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¿De dónde va a extraer minerales la humanidad en el futuro ?

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© Ra Boe/Wikipedia

¿Pueden los residuos de producción pasar de ser una amenaza para la sociedad a una herramienta adicional para el desarrollo socioeconómico?

La industria del carbón, la metalurgia no ferrosa y ferrosa, las plantas químicas y agroquímicas no solo son la base de la economía de cualquier estado industrial, incluida Rusia, sino también industrias que producen una gran cantidad de subproductos. Lo más interesante es que la inmensa mayoría de ellos son verdaderas "montañas de oro", que en el nivel actual de desarrollo tecnológico pueden, sin exagerar, enriquecer a quienes se involucrarán en su desarrollo.

Ya no se trata de minerales fuera de balance, como se llamaban durante la Unión Soviética, a los relaves líquidos, sino depósitos reales hechos por el hombre. Entonces, el escandio y otros metales de tierras raras se pueden extraer del lodo rojo (en la foto de arriba), formado durante el procesamiento de la bauxita. Y de fosfoyeso, uno de los subproductos del procesamiento de materias primas de fosfato (fosforitas y apatitas, a partir de las cuales se fabrican los fertilizantes), carbonato de calcio (fosfomel) y sulfato de amonio.

Бричкин
© Форпост Северо-Запад

"El carbonato de calcio se puede utilizar, por ejemplo, para encalar suelos, su uso permite elevar los rendimientos, lo cual es especialmente importante para regiones con clima húmedo, como el noroeste de Rusia. El hecho es que la precipitación aumenta la acidez del suelo y el fosfomelano la lleva a valores estándar. Además, tiene demanda en la producción de acero y cemento. Bueno, el sulfato de amonio es un fertilizante de nitrógeno mineral que tiene una gran demanda. Se disuelve bien en el agua, no se lava incluso con las fuertes lluvias y, lo más importante, ayuda a los cultivos con menos pérdidas a soportar las fluctuaciones de temperatura, la sequía o, por el contrario, la alta humedad" dice Vyacheslav Brichkin, jefe del Departamento de Metalurgia de la Universidad de Minería de San Petersburgo (el supervisor científico del trabajo fue el profesor Victor Sizyakov).

Hoy en día, en todo el mundo se producen anualmente alrededor de 170 millones de toneladas de fosfoyeso. Parte de él se utiliza, por ejemplo, como un mejorador para la restauración de tierras agrícolas salinas y alteradas. O como análogo de la arena en la construcción de cimentaciones viales. Y también se utiliza para la fabricación de diversos aglutinantes, paneles de yeso y otros productos.

Sin embargo, la demanda existente no permite involucrar en la producción todo el fosfoyeso producido y sigue acumulándose. Para resolver este problema, el perfil empresarial en diferentes países del mundo atrae a la cooperación de científicos, quienes, en el curso de experimentos científicos, están buscando opciones rentables para el desarrollo de estos depósitos tecnogénicos y la extracción de componentes útiles de ellos.

фосагро
© www.phosagro.ru

En Rusia, la explotación industrial de los depósitos de apatita, que por sus propiedades únicas que permiten la producción de fertilizantes a partir de ella, se denominó la "piedra de la fertilidad", se inició en 1929. Fue entonces cuando en Khibiny (esta es la cadena montañosa más grande de la península de Kola) se extrajo del suelo la primera tonelada de valiosas materias primas. En ese momento nadie pensó en la necesidad de eliminar los residuos, pero para el usuario actual del subsuelo, PhosAgro, esta es una de las tareas prioritarias.

"Hemos atraído a la Universidad de Minería de San Petersburgo para trabajar en el desarrollo de una tecnología para la conversión de fosfoyeso en productos cristalinos: sulfato de amonio y carbonato de calcio. Nuestra elección no fue accidental, la cooperación con esta universidad es una dirección estratégica para la empresa. El programa de desarrollo del Grupo hasta 2025 se desarrolló precisamente gracias a esta asociación. Además, debido a las innovaciones propuestas por los científicos de la Universidad de Minería de San Petersburgo, pudimos introducir métodos instrumentales modernos para garantizar la seguridad de las operaciones mineras y aumentar la eficiencia de la extracción de minerales de apatita-nefelina" explicó Boris Levin, subjefe de personal de PhosAgro.

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© phosagro.ru

El objetivo del equipo de investigación, que participó en el desarrollo de un método para utilizar fosfoyeso como recurso secundario, fue la creación de una planta piloto en el sitio del clúster de Cherepovets. Esta empresa produce casi 4,5 millones de toneladas de fertilizantes que contienen fósforo al año. La aprobación de la tecnología fue exitosa, todas las conclusiones teóricas relacionadas con las perspectivas de obtención de los productos demandados por el mercado se confirmaron en la práctica.

"Las pruebas tecnológicas fueron un éxito. Hemos construido una línea piloto que puede procesar continuamente 50 kilogramos de fosfoyeso por hora. Por lo tanto, la viabilidad de construir una empresa, cuya productividad puede ser de hasta 500 mil toneladas por año, estaba plenamente justificada desde un punto de vista científico. El proceso ha sido probado en una planta piloto con modelado de cada etapa tecnológica y la posibilidad de escalado posterior" dijo Vyacheslav Brichkin.

La producción de carbonato cálcico y sulfato amónico se produce mediante el tratamiento de fosfoyeso con amoníaco o sus compuestos y dióxido de carbono. Es decir, durante este procedimiento también se reducen las emisiones de CO2. Pero Rusia, según datos oficiales, ocupa el cuarto lugar en el mundo en términos de emisiones de dióxido de carbono al medio ambiente y reducir este indicador también es una tarea de suma importancia.

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© Форпост Северо-Запад

"Junto con los científicos de la Universidad de Minería, estudiamos en la práctica los parámetros fisicoquímicos de cada etapa de la tecnología, desarrollamos documentación de diseño para tipos de equipos no estándar. Confirmamos los altos indicadores tecnológicos de la conversión del fosoyeso (al nivel del 90% - ed.) en productos objetivo. El trabajo realizado crea las bases necesarias para ampliar las direcciones de uso de este subproducto junto con las áreas de aplicación ya probadas en la práctica. Me refiero a la construcción de carreteras, la producción de cemento, etc." resumió Boris Levin.

Hoy, la Universidad de Minería de San Petersburgo continúa investigando en el campo de la utilización de fosfoyeso. En particular, se está estudiando la posibilidad de extraer de él los metales de las tierras raras del grupo ligero, cuyo contenido oscila entre el 0,5 y el 1%.