Danfoss-Lösungen für die Solegewinnung

Die Solegewinnung, auch Soleabbau genannt, ist der Prozess, wertvolle Mineralien und Salze aus hochsalzigen Wasserquellen zu extrahieren. Zu diesen Quellen gehören geothermische Flüssigkeiten, Salzbecken, Öl- und Gasabwässer, Meerwasser, SWRO-Solerückstände und Industrieabwässer.

Anstelle des physikalischen Abbaus fester Erze ist der Soleabbau ein Prozess, bei dem Wasser von gelösten Mineralien getrennt wird, oft durch mehrere Konzentrationsstufen. Sobald die Sole ausreichend konzentriert ist, können spezifische Mineralien wie Lithium, Kalium, Magnesium oder Salze selektiv zurückgewonnen werden.

Sehen Sie sich an, wie Amogh Sharma die Frage beantwortet: „Was ist Solegewinnung (auch Soleabbau genannt)?“

Die Solegewinnung ermöglicht die Gewinnung einer Vielzahl von Mineralien, darunter:

• Lithium, kritisch für die Akku-Produktion
• Kalium und Magnesium, verwendet in Landwirtschaft und Industrie
• Brom, verwendet in Flammschutzmitteln und Pharmazeutika
• Natriumchlorid in Form von Industrie- oder Lebensmittelsalzen
• Andere Spurenelemente wie Bor, Rubid und Cesium

Die Solegewinnung folgt im Allgemeinen dieser Prozesskette:

• Luftabsaugung Sole wird aus unterirdischen Reservoirs, Geothermiebrunnen, Meerwasser gepumpt oder als industrielles Nebenprodukt abgeschieden
• Vorbehandlung: Feststoffe, organische Stoffe oder kalkbildende Verbindungen werden entfernt, um nachgelagerte Anlagen zu schützen
• Vorkonzentration: Dadurch wird der Wassergehalt reduziert, um die Mineralstoffkonzentrationen zu erhöhen; Technologien umfassen membranbasierte und thermische Prozesse
• Endkonzentration und Erholung: In der Regel mit thermischen Technologien wie Verdampfern und Kristallisatoren, bei denen Feststoffe ausgefällt und extrahiert werden
• Nachbehandlung: Umfasst die Handhabung von Restsole oder Abfall, Wasserwiederverwendung oder Reinjektion

Sehen Sie sich an, wie Georg Herborg die Frage beantwortet: "Was sind die Hauptphasen des Solegewinnungsprozesses?"

Die Solegewinnung hängt sowohl von Membran- als auch von thermischen Vorkonzentrationstechnologien ab:

Membran

• Umkehrosmose (RO)
• Osmotisch unterstützte RO (OARO)
• Nanofiltration (NF)
• Vorwärtsosmose (FO)

Membranbasierte Technologien sind energieeffizienter als thermische und eignen sich gut zur Reduzierung des Wasservolumens vor der thermischen Verarbeitung.

Thermisch

• Mehreffektdestillation (MED)
• Mechanische e(MVC)
• Vakuumeindampfung

Energieintensivere, thermisch basierte Technologien sind bei höheren Konzentrationen wirksam.

Danfoss bietet eine modulare, hocheffiziente Plattform von Bauteilen, die auf die einzigartigen Anforderungen von Hochdruck-Membranprozessen im Soleabbau zugeschnitten sind – insbesondere in Vorkonzentrationsstufen mit Technologien wie Umkehrosmose (RO) und osmotisch unterstützter RO (OARO).

Unsere Kerntechnologien umfassen:

• APP-Hochdruckpumpen
  
  Danfoss APP-Axialkolbenpumpen sind Verdrängerpumpen mit einem Aufbau für gleichbleibend hohen Wirkungsgrad in einem breiten Betriebsbereich. Im Gegensatz zu Zentrifugalpumpen, die ihre Effizienz verlieren, wenn sie außerhalb ihres besten Wirkungsgrads arbeiten, behalten APP-Pumpen eine Effizienz von über 91 % bei, selbst wenn sich die Anforderungen an Druck und Flüssigkeitsstrom ändern. Dadurch sind sie ideal für die Solegewinnung mit SWRO- und OARO-Vorkonzentration, wo die Betriebsbedingungen von Stufe zu Stufe variieren können. Betreiber können Flüssigkeitsstrom und Druck ohne Effizienzeinbußen justieren, einstellen. Das Ergebnis ist eine einzige, flexible Pumpenplattform, die den Aufbau des Systems vereinfacht und Energieeinsparungen maximiert.
• iSave und MPE70 ERDs
  
