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Ionometallurgy of primary sources for an enhanced raw materials recovery

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Un approccio ecologico ed efficiente trasforma l’estrazione dei metalli

Alcuni ricercatori finanziati dall’UE stanno sviluppando una tecnologia sostenibile e all’avanguardia di lavorazione dei minerali per recuperare i sottoprodotti chiave dalle fonti primarie in modo efficiente ed economico, estraendo al contempo il metallo principale presente nel minerale.

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Le materie prime critiche quali il cobalto, il germanio e i metalli del gruppo del platino rappresentano la spina dorsale di numerosi prodotti e tecnologie che utilizziamo, dalle batterie ricaricabili alle celle solari e all’elettronica. La Commissione europea sostiene progetti incentrati sul recupero di questi materiali di importanza critica. Tali iniziative non solo garantiscono la stabilità economica, ma aprono anche la strada a un futuro più autonomo e sostenibile. Il progetto ION4RAW, finanziato dall’UE, sta lavorando per elaborare un modo più efficiente ed ecocompatibile di estrarre i metalli dalle risorse primarie. Ciò rappresenta un cambiamento notevole rispetto a molti processi idrometallurgici esistenti, che spesso ricorrono all’uso di sostanze tossiche dannose per l’ambiente.

Una tecnologia ionometallurgica alternativa e pionieristica

«Al centro del progetto ION4RAW si situa l’utilizzo della lisciviazione con liquidi ionici di tipo solvente eutettico profondo e l’elettrorecupero. I solventi eutettici profondi sono ecologici, chimicamente stabili e possono essere personalizzati per recuperare diversi metalli», spiega Maria Tripiana, coordinatrice del progetto. Questi solventi rappresentano un’alternativa ecologica ai processi ionometallurgici tradizionali, rendendo l’approccio di ION4RAW più efficiente in termini di risorse e di costi. «Sono costituiti da due componenti, gli acidi di Lewis e di Brønsted, che si sciolgono a una temperatura diversa rispetto alla miscela nel suo complesso. A seconda dei metalli di interesse, sono state testate diverse formulazioni di solventi eutettici profondi», aggiunge Tripiana. In seguito al condizionamento a monte, i minerali grezzi vengono disciolti nel solvente eutettico profondo. La soluzione risultante contiene una miscela di metalli diversi, che vengono poi sottoposti a elettrodeposizione in forma solida utilizzando il solvente eutettico profondo come soluzione elettrolitica. Questo processo prevede un anodo e un catodo; su quest’ultimo, con l’applicazione di corrente, i metalli si depositano in forma solida. Tuttavia, la tecnologia deve affrontare alcune sfide, in particolare per quanto riguarda l’ampliamento del processo e la dimostrazione della sua efficacia al di fuori dell’ambiente di laboratorio. Sono stati comunque compiuti notevoli progressi e i ricercatori intendono raggiungere il livello di maturità tecnologica 5 entro la fine del progetto. Il prototipo della tecnologia sarà sviluppato presso gli impianti di TECNALIA. Gli ultimi mesi saranno dedicati alla messa a punto delle prestazioni del processo e alla verifica della qualità dei sottoprodotti recuperati.

Attività a beneficio della gestione sostenibile delle risorse

I membri del progetto hanno intrapreso diverse attività per il conseguimento dei loro obiettivi. Inizialmente si sono concentrati sul sostegno al recupero dei sottoprodotti attraverso una valutazione completa del loro potenziale. Mediante la compilazione di dati analitici geologici e storici, l’interrogazione di serie di dati europei e la raccolta di campioni provenienti da località selezionate, è stato possibile istituire un inventario affidabile della distribuzione mirata dei sottoprodotti in Europa. Sono state impiegate tecniche di caratterizzazione multiscala per analizzare i minerali e identificare i vettori minerali dei sottoprodotti. Al fine di sfruttare al massimo il recupero a monte dei sottoprodotti da fonti primarie e ridurre al minimo l’impatto ambientale a valle, i membri del progetto hanno mappato il comportamento dei minerali contenenti sottoprodotti presenti nei minerali grezzi polimetallici di riferimento. Il gruppo di ricerca ha inoltre dimostrato l’efficacia dei processi di filtrazione, lavaggio e recupero senza compromettere le proprietà del materiale o la qualità del solvente eutettico profondo. In definitiva, i membri del progetto si sono avvalsi di metodi ionometallurgici per recuperare in modo economico i sottoprodotti dalle fonti primarie. È stata condotta un’analisi di liberazione minerale per caratterizzare i concentrati di solfuro di tutti i minerali primari studiati. Sono stati valutati due approcci di lisciviazione, uno chimico e uno elettrochimico, e il primo, che utilizza cloruro di colina/glicole etilenico con concentrati di rame/piombo, è risultato il più promettente. Il gruppo di ricerca ha inoltre analizzato l’influsso della composizione del solvente sulla speciazione e sul comportamento degli elementi bersaglio. «In termini di sostenibilità, il processo di ION4RAW supera i metodi di recupero convenzionali, perché offre un consumo energetico ridotto e utilizza solventi non infiammabili, garantendo un processo più sano e sicuro», afferma Tripiana. La riduzione delle spese di capitale e di esercizio rende questo processo una valida opzione per le aziende minerarie e di lavorazione dei minerali.

Parole chiave

ION4RAW, sottoprodotto, fonti primarie, ionometallurgico, lavorazione dei minerali, materie prime critiche, solvente eutettico profondo, estrazione mineraria

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