Opzioni di ripristino ZLD
La desalinizzazione delle acque ad alta salinità sta diventando sempre più comune per soddisfare la crescente domanda di acqua in tutto il mondo. La desalinizzazione, tuttavia, non è economica. Esistono molteplici problemi associati alla desalinizzazione, che sono principalmente:
- CAPEX e OPEX
- Gestione e smaltimento della salamoia
Lo smaltimento della salamoia può rappresentare una parte significativa dei costi totali di un progetto, a seconda di:
- Volume
- Tipo di scarico
Per affrontare il problema della gestione della salamoia, a livello globale si stanno compiendo sempre più sforzi per ridurne i volumi con tecnologie a scarico liquido zero (ZLD).
Un'opzione per ridurre i costi relativi alle tecnologie ZLD è il recupero dei contaminanti di valore presenti nei flussi di salamoia derivanti dalla desalinizzazione. In questo modo, i materiali recuperati potrebbero essere venduti, aumentando così i profitti di un impianto di desalinizzazione. In alternativa, i materiali recuperati potrebbero essere riutilizzati all'interno dell'impianto industriale tramite il processo di desalinizzazione, riducendo così i costi operativi.
La fattibilità del processo di recupero dei materiali dalla salamoia dipende dai limiti tecnici delle tecnologie disponibili e dalle relative considerazioni energetiche ed economiche, nonché dalle fluttuazioni di mercato dei materiali recuperati.
Un approccio approssimativo per valutare la fattibilità di un progetto di recupero di minerali è il seguente algoritmo, in cui i contaminanti potenzialmente redditizi del flusso devono soddisfare la disuguaglianza:
P * C * Qc - OM > 0
Dove:
P = prezzo di mercato del materiale
C = concentrazione dell'elemento nella salamoia
Qc = portata della salamoia
OM = costi operativi e di manutenzione (O&M)
Nella tabella seguente presentiamo le principali opportunità di recupero di materiali dalla salamoia di desalinizzazione.
| Elemento | Principali materie prime | Opportunità di mercato |
| Bromo |
Bromo elementare (Br2) Fertilizzanti organobromuri Ritardanti di fiamma Additivi per benzina |
- Prevista una forte domanda in Asia e Sud America - Le riserve di boro soddisferanno la domanda globale per il prossimo futuro |
| Calcio |
Carbonato di calcio, Calce (CaO) Solfato di calcio Cloruro di calcio |
- ↑ domanda prevista negli USA - ↑ produzione di gesso da depuratori di centrali elettriche a carbone prevista - possibili applicazioni per materie prime di bassa qualità: CaCl2 nella soppressione delle polveri; e l'uso di CaCl₂ o CaSO₄ nella bonifica dei terreni sodici. - Pellet di CaCO₃ prodotti e venduti presso l'impianto BWRO. |
| Cesio | Cesio metallico | - commercializzato come fluido di perforazione, sbloccante per aste di perforazione e trattamento di alcuni tumori |
| Cloro e idrossido di sodio |
Cloro gassoso (Cl2) Acido ipocromico NaOH solido NaOH liquido concentrato |
- ↑ domanda di idrossido di sodio negli ultimi 5 anni - ↓ domanda di cloro a causa della recessione economica globale |
| Magnesio |
Magnesio metallico Magnesia Mg(SO₄), Mg(OH)₂, MgCl₂ MgO sintetico |
- la produzione di magnesio metallico dall'acqua di mare non è competitiva con i metodi di produzione attuali - ↑ - Gli Stati Uniti attualmente importano la maggior parte della magnesia consumata |
| Nitrogen |
Ammoniaca, Urea Nitrato di ammonio Fosfati di ammonio Solfato di ammonio Acido nitrico |
- ↑ Prevista una domanda mondiale di azoto per il consumo di fertilizzanti - grazie alla stabilità dei prezzi del gas naturale, la produzione di fissazione dell'azoto è in espansione |
| Potassio | Potassio (K2O) sotto forma di cloruro di potassio, solfato di potassio o solfato di potassio e magnesio |
- Il consumo mondiale di potassio è aumentato del 4% all'anno a causa della crescita demografica e dell'aumento della domanda di fertilizzanti - Il potassio come fertilizzante non ha sostituti. |
| Rubidio |
Rubidio metallico Carbonato di rubidio Cloruro di rubidio Idrossido di rubidio Ioduro d'argento di rubidio |
- Probabile interesse nell'uso del rubidio per il calcolo quantistico, negli orologi atomici e nei superconduttori, e per usi biomedici. - Scarsa domanda |
| Sodio |
Sale Idrossido di sodio Solfato di sodio |
- I composti del sodio vengono consumati in ↑ quantità utilizzate da una varietà di utenti finali e settori |
| Stronzio |
Stronzio metallico Carbonato di stronzio Nitrato di stronzio Ossido di stronzio (stronzio) Idrossido di stronzio Perossido di stronzio Celestite (solfato di stronzio) |
- ↓ domanda di stronzio dal 1997 - Si prevede che il consumo di stronzio aumenterà nel prossimo futuro, sia nelle applicazioni tradizionali (ad esempio, ceramica, vetro e magneti) che in quelle avanzate (ad esempio, prodotti farmaceutici) |
| Lithium |
Carbonato di litio Idrossido di litio Cloruro di litio |
- ↑ domanda prevista a causa di ↑ Produzione di batterie agli ioni di litio. |
| Uranio | Ottossido di triuranio |
- ↑ Si prevede che la domanda mondiale raggiungerà le 110.000 tonnellate di uranio all'anno entro il 2030. L'uranio estratto dall'acqua di mare potrebbe costare tra i 220 e i 280 dollari/kg di uranio, con prezzi che si prevede scenderanno tra i 689 e i 2850 dollari/kg di uranio. |