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Near-zero-waste recycling of low-grade sulphidic mining waste for critical-metal, mineral and construction raw-material production in a circular economy

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Sterili da estrazione mineraria da custodire gelosamente: come fornire alla società risorse sostenibili

I metalli essenziali sono fondamentali per le tecnologie emergenti; tuttavia, la loro estrazione lascia dietro di sé un’eredità potenzialmente pericolosa per l’ambiente. Un progetto finanziato dall’UE si sta adoperando per trovare soluzioni innovative per il trattamento dei rifiuti minerari.

Cambiamento climatico e Ambiente
Tecnologie industriali

I rifiuti minerari sulfidici, ovvero i residui derivanti dall’estrazione e dalla lavorazione di minerali sulfidici per la produzione di rame (Cu), zinco (Zn), piombo (Pb), nichel (Ni) e altri metalli essenziali, rappresentano la gran parte dei rifiuti di estrazione in Europa. Se ne generano circa 600 milioni di tonnellate all’anno a cui si aggiunge una scorta storica di 28 000 milioni di tonnellate immagazzinate in impianti di stoccaggio degli sterili, impilate a secco o accumulate nelle miniere. Nel caso di una cattiva gestione, questi rifiuti possono costituire un pericolo ambientale, provocando problemi quali il drenaggio acido di miniera, ovvero il deflusso di acqua acida dai rifiuti minerari. Al tempo stesso, questi rifiuti rappresentano una nuova scorta di metalli e minerali essenziali necessari per la transizione a una società circolare ecologica. Di recente, il partenariato europeo per l’innovazione sulle materie prime ha avviato una «chiamata alle armi» per trasformare il «problema dei rifiuti di estrazione» in un’«opportunità di recupero di risorse», a cui ha risposto il progetto NEMO, finanziato dall’UE. «Adottando il concetto di “quattro prove pilota e tre casi di studio”, NEMO raccoglie la sfida di sviluppare, dimostrare e sfruttare nuovi modi di valorizzazione degli sterili sulfidici», sottolinea Mika Paajanen, coordinatore del progetto. L’obiettivo consiste nel riciclare fino al 95 % di rifiuti. Un aspetto fondamentale per raggiungere tale traguardo è migliorare il livello di maturità tecnologica di diverse tecnologie innovative dedicate al trattamento dei rifiuti minerari sulfidici e dei minerali sulfidici generando una quantità di rifiuti quasi pari a zero.

Il concetto di NEMO

Il progetto si concentra su tre casi: la miniera Sotkamo di Ni-Cu-Zn-REE/Sc (scandio, elemento delle terre rare) in Finlandia, l’impianto di lavorazione Luikonlahti in Finlandia e la miniera Tara di Zn-Pb in Irlanda. Tramite le quattro prove pilota che si avvalgono delle tecnologie di NEMO, il progetto intende dimostrare processi di bioliscivazione all’avanguardia per il recupero di altri metalli dai minerali/residui sulfidici e per il miglioramento della trasformazione dei solfuri in solfati, contribuendo a eliminare il rischio di drenaggio acido di miniera. Inoltre, si prefigge di «pulire» la matrice residua permettendone l’impiego nel cemento e in applicazioni edili. «Ad oggi, i risultati scaturiti dalle prove pilota comprendono l’elaborazione e la valutazione di unità di processo e diagrammi di flusso nuovi e innovativi per la valorizzazione idrometallurgica di metalli di base poveri provenienti dai residui di lavorazione. Tra questi figurano un bioreattore a bassa intensità per la lavorazione idrometallurgica efficiente in termini di costi e diagrammi di flusso idrometallurgici innovativi per la produzione di concentrati metallici per batterie», conferma Paajanen. Inoltre, si è eseguito il confronto tra due opzioni di bioliscivazione: una presso la miniera Sotkamo e l’altra presso l’istituto BRGM, in Francia. A Sotkamo si trattava di un cumulo di bioliscivazione con condizioni di esercizio potenziate, mentre in Francia di una vasca di bioliscivazione. Durante la prima fase della prova pilota di bioliscivazione in vasca è stata raggiunta un’estrazione di metalli superiore al 90 %. «NEMO ha inoltre sviluppato processi e miscele in grado di incorporare una percentuale elevata di sterili da estrazione mineraria e ha dimostrato che gli stessi nei prodotti potrebbero essere usati nel calcestruzzo. Questi sviluppi sono stati conseguiti dai partner del progetto Boliden, Thyssenkrupp, VITO e Resourcefull, in particolare concentrandosi sugli sterili della miniera Tara di Boliden», evidenzia Paajanen. Una nuova comprensione della natura specifica delle materie prime secondarie, acquisita presso ogni sito minerario oggetto di studio, ha inoltre fornito informazioni utili sulla loro sostenibilità per vari metodi di lavorazione e valorizzazione e sul loro potenziale di sfruttamento.

Guardando più avanti

«Si presume che la tecnologia di NEMO offrirà all’UE una serie di vantaggi, a partire da nuove risorse per il settore siderurgico e agricolo fino a una riduzione dei livelli di CO2 durante il processo di recupero dei metalli e alla sostituzione del comune cemento Portland», conclude Paajanen. Oltre a ciò, si rivelerà determinante nell’eliminazione del drenaggio acido di miniera e di altri problemi ambientali. Il progetto continuerà a monitorare la fornitura dei campioni e le prestazioni delle diverse prove pilota, puntando a replicare le proprie tecnologie e i propri concetti in altre miniere nell’UE e non solo.

Parole chiave

NEMO, rame, zinco, piombo, nichel, rifiuti minerari sulfidici, valorizzazione degli sterili sulfidici, società ecologica, trattamento a rifiuti quasi zero

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