SEArcularMINE
Descrizione
Il progetto SEArcularMINE, finanziato dall'Unione Europea nell'ambito del programma Horizon 2020, ha come scopo lo sviluppo di un innovativo processo integrato per il simultaneo recupero di materie prime e di energia da soluzioni saline concentrate denominate bitterns. In particolare, il progetto mira a valorizzazione le bitterns esauste, prodotto di scarto del processo di estrazione del sale marino nelle saline del mar Mediterraneo. Lo sviluppo di tale processo integrato è finalizzato a garantire un sistema di approvvigionamento di risorse definite “critiche”, come Magnesio, Litio, Rubidio ed altri elementi in tracce, per lo sviluppo economico ed industriale dell’Unione Europea.
Il progetto SEArcularMINE punta a sviluppare una catena di trattamento a ciclo chiuso che permetta di massimizzare il recupero di minerali ed energia dalle bitterns minimizzandone eventuali correnti di scarto. La catena di trattamento a ciclo chiuso si baserà sull’integrazione di tre tecnologie fondamentali: (i) un innovativo cristallizzatore per il recupero di Magnesio definito Magnesium Crystals Granulometry Controlled Reactor (Mg-CGCR); (ii) un’unità a membrana per l’estrazione del Litio, denominato Lithium Membrane Flow Capacitive De-Ionisation (Li-MFCDI) e (iii) l’uso di colonne adsorbenti, definite Trace Elements pH Swing Adsorption (TE-pHSA), in grado di sfruttare variazioni di pH per il recupero selettivo di elementi in tracce.
Al fine di ridurre la richiesta di risorse da fonti esterne alla catena di trattamento e di massimizzare l’efficienza energetica del processo, i reagenti verranno prodotti in loco e l’energia necessaria sarà prodotta mediante fonti rinnovabili quali l’energia solare, eolica o sfruttando il gradiente salino delle bitterns. La fattibilità del processo sarà dimostrata sul campo mediante la realizzazione di un laboratorio dimostrativo che verrà installato presso le saline di Trapani e Paceco.
Il progetto SEArcularMINE è il primo progetto europeo ad essere coordinato dall’Università degli Studi di Palermo. In questo contesto, il gruppo di ricerca di Teoria dello Sviluppo dei Processi Chimici del Dipartimento di Ingegneria (DI) guiderà la modellazione, la progettazione, la costruzione e il testing dell’innovativo reattore di cristallizzazione dell’idrossido di Magnesio (Mg-CGCR). Tale reattore sarà in grado di recuperare magnesio dalle bitterns producendo idrossido di magnesio con morfologia e granulometria controllata. UNIPA condurrà, inoltre, lo sviluppo e il testing di unità ausiliarie quali l’Elettrodialisi inversa (RED) e l’Elettrodialisi con membrane bipolari (EDBM) per la produzione di energia e di soluzioni basiche ed acide da poter essere impiegate nel processo integrato. UNIPA sarà inoltre responsabile dell’installazione e integrazione di tutte le unità previste nella catena di trattamento, dimostrandone in ultimo la fattibilità tecnologica.
Parole chiave
economia circolare, recupero di minerali, sostenibilità
Coordinatore del progetto: Professore Andrea Cipollina (Università degli Studi di Palermo) email: andrea.cipollina@unipa.it
Responsabile scientifico per UNIPA: Professore Andrea Cipollina email: andrea.cipollina@unipa.it
Sito web: https://searcularmine.eu/
Description
The SEArcularMINE project, funded by the European Union within the Horizon 2020 program, aims at developing an innovative integrated process for the simultaneous recovery of energy and “critical raw materials” (CRMs) from highly concentrated saline solutions, referred to as brine or bitterns. In particular, the SEArcularMINE process will utilize waste brine streams from the sea salt production in the Mediterranean basin saltworks.
The integrated process will provide an alternative supply source to produce the EU-classified CRMs, such as magnesium, lithium, rubidium and other trace elements, whose increasing demand is an urgent need for the technological innovation of the European Union.
The SEArcularMINE concept is based on the development of a closed-cycle treatment chain that allows for maximum raw material and energy recovery while minimizing waste. The closed-cycle will be based on the development of three main core technologies: (i) an innovative crystallizer for the recovery of magnesium (Magnesium Crystals-Granulometry-Controlled-Reactor, Mg-CGCR); (ii) a Li- selective membrane separation unit (Lithium Membrane Flow Capacitive De-Ionisation, Li-MFCDI); (iii) a set of selective adsorption columns for the TEs extraction through pH Swing Adsorption (TE-pHSA).
To reduce the use of external resources and maximize the energy efficiency of the process, reagents will be produced on-site from the available brine, while energy will be produced from solar, wind and/or by exploiting bitterns salinity gradient power.
The feasibility of the proposed integrated process will be proved in a demonstration laboratory that is going to be installed at the Trapani and Paceco saltworks.
The SEArcularMINE project is the first European project coordinated by the University of Palermo (UNIPA).
In this context, the Conceptual Design of Chemical Processes research group of the Department of Engineering (DI) will lead the modelling, design, construction, and testing of the innovative Magnesium Hydroxide crystallizer (Mg-CGCR). The Mg-CGCR crystallizer prototype will allow magnesium extraction from bitterns, producing magnesium hydroxide powders with controlled morphology and granulometry.
UNIPA will also develop and test auxiliary units such as reverse electrodialysis (RED) and electrodialysis with bipolar membranes (EDBM) stacks to produce energy from salinity gradient power, as well as alkaline and acidic solutions to be employed in the integrated process. In addition, UNIPA will support the final development stages of the integrated chain, demonstrating its technological feasibility.
Keywords
circular economy, recovery of raw materials, sustainability
Project coordinator: Professor Andrea Cipollina (Università degli Studi di Palermo) E-mail: andrea.cipollina@unipa.it
UNIPA Scientific manager: Professor Andrea Cipollina E-mail: andrea.cipollina@unipa.it
Website: https://searcularmine.eu/
