Caso práctico | Minería, metales y cemento

West Virginia University: de contaminante a producto

West Virginia University convierte el drenaje ácido de mina en agua limpia y elementos de tierras raras.

Mezcladoras en un laboratorio universitario en que se manipulan elementos de tierras raras

Conozca a Paul Ziemkiewicz, PhD. Paul creció en la zona occidental de Pensilvania. Durante su niñez soñaba con limpiar los ríos y arroyos en su localidad, carentes de vida por el drenaje ácido de las minas. Hoy Paul está viviendo su sueño como director de investigación del medio acuático en West Virginia University (WVU).

¿Qué es el drenaje ácido de una mina?

Las minas de carbón abandonadas producen varios tipos de contaminación del agua. El drenaje ácido de las minas es la contaminación más importante. Las minas de carbón abandonadas crean fosos de agua sumamente ácida que contienen grandes cantidades de minerales pesados. Con el paso del tiempo, las aguas subterráneas infiltradas y las aguas superficiales procedentes de la precipitación llenan dichos fosos hasta desbordarlos. Una vez desbordados, los productos químicos nocivos se mezclan con el agua y la tierra circundantes. Estos productos químicos pueden hacer daño a los seres humanos, a las plantas y a los animales.

Profesor sonriente, vestido de bata blanca de laboratorio, delante de un equipo de laboratorio científico

Paul Ziemkiewicz, PhD, director de investigación del medio acuático en West Virginia University (WVU).

¿Cómo limpiamos el drenaje ácido de las minas?

Los científicos de WVU, bajo la supervisión de Paul, desarrollaron un proceso para eliminar los metales pesados del drenaje ácido de las minas. Este proceso se emplea en centenares de plantas en todo el estado de Virginia Occidental y limpia el agua de las cuencas. La vida acuática puede resurgir en el agua una vez que se limpia.

Y eso no es todo…

A medida que los científicos estaban aprendiendo cada vez más cómo convertir el drenaje ácido de las minas en agua limpia, descubrieron también que el lodo del drenaje ácido de las minas contenía elementos de tierras raras.

Hay 17 elementos metálicos clasificados como elementos de tierras raras, los cuales son materiales clave necesarios para la fabricación actual de muchos de los dispositivos de alta tecnología, incluso teléfonos inteligentes. Curiosamente, los elementos de tierras raras no son en realidad raros; simplemente es raro encontrarlos en altas concentraciones, y su extracción es difícil. Aquí es donde entra la belleza de extraer elementos de tierras raras provenientes del drenaje ácido de las minas. Paul explica:

Elementos de tierras raras en polvo sobre un plato en un laboratorio científico

“El drenaje ácido de las minas se produce cuando la roca residual de carbón se expone a la erosión y crea ácido sulfúrico”, dice Ziemkiewicz. “El ácido lixivia toda clase de contaminación metálica de la roca, pero ¿por qué no lixivia las tierras raras? La madre naturaleza se encarga gratuitamente de esa pesada tarea. Afortunadamente, el drenaje ácido de las minas se enriquece de elementos de tierras raras y materiales esenciales que se pueden extraer con facilidad. Lo mejor de todo es que no puedan recuperarse sin tratar el drenaje ácido de las minas según las normas medioambientales. Nuestro producto derivado es agua limpia”.

La instalación de extracción de tierras raras de WVU puede extraer productos de tierras raras sumamente concentrados. La imagen superior presenta una muestra una concentración de óxido de tierras raras de un 87%.

Con este descubrimiento, WVU pudo acudir al US Department of Energy y consiguió cinco millones de dólares en fondos para aumentar la escala del proyecto de recuperación de tierras raras. Rockwell Automation también estuvo de acuerdo en proporcionar la tecnología de sensores y control, y desarrollar una planta piloto para la extracción de elementos de tierras raras a fin de avanzar esta iniciativa de sustentabilidad.

¿Cuáles serán los próximos avances?

Muy pronto se iniciará la construcción de la primera instalación de producción de elementos de tierras raras. Más tarde, WVU tiene planes para lanzar la producción de elementos de tierras raras procedentes del drenaje ácido de las minas por todo el país. Las actividades del Dr. Paul Ziemkiewicz están cambiando radicalmente la faz de la industria energética, creando puestos de trabajo y limpiando el medio ambiente. Rockwell Automation está muy entusiasmada de poder ayudar.

Las imágenes son propiedad de West Virginia University y han sido suministradas por ellos.

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