  Die isobaren Energierückgewinnungsgeräte iSave und MPE70 gehen über die Druckrückgewinnung hinaus. Neben der Reduzierung der Pumpenlast und des Energieverbrauchs mit hervorragender Effizienz bieten sie auch eine aktive Regelung von Druck und Mischung, ein wichtiger Vorteil bei Prozessen wie OARO, bei denen die geregelte Solemischung den osmotischen Druck senkt und die Membranleistung verbessert. Im Gegensatz zu passiven ERDs integrieren aktive ERDs Druckübertrager und Druckerhöhungspumpe zur Prozesssteuerung in Echtzeit. Bewährt in der Soleabbauanlage von Hyrec in Indonesien, wo iSave ERDs mit einem Wirkungsgrad von über 93 % arbeiten und gleichzeitig den Energieverbrauch senken, die Lebensdauer der Membran verlängern und die Systemleistung unter schwankenden Bedingungen stabilisieren.

Zusammen bilden Danfoss APP-Pumpen und aktive ERDs eine flexible, energieeffiziente Plattform für membranbetriebene Solekonzentrationssysteme. Sie unterstützen höhere Rückgewinnungsraten, eine höhere Systemverfügbarkeit und eine verbesserte Umweltleistung – all dies ist unerlässlich, da sich die Branche auf nachhaltigere, skalierbare Lösungen für den Soleabbau konzentriert.

Darüber hinaus bietet Danfoss Unterstützung bei Applikationen und Co-Innovationen und arbeitet zur Optimierung der Leistung und Anpassung an spezifische Solechemikalien eng mit Anlagendesignern und Systemintegratoren zusammen. Danfoss-Lösungen finden sich in mehreren Pilot- und kommerziellen Anlagen, darunter der Solebergbauanlage Hyrec in Indonesien zur Herstellung von lebensmitteltauglichem Salz.

Die Solegewinnung bringt eine Reihe einzigartiger technischer, wirtschaftlicher und ökologischer Herausforderungen mit sich:

• Energieverbrauch Die Konzentration von Sole, insbesondere in thermischen Stufen, ist energieintensiv. Membran statt thermischer Vorkonzentration kann den Gesamtenergieverbrauch reduzieren
• Betriebskosten Die Kosten für Energie, Chemikalien und Wartungsarbeiten müssen streng kontrolliert werden
• CO₂-Fußabdruck: Projekte, die vollständig auf thermische Methoden angewiesen sind, haben tendenziell höhere Emissionen, es sei denn, sie werden mit erneuerbaren Energien betrieben
• Variabilität der Sole: Solequellen bestehen aus unterschiedlichen Bestandteilen, die einen individuellen Aufbau erfordern.
• Ablagerungen und Verschmutzungen: Mineralien können sich im Inneren der Ausrüstung absetzen, was die Effizienz reduziert und die Ausfallzeiten erhöht
• Soleabfall und Abfluss: Muss sorgfältig behandelt oder verwaltet werden, um Umweltschäden zu minimieren

Ja, der Soleabbau ist zunehmend tragfähig, nicht zuletzt für Mineralien wie Lithium, wo die globale Nachfrage schnell steigt, sondern auch für die Produktion von lebensmitteltauglichem Salz sowie Kalium, Magnesium und Brom in großem Maßstab. Zu den wichtigsten Faktoren, die den Business Case beeinflussen, gehören:

• Mineralienmarktpreise
• Konzentrationswerte in der Sole
• Technologiemix (Membran vs. Thermisch)
• Energiekosten und -verfügbarkeit
• Anlagensicherheit und Skalierbarkeit

Ja, dies ist ein sich entwickelnder Interessenbereich. SWRO-Abwassersole, der konzentrierte Abfallstrom aus der Meerwasserentsalzung, enthält wertvolle Elemente wie Lithium, Magnesium und Bor.

Obwohl sie derzeit nicht ausreichend genutzt werden, untersuchen mehrere Pilotprojekte die Verwertung von SWRO-Abfällen als sekundäre mineralische Ressource. Mit der weltweiten Ausweitung der Entsalzung wächst auch das Potenzial, diesen Abfallstrom in einen Rohstoff für den umweltschonenden Soleabbau umzuwandeln.

Die Solegewinnung ist ein schnell wachsendes Segment der Mineraliengewinnungsindustrie, getrieben durch:

• Steigende Nachfrage nach Akku-Mineralien, insbesondere Lithium
• Globales Interesse an Bergbaualternativen mit geringeren Umweltauswirkungen
• Erweiterung der ZLD-Vorschriften, insbesondere in wasserstressigen Regionen
• Technologische Fortschritte bei Hochdruckmembransystemen, Automatisierung und Systemintegration, die die Gesamtbetriebskosten (TCO) senken
• Höhere Verfügbarkeit industrieller Solen aus Geothermie, Öl und Gas sowie Entsalzung