Разработан простой процесс извлечения ценной соли магния из морской воды

Прочитано: 57 раз(а)


С древних времен люди добывали соли, такие как поваренная соль, из океана. Хотя поваренную соль добыть проще всего, морская вода является богатым источником различных минералов, и исследователи изучают, какие из них они могут извлечь из океана. Один из таких минералов, магний, в изобилии содержится в море и становится все более полезным на суше.

У магния появляются новые приложения, связанные с устойчивостью, в том числе для улавливания углерода , низкоуглеродистого цемента и потенциальных аккумуляторов следующего поколения. Эти приложения привлекают внимание к отечественному производству магния . В настоящее время магний получают в США с помощью энергоемкого процесса из рассолов соленых озер, некоторые из которых находятся в опасности из-за засухи. Министерство энергетики включило магний в свой недавно опубликованный список важнейших материалов для внутреннего производства.

В статье, опубликованной в журнале Environmental Science & Technology Letters , показано, как исследователи из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) и Вашингтонского университета (UW) нашли простой способ выделения чистой соли магния, исходного сырья для металлического магния, из морской воды. В их новом методе два решения вытекают бок о бок в длинном потоке. Этот процесс, называемый методом ламинарного спутного потока, использует тот факт, что текущие растворы создают постоянно реагирующую границу. Свежие решения текут мимо, не позволяя системе достичь баланса.

Этот метод играет новый трюк со старым процессом. В середине 20- го века химические компании успешно создали исходное сырье для магния из морской воды, смешав ее с гидроксидом натрия, широко известным как щелочь. Полученная соль гидроксида магния, давшая название антацидному молоку магнезии, затем была обработана для получения металлического магния. Однако в результате этого процесса образуется сложная смесь солей магния и кальция, разделить которую трудно и дорого. Эта недавняя работа позволяет получить чистую соль магния, что обеспечивает более эффективную обработку.

«Обычно люди продвигают исследования разделения, разрабатывая более сложные материалы», — сказал химик PNNL и профессор материаловедения и инженерии UW Чинмайи Суббан. «Эта работа настолько интересна, потому что мы используем совершенно другой подход. Мы нашли простой процесс, который работает. При масштабировании этот процесс может помочь возродить производство магния в США за счет производства первичного сырья. Мы окружены огромным , синий, неиспользованный ресурс.»

От воды Sequim до твердой соли

Суббан и его команда протестировали свой новый метод, используя морскую воду из кампуса PNNL-Sequim, что позволило исследователям воспользоваться преимуществами объектов PNNL по всему штату Вашингтон.

«Как сотрудник Coastal Sciences, я только что позвонил члену нашей химической команды Sequim и запросил образец морской воды», — сказал Суббан. «На следующий день в нашу лабораторию в Сиэтле доставили кулер. Внутри мы нашли охлаждающие пакеты и бутылку охлажденной морской воды Sequim». Эта работа представляет собой сотрудничество, которое может происходить в кампусах PNNL в Ричленде, Сиэтле и Секиме.

В методе ламинарного спутного потока исследователи пропускают морскую воду вместе с раствором гидроксида. Содержащая магний морская вода быстро вступает в реакцию с образованием слоя твердого гидроксида магния. Этот тонкий слой действует как барьер для смешивания раствора.

«Проточный процесс дает совершенно другие результаты, чем простое смешивание растворов», — сказал постдокторский исследователь PNNL Цинпу Ван. «Первоначальный барьер из твердого гидроксида магния предотвращает взаимодействие кальция с гидроксидом. Мы можем селективно производить чистый твердый гидроксид магния без необходимости дополнительных этапов очистки».

Избирательность этого процесса делает его особенно мощным. Получение чистого гидроксида магния без какого-либо загрязнения кальцием позволяет исследователям пропустить энергоемкие и дорогостоящие этапы очистки.

Устойчивое развитие в будущем

Новый и щадящий процесс может быть очень устойчивым. Например, гидроксид натрия, используемый для извлечения соли магния , может быть получен на месте с использованием морской воды и морских возобновляемых источников энергии. Удаление магния является необходимой предварительной обработкой для опреснения морской воды. Сочетание нового процесса с существующими технологиями может упростить и удешевить превращение морской воды в пресную.

Команда особенно взволнована будущим процесса. Их работа является первой демонстрацией ламинарного метода селективного разделения. Этот новый подход имеет много дополнительных потенциальных применений, но необходимо проделать дополнительную работу, чтобы понять основную химию процесса. Пробел в знаниях открывает новые возможности и направления исследований для развития синей экономики.

«Мы хотим перевести эту работу с эмпирической на прогнозную», — сказал специалист по материалам PNNL Элиас Накузи. «Существует захватывающая возможность развить фундаментальное понимание того, как работает этот процесс, применяя его к важным проблемам, таким как создание новых энергетических материалов и селективное разделение трудноотделяемых ионов для очистки воды и восстановления ресурсов».

Разработан простой процесс извлечения ценной соли магния из морской воды



Новости партнеров