Más de 40 minerales y metales contenidos en el agua de
mar, es probable que su extracción aumente en el futuro
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1 DE ABRIL DE 2016
POR: KEITH CAMPBELL
EDITOR ADJUNTO MAYOR DE CREAMER MEDIA
JOHANNESBURG (miningweekly.com) - En general, se sabe que existen muchos minerales y metales, disueltos
en agua de mar y en las aguas de las lagunas saladas y los lagos de sal.
Según la Universidad de Stanford , en los EE. UU., El agua de mar
contiene 47 minerales y metales. Comenzando por los más abundantes y
procediendo a los menos abundantes,
estos son cloruro, con una
concentración de 18 980 partes por millón (ppm) en agua de mar, sodio (10 561
ppm), magnesio (1 272 ppm), azufre
(884 ppm) , calcio (400 ppm), potasio
(380 ppm), bromo (65 ppm),
carbono inorgánico (28 ppm) y estroncio
(13 ppm). Luego siga boro (4.6 ppm), silicio (4 ppm), carbono orgánico (3
ppm), aluminio (1.9 ppm), flúor (1.4 ppm), nitrógeno en forma de nitrato (0.7
ppm), nitrógeno orgánico (0.2 ppm) , rubidio
(0.2 ppm), litio (0.1 ppm),
fósforo en forma de fosfato (0.1 ppm), cobre(0.09 ppm), bario (0.05 ppm), yodo
(también 0.05 ppm), nitrógeno en forma de nitrito (también 0.05 ppm) y
nitrógeno en forma de amoníaco (una vez más 0.05 ppm). A partir de entonces,
tenemos arsénico (0.024 ppm), hierro
(0.02 ppm), fósforo orgánico (0.016 ppm),
zinc (0.014 ppm), manganeso (0.01 ppm), plomo (0.005 ppm), selenio (0.004
ppm), estaño (0.003 ppm), cesio (0.002
ppm), molibdeno (también 0.002 ppm) y
uranio (0.0016 ppm). Luego vienen galio (0.0005 ppm), níquel (también 0.0005 ppm), torio (también 0.0005 ppm), cerio (0.0004
ppm), vanadio (0.0003 ppm), lantano (también 0.0003 ppm), itrio (también
0.0003 ppm), mercurio ( una vez más 0.0003 ppm), plata (también 0.0003 ppm),
bismuto (0.0002 ppm), cobalto (0.0001 ppm) y, finalmente, oro(0.000008 ppm). En total, hay alrededor de 50 cuatrillones de toneladas (es decir, 50 000 000 000 000 000 t) de minerales y metales
disueltos en todos los mares y océanos del mundo. Para tomar solo uranio, se
estima que los océanos del mundo contienen 4.500 millones de toneladas de
energía metálica .
OPERACIONES COMERCIALES
Conocer estos minerales y metales es que hay una cosa; extraerlos es
otra muy diferente. Sin embargo, los minerales y los metales se extraen del
agua de mar y de las aguas saladas interiores, con fines comerciales. Uno de
ellos es tan obvio, tan común, que a menudo se olvida: sal (cloruro de sodio).
Si bien consumir demasiada sal puede ser perjudicial para su salud , consumir
un poco de sal es esencial para mantenerse sano y vivo. La sal también se usa
para tratar carreteras cubiertas de hielo en muchos países, principalmente del
hemisferio norte, en invierno. Y sirve como materia prima para la fabricación
de hidrógeno, cloro e hidróxido de sodio a
través del proceso de electrólisis. De hecho, el 68% de toda la sal producida
se usa en manufactura e industrial procesos. En total, la
sal tiene alrededor de 14 000 aplicaciones
diferentes, informa la compañía británica Maldon Salt .
Aunque la sal puede ser extraída a gran escala de las formaciones de sal
de roca terrestre (técnicamente conocida como halita), extraerla del agua de
mar mediante la evaporación es, en términos de número de operaciones , el medio
más común para obtenerla. En promedio, cada kilómetro
cúbico de agua de mar contiene 26 millones de toneladas de sal. En pocas
palabras, la evaporación implica la admisión de mar o salobre hacia el
interior, el agua en piscinas de poca profundidad y dejando que el sol evapore
el agua, dejando atrás la sal cristalizada. Este método requiere poca lluvia
(aunque no necesariamente todo el año) y mucha luz
solar. Sin embargo, el mismo proceso puede replicarse en países más
húmedos, en interiores y utilizando calor artificial para eliminar el agua de
mar y cristalizar la sal (esto se hace en el Reino Unido, por ejemplo). Cuando
los humanos comenzaron a extraer sal del agua de mar se desconoce, pero el comercio significativo de sal surgió hace unos 4 500
años en el período Neolítico (más tarde en la Edad de Piedra).
