Nanopartículas magnéticas: novedoso método para extraer metales críticos de salmueras

El Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía de EE. UU. y su licenciatario, Moselle Technologies, lanzaron una tecnología que utiliza nanopartículas magnéticas para capturar materiales valiosos de las salmueras .

Según estas organizaciones, la nanopartícula central en el desarrollo consiste en una forma de óxido de hierro mejor conocida como magnetita. Esta partícula del núcleo se utiliza para anclar una capa adsorbente que se une selectivamente a los compuestos de interés.

Las nanopartículas se pueden introducir en salmueras de plantas geotérmicas, agua producida, efluentes de minería de minerales y agua de mar, donde se adhieren a compuestos objetivo que flotan libremente. Cuando se expone a un imán, el núcleo de hierro de la nanopartícula migra hacia el imán, junto con el material crítico al que está unido, y puede filtrarse de la salmuera.

A la espera de la aprobación de su patente, la tecnología se está adaptando para la captura de litio.

“Los enfoques actuales para la extracción de litio del agua, por ejemplo, requieren un paso de procesamiento que bombee grandes volúmenes de agua, miles de galones por minuto, a través de un sistema de filtración de intercambio iónico, lo que lo hace a la vez intensivo en energía y costoso”, dijo en un comunicado de prensa Pete McGrail, PNNL compañero de laboratorio y experto en tecnología de recuperación de metales de tierras raras.

“Nuestro proceso de nanotecnología nos permite miniaturizar todo y elimina la necesidad de separadores de intercambio iónico masivos requeridos en otros procesos”, agregó.

McGrail explicó que, con el nuevo sorbente, solo se necesitan unos minutos para extraer prácticamente todo el litio de la solución mediante colisiones moleculares. Luego, el litio se puede eliminar con un imán donde se recolecta y purifica fácilmente.

Se espera que el proceso funcione particularmente bien con las salmueras de petróleo y gas, consideradas un recurso interno de litio sin explotar.

Pruebas en campo

Dado que la tecnología ha sido desarrollada en laboratorio durante varios años, los científicos dicen que ahora está lista para pruebas de campo. Este trabajo se llevará a cabo en el campus de Richland de PNNL en Washington, donde los investigadores se asociaron no solo con Moselle sino también con Canada Natural Resources y Conoco Phillips para realizar pruebas de estrés sometiendo la tecnología a pruebas de ciclo extendido con el sistema de separador magnético. Este es un paso necesario para la producción industrial a gran escala.

“Al usar las nanopartículas magnéticas para adherirse a las partículas de litio en solución, esperamos que el concentrado resultante esté en una forma más pura, reduciendo así el costo de procesamiento adicional”, dijo el CEO de Moselle Technologies, Jerry Mills. “Y esto eliminará más de la mitad del costo”.

Además del litio, la tecnología también se probará para la recuperación de otros metales críticos como el cesio.

“Trabajaremos con la empresa geotérmica Geo40 con sede en Nueva Zelanda, que ha identificado cesio presente en sus salmueras. En este proyecto, el equipo extenderá el trabajo realizado para recuperar litio a nuevos sorbentes que son altamente selectivos para el cesio. Si tiene éxito, al grupo le gustaría construir una planta piloto en Nueva Zelanda ”, dijo McGrail.

*foto referencial