Danfoss oplossingen voor pekelextractie

Pekelextractie, ook wel pekelvalorisatie genoemd, is het proces van het winnen van waardevolle mineralen en zouten uit zeer zoute waterbronnen. Deze bronnen omvatten geothermische vloeistoffen, binnenzoutmeren, afvalwater uit olie en gas, zeewater, SWRO-pekellozing en industrieel afvalwater.

In plaats van fysiek vaste ertsen te winnen, is pekelextractie een proces waarbij water van opgeloste mineralen wordt gescheiden, vaak via meerdere concentratiefasen. Zodra de pekel voldoende geconcentreerd is, kunnen specifieke mineralen zoals lithium, kalium, magnesium of zouten selectief worden teruggewonnen.

Bekijk hoe Amogh Sharma de vraag beantwoordt: "Wat is pekelextractie (ook wel pekelvalorisatie genoemd)?"

Pekelextractie maakt de winning van een heel scala aan mineralen mogelijk, waaronder:

• lithium, cruciaal voor de productie van batterijen
• kalium en magnesium, gebruikt in de landbouw en industrie
• broom, gebruikt in vlamvertragers en farmaceutica
• natriumchloride in de vorm van industriële zouten of zouten van levensmiddelenkwaliteit
• andere sporenelementen zoals boor, rubidium en cesium

De pekelextractie volgt over het algemeen deze procesketen:

• Extractie: pekel wordt uit ondergrondse reservoirs, geothermische putten of zeewater gepompt of opgevangen als industrieel bijproduct
• Voorbehandeling: vaste stoffen, organische stoffen of kalkaanslagvormende verbindingen worden verwijderd om downstream apparatuur te beschermen
• Voorconcentratie: dit vermindert het watergehalte om de minerale concentraties te verhogen; de technologieën omvatten membraangebaseerde en thermische processen
• Definitieve concentratie en terugwinning: meestal met thermische technologieën zoals verdampers en kristallisatoren, waarbij vaste stoffen worden neergeslagen en geëxtraheerd
• Nabehandeling: inclusief de behandeling van resterende pekel of afval, hergebruik van water of herinjectie

Bekijk hoe Georg Herborg de vraag beantwoordt: "Wat zijn de belangrijkste fasen van het pekelextractieproces?"

Pekelextractie is afhankelijk van zowel membraan- als thermische voorconcentratietechnologieën:

Membraan:

• omgekeerde osmose (RO)
• Osmotisch ondersteunde RO (OARO)
• Nanofiltratie (NF)
• Voorwaartse osmose (FO)

Technologieën op basis van membranen zijn energiezuiniger dan thermische technologieën. Ze zijn goed geschikt voor het verminderen van het watervolume vóór thermische verwerking.

Thermisch:

• multi-effect destillatie (MED)
• Mechanische e(MVC)
• Vacuümverdamping

Meer energie-intensieve, thermisch gebaseerde technologieën zijn effectief bij hogere concentraties.

Danfoss biedt een modulair, hoogefficiënt platform van componenten dat is afgestemd op de unieke eisen van hogedrukmembraanprocessen in de pekelextractie – vooral in voorconcentratiefasen met behulp van technologieën zoals omgekeerde osmose (RO) en osmotisch ondersteunde RO (OARO).

Onze kerntechnologieën omvatten:

• APP-hogedrukpompen
  
  Danfoss APP-axiale zuigerpompen zijn verdringerpompen die zijn ontworpen voor een consistent hoog rendement over een breed bereik. In tegenstelling tot centrifugaalpompen, die hun efficiëntie verliezen wanneer ze buiten hun beste efficiëntiepunt werken, behouden APP-pompen een efficiëntie van meer dan 91%, zelfs als de druk- en debietvereisten veranderen. Dit maakt ze ideaal voor pekelextractiesystemen die zowel SWRO als OARO-voorconcentratie gebruiken, waar de bedrijfsomstandigheden van fase tot fase kunnen variëren. Operators kunnen het debiet en de druk aanpassen zonder dat dit ten koste gaat van de efficiëntie. Het resultaat is een enkel, flexibel pompplatform dat het ontwerp van het systeem vereenvoudigt en de energiebesparing maximaliseert.
• iSave en MPE70 ERD's
  