De manera similar, parte del
cloruro de potasio, también una sal, puede recuperarse del mar con fines
comerciales. Sin embargo, esta es solo una fuente menor del suministro mundial
de cloruro de potasio. La mayoría del cloruro de potasio se extrae en forma de
los minerales
sylvite y sylvinite. Sin embargo, el
Mar de obras muertas, un negocio unidad de empresa
israelí ICL Fertilizers , es el número cuatro productor y proveedor de
potasa (minerales que contienen potasio) del mundo productos , mientras que
otro de sus productos es cloruro de magnesio, todos
extraída del Mar Muerto. En el otro lado del mar, el equivalente jordano
de la unidad, Arab
Potash, es el octavo productor mundial de potasa. Sus productosson óxido de potasio (fertilizantes y grados industriales
), cloruro de potasio ( grados de fertilizantes
e industriales ), sal (fertilizantes y grados industriales ), cloruro de magnesio (grado de fertilizante), cloruro de calcio
(grado de fertilizante), magnesio ( grado
industrial ), calcio ( industrial grado) y sulfato ( grado industrial ).
El metal para el cual los lagos marinos y salobres son fuentes
crucialmente importantes es el magnesio. El magnesio es un metal de baja densidad
y, por lo tanto, liviano, que produce aleaciones fuertes. Es, de hecho, el más
ligero de los metales comúnmente utilizados. El aluminio , en sí mismo un metal
ligero famoso , es más de un 50% más denso, por ejemplo. El magnesio se utiliza
en la producción de aleaciones, fertilizantes, refractarios (para la producción
de acero ) y retardantes de llama y para la purificación de agua . También es
esencial para la salud humana . En cuanto a los usos
del magnesio metálico , aproximadamente el 50% se destina a aleaciones con
aluminio . Aluminio Las aleaciones de magnesio
se utilizan ampliamente en las industrias de la construcción , automoción ,
ferrocarriles, barcos y construcción de barcos y recipientes a presión.
También hay aleaciones de magnesio, silicio y aluminio ,
que a menudo se utilizan en aplicaciones complementarias a las aleaciones de
aluminio y magnesio. Las aleaciones de magnesio también se emplean en la
industria aeroespacial . El magnesio también es importante para la producción de
titanio y otros metales.
El uso de
magnesio por parte de la industria automotriz está aumentando
La producción de magnesio creció a una tasa de
crecimiento anual compuesta de poco menos del 6% entre 2002 y 2014, con
una demanda que aumentó un poco menos del 7%. El
mercado de compuestos de magnesio se estimó en más de siete millones de
toneladas en 2014. Aunque el magnesio se puede obtener de los minerales dolomita y carnalita, fuera de China , su fuente
principal es el agua de mar y los lagos salados. Cada
kilómetro cúbico de agua de mar contiene más de un millón de toneladas de
compuestos de magnesio. En los EE. UU., El 63%
de la producción de magnesio provino del agua de mar y las salmueras durante
2015.
El metal se extrae del agua de mar y las salmueras por
medio de la electrólisis, un proceso que requiere
el paso de una corriente a través de una sal fundida. Esto extrae el metal de
la sal, pero requiere una temperatura alta para derretir la sal. Actualmente,
el proceso utilizado en los EE. UU. Necesita una
temperatura de 900 ° C. Sin embargo, el (los Estados Unidos) Pacific Northwest National Laboratory está trabajando
en un $ 2,7 millones del proyecto , que será concluido a finales de este año,
para desarrollar un nuevo proceso, utilizando un catalizador a base de titanio, que será más eficiente y requiere menos
energía . Este nuevo proceso necesitará una temperatura
no superior a 300 ° C.
INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO
Los investigadores continúan proponiendo, y buscan desarrollar, procesos
prácticos para extraer otros metales del agua de mar y las salmueras. Una
propuesta, realizada en 2012 por investigadores de Singapur
, era utilizar bacterias específicas para
extraer metales de la salmuera producida como producto de desecho para
la desalinización. El país insular busca producir nueve millones de litros de agua dulce por
día mediante la desalinización para 2060, lo que dará como resultado enormes cantidades de salmuera.
