Soluciones de Danfoss para la minería de salmuera

La extracción de salmuera, también conocida como valorización de la salmuera, es el proceso de extracción de minerales y sales valiosos de fuentes de agua altamente salina. Estas fuentes incluyen fluidos geotérmicos, lagos salinos terrestres, aguas residuales de petróleo y gas, agua de mar, residuos de salmuera de SWRO y efluentes industriales.

En lugar de extraer minerales sólidos físicamente, la extracción de salmuera es un proceso de separación del agua de los minerales disueltos, a menudo a través de múltiples etapas de concentración. Una vez que la salmuera está suficientemente concentrada, se pueden recuperar selectivamente minerales específicos como el litio, el potasio, el magnesio o las sales.

Vea cómo Amogh Sharma responde a la pregunta: «¿Qué es la extracción de salmuera (también llamada valorización de salmuera)?»

La extracción de salmuera permite la extracción de una variedad de minerales, entre los que se incluyen:

• Litio, crítico para la producción de baterías
• Potasio y magnesio, utilizados en agricultura e industria
• Bromo, utilizado en retardantes de llama y productos farmacéuticos
• Cloruro de sodio en forma de sales industriales o de grado alimentario
• Otros oligoelementos como boro, rubídio y cesio

La extracción de salmuera suele seguir esta cadena de procesos:

• Extracción: La salmuera se bombea desde depósitos subterráneos, pozos geotérmicos, agua de mar o se captura como un subproducto industrial
• Tratamiento previo: Se eliminan los sólidos, las sustancias orgánicas o los compuestos que forman incrustaciones para proteger los equipos posteriores
• Preconcentración: Esto reduce el contenido de agua para aumentar las concentraciones minerales; las tecnologías incluyen procesos térmicos y basados en membranas
• Concentración final y recuperación: Normalmente implica tecnologías térmicas como evaporadores y cristalizadores, donde los sólidos se precipitan y extraen
• Tratamiento posterior: Incluye la manipulación de salmuera residual o residuos, reutilización de agua o reinyección

Vea cómo Georg Herborg responde a la pregunta: «¿Cuáles son las etapas principales del proceso de extracción de salmuera?»

La extracción de salmuera depende tanto de las tecnologías de preconcentración térmica como de las de membrana:

Membrana

• Ósmosis inversa
• OI asistida por osmótica (OARO)
• Nanofiltración (NF)
• Ósmosis de avance (FO)

Las tecnologías basadas en membranas son más eficientes energéticamente que las térmicas y son adecuadas para reducir el volumen de agua antes del procesamiento térmico.

Térmico

• Destilación multiefecto (MED)
• Mecánico e(MVC)
• Deshidratación por vacío

Las tecnologías térmicas, que consumen más energía, son eficaces a concentraciones más altas.

Danfoss ofrece una plataforma modular y de alta eficiencia de componentes adaptados a las demandas únicas de los procesos de membrana de alta presión en la minería de salmuera, especialmente en las etapas de preconcentración que utilizan tecnologías como la ósmosis inversa (RO) y la ósmosis inversa asistida (OARO).

Nuestras tecnologías principales incluyen:

• Bombas de alta presión APP Las bombas de pistón axial APP de
  
  Danfoss son bombas de desplazamiento positivo diseñadas para ofrecer una alta eficiencia constante en un amplio rango de funcionamiento. A diferencia de las bombas centrífugas, que pierden eficiencia cuando funcionan lejos de su mejor punto de eficiencia, las bombas APP mantienen una eficiencia superior al 91 % incluso cuando cambian los requisitos de presión y caudal. Esto los hace ideales para sistemas de minería de salmuera que utilizan preconcentración de SWRO y OARO, donde las condiciones de funcionamiento pueden variar de una etapa a otra. Los operarios pueden ajustar el caudal y la presión sin penalizar la eficiencia. El resultado es una plataforma de bomba única y flexible que simplifica el diseño del sistema y maximiza el ahorro energético.
• ERD iSave y MPE70
  