  De iSave en MPE70 isobare energieterugwinningssystemen gaan verder dan alleen drukterugwinning. Naast het verlagen van de pompbelasting en het energieverbruik met een uitstekende efficiëntie, bieden ze ook actieve controle over de druk en het mengen. Dat is een belangrijk voordeel in processen zoals OARO, waar gecontroleerd mengen van pekel de osmotische druk verlaagt en de prestaties van de membraan verbetert. In tegenstelling tot passieve ERD's integreren actieve ERD's drukwisselaars en een stuwpomp voor realtime procesregeling. Bewezen in de installatie voor pekelextractie van Hyrec in Indonesië, waar iSave ERD's met een rendement van meer dan 93% werken, terwijl het energieverbruik wordt verlaagd, de levensduur van het membraan wordt verlengd en de systeemprestaties onder fluctuaties worden gestabiliseerd.

Samen vormen Danfoss APP-pompen en actieve ERD's een flexibel, energiezuinig platform voor membraangedreven pekelconcentratiesystemen. Ze ondersteunen hogere terugwinningspercentages, een hogere systeemuptime en verbeterde milieuprestaties – allemaal essentieel naarmate de industrie evolueert naar duurzamere, schaalbare oplossingen voor pekelextractie.

Daarnaast biedt Danfoss ondersteuning bij toepassingen en co-innovatie, waarbij nauw samengewerkt wordt met installatieontwerpers en systeemintegrators om de prestaties te optimaliseren en aan te passen aan specifieke pekelchemieën. Danfoss oplossingen zijn te vinden in verschillende proefopstellingen en commerciële installaties, waaronder de installatie van Hyrec voor pekelextractie in Indonesië voor de productie van zout van levensmiddelenkwaliteit.

Pekelextractie brengt een unieke reeks technische, economische en milieu-uitdagingen met zich mee:

• Energieverbruik: Het concentreren van pekel, vooral in thermische fasen, is energie-intensief. Membraan in plaats van thermische voorconcentratie kan het totale energieverbruik verlagen
• Bedrijfskosten: energie-, chemicaliën- en onderhoudskosten moeten nauwgezet worden beheerd
• CO₂ -voetafdruk: Projecten die volledig afhankelijk zijn van thermische methoden hebben doorgaans hogere emissies, tenzij ze werken op hernieuwbare energie
• Variabiliteit pekel: de samenstelling van pekelbronnen varieert sterk, wat een aangepast procesontwerp vereist
• Aanslag en vervuiling: mineralen kunnen in apparatuur neerslaan, waardoor de efficiëntie afneemt en de stilstandtijd toeneemt
• Afvalbrine en afvoer: moet zorgvuldig worden behandeld of beheerd om milieuschade tot een minimum te beperken

Ja, pekelextractie wordt steeds levensvatbaarder, niet in de laatste plaats voor mineralen zoals lithium, waar de wereldwijde vraag snel toeneemt, maar ook voor de productie van zout van voedselkwaliteit op schaal, evenals kalium, magnesium en broom. Belangrijke factoren die van invloed zijn op de business case zijn onder meer:

• marktprijzen van mineralen
• concentratieniveaus in pekel
• technologiemix (membraan versus thermisch)
• energiekosten en beschikbaarheid
• betrouwbaarheid en schaalbaarheid van de installatie

Ja, dit is een ontwikkelingsgebied. SWRO-afvalzout, de geconcentreerde afvalstroom van zeewaterontzilting, bevat waardevolle elementen zoals lithium, magnesium en boor.

Hoewel het momenteel onderbenut is, onderzoeken verschillende proefprojecten de valorisatie van SWRO-afval als een secundaire minerale hulpbron. Naarmate ontzilting wereldwijd toeneemt, groeit ook het potentieel om deze afvalstroom om te zetten in een grondstof voor duurzame pekelextractie.

Pekelextractie is een snel groeiend segment van de minerale winningsindustrie, aangedreven door:

• stijgende vraag naar batterijmineralen, met name lithium
• wereldwijde interesse in mijnbouwalternatieven met een lagere milieu-impact
• uitbreiding van de ZLD-regelgeving, vooral in waterstressregio's
• technologische vooruitgang in hogedrukmembraansystemen, automatisering en systeemintegratie, die de totale eigendomskosten (TCO) verlagen
• grotere beschikbaarheid van industriële pekels uit geothermie, olie en gas en ontzilting