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Audi: la sostenibilità delle materie prime inizia dai processi di estrazione

1.8.2022
Audi: la sostenibilità delle materie prime inizia dai processi di estrazione

La Audi Environmental Foundation promuove un approccio minerario innovativo: il processo microinvasivo e la tecnologia a membrana aumentano la sostenibilità e proteggono l'ambiente.

Le materie prime metalliche sono fondamentali per molte delle tecnologie che caratterizzeranno il prossimo futuro, inclusa la mobilità elettrica. Si tratta, però, di risorse esauribili e per questo sono inserite nella lista delle materie prime critiche stilata dall'Unione Europea. Elementi come indio, germanio, cobalto, litio e le cosiddette terre rare hanno un alto rischio di approvvigionamento e vengono monitorate dall'Europa per supportare la negoziazione di accordi commerciali e guidare la ricerca, l'innovazione e l’approvvigionamento sostenibile.

Attività mineraria

Molte di queste materie prime si trovano solo in pochi paesi del mondo, la loro distribuzione geografica non è uniforme e sono di difficile accesso. Inoltre in alcuni casi sono presenti in quantità così piccole che l'estrazione non sarebbe redditizia, senza contare che le attività minerarie hanno un impatto pesante sull'ambiente.

Per tutti questi motivi l'Audi Environmental Foundation e l'Institute of Thermal, Environmental and Resources Process Engineering dell'Università di Freiberg collaborano per individuare metodi alternativi e sostenibili per l'estrazione delle materie prime. È un progetto di ricerca biennale che cerca di rendere più sostenibile l'attività mineraria, sia attraverso la ricerca in laboratorio sia con la sperimentazione in ambienti operativi reali.

Estrazione ecologica e innovativa

L'obiettivo di queste ricerche è estrarre gli elementi chiave dai minerali senza danneggiare pesantemente l'ambiente con perforazioni e esplosioni su larga scala. Per raggiungerlo si usano metodi poco invasivi simili a quelli usati in chirurgia, molto diversi da quelli usati nell'estrazione di minerali convenzionale.

In questo modo non servono i macchinari pesanti, si usano molta meno energia e prodotti chimici e il paesaggio è preservato: “Il processo è innovativo ed ecologico, poiché le principali attività minerarie vengono in gran parte evitate e si possono estrarre anche piccole quantità di minerale" racconta Rüdiger Recknagel, Direttore della Audi Environmental Foundation, che poi spiega come questo processo rafforzi l'indipendenza dalle importazioni, aumentando la sicurezza dell'approvvigionamento.

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Bioleaching in situ

Questo processo di chiama “bioleaching in situ” (bioliscivazione in situ) ed è stato sviluppato in laboratorio prima di essere testato in condizioni reali nella miniera di ricerca dell'Università di Freiberg. I ricercatori praticano dei piccoli fori nella vena mineraria sotterranea, poi attraverso la lisciviazione gli elementi preziosi vengono disciolti dal minerale con l'aiuto di microrganismi già presenti nella miniera.

I batteri sono come dei piccoli minatori che aiutano a trasferire gli ioni metallici in una soluzione" spiega Roland Haseneder dell’Institute of Thermal, Environmental and Resources Process Engineering. In questo modo alcuni dei componenti minerali si dissolvono e questo passaggio viene combinato con il trattamento diretto della membrana a due stadi.

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Economia circolare

Infine l'impianto separa i microrganismi e li restituisce al processo di lisciviazione per creare un'economia circolare. "Lavorare in loco significa evitare costi di trasporto o sforzi logistici" conclude Haseneder.

Lo scopo di questo processo è separare e arricchire indio e germanio partendo da una miscela multicomponente. Questi due metalli sono strategici e necessari per una serie di prodotti hi-tech come schermi piatti, touch screen, navigatori, fibra ottica, chip, sistemi fotovoltaici e cuscinetti per veicoli.

Dalla teoria alla pratica

Per passare dalla teoria alla pratica e avere la certezza che il sistema funzionasse, gli esperti lo hanno portato a 147 metri di profondità, in condizioni di umidità al 90% e gocciolamento di acqua acida a 10 °C. In questo scenario sono stati monitorati la soluzione batterica, l'arricchimento con gli elementi bersaglio, i parametri di processo e la resa degli elementi bersaglio - i test hanno dimostrato l'efficienza del sistema.

"Abbiamo regolato la pressione, la portata e i processi di purificazione per migliorare significativamente la separazione" racconta ancora Haseneder ,che poi sottolinea come l'efficienza di separazione per il germanio sia stata aumentata del 20% rispetto agli esperimenti di laboratorio.

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Un processo flessibile

Nel prossimo futuro questo processo di estrazione sostenibile sarà utilizzato anche in altri giacimenti e per altri elementi, come il cobalto. L’innovativo procedimento è particolarmente adatto all'estrazione di elementi preziosi sia da minerali di bassa qualità con una bassa concentrazione di materiali preziosi, sia dalle materie prime secondarie; inoltre può essere implementato in siti minerari già esistenti utilizzando le infrastrutture presenti.

Secondo Haseneder questo processo potrebbe essere applicato anche in altri campi, come l'estrazione mineraria urbana; la visione a lungo termine dell'Università di Freiberg è implementare l'attività mineraria microinvasiva a livello globale.

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Audi Environmental Foundation

L'Audi Environmental Foundation è stata fondata da Audi AG nel 2009 e sostiene la ricerca su nuove tecnologie e metodi scientifici per un futuro sostenibile. La sua missione è contribuire a proteggere l'ambiente creando e promuovendo modi d’agire sostenibili. Il lavoro della fondazione si concentra sul progresso e sullo sviluppo di tecnologie rispettose dell'ambiente, su programmi di educazione ambientale e su progetti per proteggere la natura.

Fonte: AUDI AG

VGI | U.O. Responsabile: VP | Data di creazione: data dell’articolo | Classe 9.1

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