En lugar de simplemente ser devuelto al mar, esta
salmuera podría procesarse biológicamente para extraer el calcio, magnesio,
potasio y azufre que contendría. En promedio, cada millón de litros de
agua contiene 1 300 kg de magnesio, 900 kg de azufre, 400 kg de
calcio y 400 kg de potasio. Esto podría hacer que
Singapur , sin recursos naturales , eventualmente desarrolle una industria
minera de $ 4.500 millones . No está claro
cuánto progreso se ha logrado hasta ahora con esta propuesta.
Japón es un centro líder, sino
líder, de investigación sobre la extracción de metales del agua de mar. El país
comenzó la investigación para obtener uranio del agua
de mar durante la década de 1960, al igual que Alemania
e India (que cooperaron con Francia ). Las tres plantas piloto
desarrolladas y las tres utilizaron el principio de adsorción (en el que
átomos, iones o moléculas de un elemento se adhieren a una superficie ). Cada
país utilizó diferentes tipos de material para proporcionar la superficie, y
los japoneses disfrutaron del mayor éxito en la recuperación de uranio.
Alrededor de 2009, utilizando fibras hechas de amidoxima,
dispuestas en trenzas de 60 m ancladas al lecho marino, los japoneses
recuperaban uranio a un costo de $ 140 / lb, cuando el precio del mercado de
uranio era de $ 120 / lb. (Al momento del cierre para la prensa, el precio spot era de menos de $ 30 / lb).
Entonces, la tecnología japonesa funciona, pero actualmente no es
competitiva. En los Estados Unidos, la investigación en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge se ha centrado en el desarrollo de material
adsorbente muy mejorado. Esto se ha llevado a cabo con una empresa del sector
privado, y el material resultante, denominado HiCap, puede extraer entre cinco y siete veces más uranio, siete veces más rápido que
los mejores adsorbentes anteriores. Si el precio del uranio volviera a
los niveles más altos observados a mediados de la década de 2000, esta
tecnología bien podría resultar económicamente viable. Y, por supuesto, se
pueden hacer más mejoras en la eficiencia de la extracción en los próximos
años, reduciendo aún más el costo de obtener uranio del agua de mar.
También se debe tener en cuenta que en febrero se publicó un informe
preliminar sobre el posible impacto ambiental de los adsorbentes utilizados
para extraer uranio del agua de mar. Encontró un impacto ambiental mínimo en la
fauna marina .
Los japoneses, mientras tanto, pasaron a buscar
también extraer litio del agua de mar. El litio es, por supuesto, esencial para fabricar las baterías de
iones de litio que son tan importantes en el mundo actual, alimentando
computadoras portátiles, tabletas y teléfonos celulares, así como vehículos
eléctricos, y suministrando fuentes eléctricas en los aviones de última generación.
Cabe señalar que la mayor parte del suministro de litio actual del mundo
proviene de América del Sur , extraído de salmueras que
se bombean a la superficie y se liberan en estanques poco profundos,
donde la evaporación elimina el agua y el material sólido que queda es
recolectado y procesado.
El año pasado, investigadores del Instituto Rokkasho Fusion de la Agencia de Energía Atómica de
Japón revelaron que habían desarrollado una nueva forma de extraer
litio del agua de mar. Esto implica diálisis . Emplea una celda de diálisis que
contiene una membrana
hecha de un material superconductor.
El litio es el
único ion en el agua de mar que puede atravesar la membrana. Se mueve desde el lado del electrodo negativo de la celda al lado del
electrodo positivo. Informaron que el sistema muestra una buena eficiencia
energética y que sería fácil ampliarlo. Sin embargo, también advirtieron que el
proceso está a años de ser comercializado.
Se espera que la demanda de litio supere la oferta en los próximos años.
Como resultado, en 2014, el Centro de Investigación de Energía del Reino Unido
predijo que, para 2030, la extracción de litio del agua
de mar podría ser comercialmente viable. Eso fue, nótese, mucho antes
del anuncio de los investigadores del Rokkasho Fusion Institute de su método
mejorado de recuperación.
La extracción de minerales y metales del agua de mar no es ciencia
ficción; no es una opción para el futuro. Está sucediendo ahora y es probable
que aumente en el futuro. Cada vez más, la pregunta no
es la tecnología ; son los precios que los mercados están dispuestos a
pagar.
EDITADO POR: CREAMER MEDIA REPORTER
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