  Los dispositivos de recuperación de energía isobárica iSave y MPE70 van más allá de la recuperación de presión. Además de reducir la carga de la bomba y el consumo de energía con una eficiencia excepcional, también proporcionan un control activo de la presión y la mezcla, una ventaja clave en procesos como el OARO, donde la mezcla controlada de salmuera reduce la presión osmótica y mejora el rendimiento de la membrana. A diferencia de las ERD pasivas, las ERD activas integran intercambiadores de presión y una bomba de refuerzo para el control de procesos en tiempo real. Probado en la planta minera de salmuera de Hyrec en Indonesia, donde los ERD iSave funcionan con una eficiencia superior al 93 %, a la vez que reducen el consumo de energía, prolongan la vida útil de la membrana y estabilizan el rendimiento del sistema en condiciones fluctuantes.

Juntos, las bombas APP de Danfoss y los ERD activos forman una plataforma flexible y energéticamente eficiente para sistemas de concentración de salmuera accionados por membrana. Soportan mayores tasas de recuperación, un mayor tiempo de actividad del sistema y un mejor rendimiento medioambiental, todo ello esencial a medida que la industria avanza hacia soluciones mineras de salmuera más sostenibles y escalables.

Además, Danfoss ofrece asistencia para aplicaciones y coinnovación, trabajando en estrecha colaboración con diseñadores de plantas e integradores de sistemas para optimizar el rendimiento y adaptarse a las químicas específicas de la salmuera. Las soluciones de Danfoss se encuentran en varias instalaciones piloto y comerciales, incluida la planta minera de salmuera Hyrec en Indonesia para la producción de sal de grado alimentario.

La minería de salmuera presenta un conjunto único de retos técnicos, económicos y medioambientales:

• Consumo de energía La concentración de salmuera, especialmente en las etapas térmicas, consume mucha energía. La membrana en lugar de la preconcentración térmica puede reducir el consumo total de energía
• Gastos de explotación Los costes energéticos, químicos y de mantenimiento deben gestionarse estrictamente
• Huella de CO₂: Los proyectos que dependen totalmente de métodos térmicos tienden a tener mayores emisiones a menos que estén alimentados por energías renovables
• Variabilidad de la salmuera: La composición de las fuentes de salmuera varía ampliamente, lo que requiere un diseño de proceso personalizado
• Incrustaciones y suciedad: Los minerales pueden precipitarse dentro del equipo, reduciendo la eficiencia y aumentando el tiempo de inactividad
• Salmuera residual y descarga: Deben tratarse o gestionarse con cuidado para minimizar los daños medioambientales

Sí, la extracción de salmuera es cada vez más viable, no solo para minerales como el litio, donde la demanda mundial está aumentando rápidamente, sino también para la producción a escala de sal de grado alimentario, así como de potasio, magnesio y bromo. Entre los factores clave que influyen en el caso de negocio se incluyen:

• Precios de mercado de minerales
• Niveles de concentración en salmuera
• Mezcla de tecnologías (membrana frente a térmica)
• Costes energéticos y disponibilidad
• Fiabilidad y escalabilidad de la planta

Sí, se trata de un área de interés en desarrollo. La salmuera de residuos de SWRO, el flujo de residuos concentrados de la desalinización del agua de mar, contiene elementos valiosos como litio, magnesio y boro.

Aunque actualmente están infrautilizados, varios proyectos piloto están explorando la valorización de los residuos de SWRO como recurso mineral secundario. A medida que la desalinización se expande en todo el mundo, también lo hace el potencial de convertir este flujo de residuos en una materia prima para la extracción de salmuera de bajo impacto.

La minería de salmuera es un segmento en rápido crecimiento de la industria de extracción mineral, impulsado por:

• Aumento de la demanda de minerales para baterías, especialmente litio
• Interés mundial en alternativas mineras con un menor impacto medioambiental
• Ampliación de las regulaciones ZLD, especialmente en regiones con estrés hídrico
• Avances tecnológicos en sistemas de membrana de alta presión, automatización e integración de sistemas, que reducen el coste total de propiedad (TCO)
• Mayor disponibilidad de salmueras industriales de geotérmica, petróleo y gas, y desalinización