Nuovo processo Enea per recuperare minerali e metalli dalla salamoia dei dissalatori
Si può estrarre magnesio, un metallo essenziale per la green economy
[21 Aprile 2023]
Lo studio “Magnesium recovery from seawater desalination brines: a technical review”, pubblicato su Environment, Development and Sustainability Danilo Fontana, Federica Forte, Massimiliana Pietrantonio, Stefano Pucciarmati e Caterina Marcoaldi del Dipartimento Sostenibilità dei Sistemi Produttivi e Territoriali dell’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile (SSPT ENEA) dimostra che è possibile recuperare il magnesio dagli scarti del processo di desalinizzazione dell’acqua di mare.
Fontana, del Laboratorio ENEA di Tecnologie per riuso, riciclo, recupero e valorizzazione di rifiuti e materiali, spiega che «Considerata l’importanza strategica del tema, abbiamo aperto una linea di ricerca dedicata all’estrazione del magnesio dalle salamoie e, in questo contesto, abbiamo prodotto e pubblicato una review propedeutica alle attività in corso».
Attualmente nel mondo sono operativi quasi 16mila impianti di desalinizzazione che producono circa 95 milioni di m3 al giorno di acqua desalinizzata. Invece, la produzione di salamoia ammonta a 142 milioni di m3 al giorno (circa il 50% in più del volume dell’acqua totale desalinizzata) con Arabia Saudita, Emirati Arabi Uniti, Kuwait e Qatar a guidare la classifica mondiale degli scarti dalla desalinizzazione dell’acqua destinata a usi civili (in particolare, consumo umano e agricoltura). Fontana sottolinea che «Le attuali tecnologie di desalinizzazione producono grandi quantità di salamoie che hanno una salinità tre volte maggiore rispetto a quella dell’acqua di mare. Il loro smaltimento comporta una serie di problemi ambientali per l’ecosistema acquatico, nel momento in cui vengono riversate in mare. Allo stesso tempo, le salamoie rappresentano una preziosa fonte secondaria di magnesio che, se recuperato, potrebbe essere impiegato in numerosi settori industriali».
Il magnesio è un metallo che non si trova in natura nella sua forma elementare ed è l’ottavo elemento più abbondante nella crosta terrestre (circa il 2%). Nelle salamoie provenienti dagli impianti di dissalazione (soprattutto da quelli a osmosi inversa) i valori di concentrazione del magnesio sono molto elevati (1860-2880 milligrammi per litro) e sono presenti, in grandi quantità, anche il sodio (15.300-25.240 mg/litro), il calcio (520-960 mg/litro) e il potassio (740-890 mg/litro).
Ma per Fontana «E’ il magnesio il metallo più interessante per il suo impiego a livello industriale e per questo la Commissione Europea lo ha inserito nella lista dei 34 materiali definiti critici, per l’elevato rischio di approvvigionamento e valore strategico. Il maggior produttore di magnesio è la Cina, che fornisce circa il 90% dell’offerta mondiale; seguono la Russia (6%), il Kazakistan (2%), Israele (2%) ed il Brasile (2%)».
Le principali applicazioni del magnesio sono la produzione de leghe di alluminio che vengono utilizzate in particolare negli imballaggi (35%), nei trasporti (25%) e nelle costruzioni (21%); il magnesio è impiegato anche nell’industria farmaceutica (come eccipiente), da quella alimentare e cosmetica e per il trattamento delle acque reflue. Il magnesio è ampiamente impiegato anche nei settori automobilistico, aerospaziale e della produzione di attrezzatura sportive (ad esempio, per componenti meccanici delle selle per biciclette, degli scarponi da sci e da snowboard) dove viene utilizzata una la tecnologia della pressofusione di magnesio che sfrutta le proprietà del magnesio per realizzare con facilità, alta precisione e bassi costi, componenti di forma complessa e dallo spessore sottile.
All’ENEA fanno notare che «Attualmente, in Europa il tasso di riciclo del magnesio estratto da prodotti a fine vita è del 15%. Risulta sempre più necessario incrementare questa percentuale anche per la rilevante applicazione di questo metallo come materia prima per le batterie: è leggero, offre il vantaggio di trasferire due elettroni per atomo ed è considerato un’interessante alternativa al litio nel settore dei futuri accumulatori elettrochimici».
Fontana conclude: «Con il nostro lavoro di ricerca abbiamo esaminato le tecnologie di recupero del magnesio da salamoie presenti in letteratura, indentificandone criticità e potenzialità. Ma la maggior parte rimane confinata nei laboratori. Pochi studi sono incentrati sulla fattibilità tecnico-economica e sulla sostenibilità ambientale dei processi proposti. Questo nostro lavoro di review tecnica può fornire “spunti” per approfondire il tema di ricerca per traferire le tecnologie finora sviluppate dal laboratorio al mercato, con ricadute vantaggiose per l’economia e per l’ambiente».