Metodi innovativi per massimizzare la multa

I ricercatori stanno sviluppando nuovi metodi per separare in modo più efficiente materiali fini di valore inferiore a 20 μm dai minerali. Il processo prevede l'adesione delle particelle del materiale desiderato a bolle d'aria e il loro recupero sotto forma di schiuma.

Il trattamento dei materiali a grana fine rappresenta una grande sfida per l’industria mineraria. I minerali devono prima essere frantumati e macinati fino all'ordine dei micrometri, un processo che ne aumenta l'area superficiale e libera le particelle minerali dalla ganga. In questa fase iniziale, la flottazione con schiuma aiuta a separare le particelle in base alla capacità dei minerali e dei metalli, idrofobizzati dai reagenti di flottazione, di aderire alle superfici delle bolle d'aria in un impasto acquoso. Questi aggregati di particelle di bolle vengono trasportati sulla superficie della pasta (impasto liquido), dove entrano nella schiuma che viene poi rimossa. Il materiale rimanente del minerale che non risale in superficie forma gli sterili di flottazione.

Sebbene la flottazione con schiuma possa gestire in modo efficiente particelle di dimensioni comprese tra 20 μm e 200 μm, deve ancora fare progressi significativi nel trattamento delle particelle più piccole. Le particelle fini e ultrafini non possono galleggiare facilmente poiché hanno una bassa efficienza di collisione e attaccamento con le bolle d'aria, con conseguente perdita di minerali preziosi. Inoltre, a causa della loro area superficiale relativamente elevata, queste particelle più piccole richiedono più reagenti per la loro lavorazione. Il progetto FineFuture, finanziato dall'UE, sta lavorando a soluzioni innovative per recuperare fini di alta qualità e a velocità elevate, in modo che i preziosi materiali ultrafini non siano più scartato. "La capacità di recuperare particelle di dimensioni inferiori a 20 μm è molto importante poiché attualmente non esiste una tecnologia in grado di catturarle in modo efficiente senza spendere molta energia e acqua. Le nostre soluzioni avanzate ad alta efficienza energetica promettono riduzioni significative delle perdite di risorse, promuovendo così la competitività di l'industria mineraria dell'UE", osserva la coordinatrice del progetto Kerstin Eckert.

FineFuture mira a promuovere la comprensione fondamentale della flottazione delle particelle fini. Si prevede che le sue soluzioni tecnologiche rivoluzionarie forniranno un percorso sostenibile per la valorizzazione delle risorse attraverso il ritrattamento dei depositi di sterili, mentre potrebbero anche aiutare a sbloccare nuove materie prime critiche da depositi naturali e rifiuti minerari. I ricercatori sono sulla buona strada per offrire metodi che dimostrino prestazioni superiori, un risparmio energetico del 20% e un risparmio idrico del 30% rispetto allo stato dell'arte.

"L'attenzione principale è stata posta sul controllo efficace delle interazioni superficiali tra bolle e particelle fini per aumentare selettivamente la loro probabilità di attaccamento", spiega Eckert. Finora, i ricercatori hanno testato metodi per descrivere le interazioni tra reagenti del collettore, depressori e minerali. Il team di FineFuture ha anche segnalato metodi per migliorare la selettività di flottazione dei minerali carbonatici. L'uso di additivi non ionici ha portato ad una significativa diminuzione del consumo del collettore. Il progetto ha sviluppato un nuovo collettore che provoca un'attrazione elettrostatica tra bolle e particelle a base di silice. Una strategia efficace per superare i problemi della flottazione delle particelle fini consiste nel ridurre le dimensioni delle bolle e utilizzare tipi speciali di celle di flottazione note come celle reattore-separatore che aumentare le interazioni bolla-particella. I ricercatori hanno compiuto progressi su questo fronte. In particolare, hanno segnalato diverse tecnologie per la generazione di microbolle, compreso l'uso di un generatore di microdispersione aria-in-acqua. I test di flottazione condotti utilizzando questo generatore hanno dimostrato che l'aggiunta di microbolle ha favorito il recupero delle particelle di quarzo.

"FineFuture applica un approccio di ricerca transdisciplinare e unico nel suo genere che unisce la scienza dei colloidi e delle interfacce, la dinamica dei fluidi, la fisica, la lavorazione dei minerali, l'ingegneria chimica, l'ingegneria elettrica, la scienza computazionale e la matematica avanzata", osserva Eckert. “I nostri concetti e tecnologie rivoluzionari sposteranno l’attuale paradigma minerario verso lo sfruttamento dei depositi minerali naturali costituiti da minuscoli granelli in modo economico ed ecologico”.