Deux approches utilisant des technologies existantes à faible coût et à faible consommation d'énergie pour accélérer la carbonatation ont démontré une capture significative du carbone sur une très courte période et la formation de minéraux carbonatés.

Un article publié par une grande collaboration internationale dirigée par l'Université Monash en Géologie économique décrit des expériences en laboratoire pour évaluer deux approches utilisant des technologies existantes à faible coût et à faible consommation d'énergie pour réutiliser les déchets stockés provenant des opérations minières et capturer le dioxyde de carbone sous forme de minéraux carbonatés de valeur.

Bien que la carbonatation passive des résidus miniers se produise naturellement, l'équivalent d'environ 30 ans de carbonatation passive a été atteint en quatre semaines dans l'une de leurs expériences.

« Si vous pouvez intégrer la capture du carbone à la récupération de minéraux auparavant inaccessibles, disons du nickel et du cobalt, vous pourriez rendre certaines mines de qualité inférieure plus viables, ", a déclaré l'auteur principal, le Dr Jessica Hamilton.

Selon un récent rapport en Science , aujourd'hui, quelque 419 millions de tonnes de déchets ultramafiques et mafiques (riches en magnésium et en calcium) sont produits chaque année avec le potentiel, s'ils sont entièrement carbonatés, de retenir 175 millions de tonnes de CO atmosphérique 2 par an.

Dans l'étude, Hamilton et ses associés ont utilisé des expériences en laboratoire pour tester deux traitements géochimiques afin d'accélérer la carbonatation des résidus miniers ultramafiques à des températures et pressions ambiantes.

La première expérience impliquait une réaction directe des résidus partiellement saturés d'une mine de chrysotile (amiante) abandonnée en Nouvelle-Galles du Sud avec un gaz de combustion minier simulé, contenant 10 pour cent de CO 2 en diazote.

Ce CO accéléré 2 la séquestration se produit en ciblant un minéral très réactif, brucite (Mg(OH)2), dans les résidus.

Les enquêteurs ont noté certaines limitations de la carbonisation avec la brucite qui sont liées à la teneur en eau et à l'humidité.

Dans la deuxième expérience, les chercheurs ont simulé un traitement de lixiviation en tas à l'aide de colonnes de laboratoire.

"Si nous irriguons les déchets minéraux des mines avec de l'acide, les minéraux se dissolvent pour produire une solution riche en magnésium et en calcium, lequel, à son tour, réagir avec le CO 2 et forment des minéraux carbonatés solides, ", a déclaré Hamilton.

L'enquête a porté sur la microscopie à fluorescence X (XFM) au synchrotron australien, entrepris par Hamilton et le scientifique principal de XFM, le Dr David Paterson, qui a fourni des preuves microscopiques visuelles de la distribution des métaux traces et d'autres changements clés de la microstructure après la lixiviation avec de l'acide sulfurique dilué.

XFM a révélé du fer immobilisé, chrome, cobalt, nickel et manganèse à différentes profondeurs dans la colonne avec la plus grande concentration dans la région où le pH de la solution de lixiviation acide a été neutralisé.

"Le vrai pouvoir de XFM était qu'il nous a permis de regarder la distribution des éléments à une échelle très fine et de regarder les revêtements sur les grains, et les environnements géochimiques localisés où les métaux précipitaient, ", a déclaré Hamilton.

La lixiviation en tas a produit un liquide riche en magnésium capable de séquestrer une quantité de dioxyde de carbone 200 fois supérieure à la carbonatation passive qui s'est produite dans la mine abandonnée.

« Le choix de l'approche dépend des ressources disponibles à la mine et de la minéralogie locale, ", a déclaré Hamilton.

« S'il y a de l'acide résiduaire disponible et que vous n'avez pas beaucoup de brucite active, alors la lixiviation en tas est une excellente option. S'il y a un CO 2 la source, et tu as de la brucite, alors vous pouvez opter pour une réaction directe avec ce gaz. Mais les deux peuvent aussi être utilisés ensemble, par exemple, la lixiviation en tas peut être suivie d'une réaction des fluides riches en magnésium avec un CO 2 la source, ", a déclaré Hamilton.

Un avantage supplémentaire est que pour les mines ou le traitement des minéraux qui produisent de l'acide comme sous-produit, cet acide peut être utilisé et neutralisé.

L'approche est adaptée aux déchets de platine, chromite, diamant, et un peu de nickel, le cuivre, et les mines de chrysotile historiques.

Un programme d'essais est actuellement en cours pour étendre la technologie de minéralisation du carbone dans les mines de diamants en Afrique et au Canada.

Les travaux sont en cours par le professeur Siobhan 'Sasha' Wilson à l'Université de l'Alberta, le professeur Gordon Southam de l'Université du Queensland et le professeur Gregory Dipple de l'Université de la Colombie-Britannique ; tous sont co-auteurs de l'article.

Bien que Hamilton travaille maintenant comme instrumentiste au Synchrotron australien, elle continue de rester activement impliquée dans la recherche.

Leur travail sur l'utilisation de déchets industriels pour transformer le dioxyde de carbone en pierre a récemment été présenté dans un article The Carbon Vault, Dans la science.

Une étude explorant des méthodes similaires sur des déchets miniers de cuivre riches en fer, dirigé par le professeur Southam et comprenant Hamilton et Paterson, a été récemment publié dans le Journal d'exploration géochimique .