La nostra capacità di produrre minerali potrebbe trasformare il mercato delle gemme, le industrie mediche e persino contribuire ad assorbire il carbonio dall’aria

Sep 14, 2023

Ricercatore senior in Geometallurgia/Geochimica applicata, Università del Queensland

Principale ricercatore, Università del Queensland

Gli autori non lavorano, non consultano, non possiedono azioni o ricevono finanziamenti da alcuna società o organizzazione che trarrebbe beneficio da questo articolo e non hanno rivelato affiliazioni rilevanti oltre alla loro nomina accademica.

L'Università del Queensland fornisce finanziamenti come membro di The Conversation AU.

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Il mese scorso, gli scienziati hanno scoperto un minerale chiamato Edscottite. I minerali sono sostanze solide, presenti in natura e non viventi, come il quarzo o l'ematite. Questo nuovo minerale è stato scoperto dopo un esame del meteorite Wedderburn, una roccia dall'aspetto metallico trovata nel Victoria centrale nel 1951.

L'edscottite è composta da ferro e carbonio e probabilmente si è formata nel nucleo di un altro pianeta. È un minerale "vero", ovvero uno che si trova in natura e si forma attraverso processi geologici sulla Terra o nello spazio.

Ma mentre il meteorite di Wedderburn ha ospitato la prima scoperta nota di Edscottite, sulla Terra sono state fatte altre nuove scoperte di minerali, di sostanze formatesi come risultato di attività umane come l’estrazione mineraria e la lavorazione dei minerali. Questi sono chiamati minerali antropogenici.

Sebbene i veri minerali costituiscano la maggior parte dei circa 5.200 minerali conosciuti, ci sono circa 208 minerali prodotti dall'uomo che sono stati approvati come minerali dall'International Mineralogical Association.

Alcuni sono realizzati apposta e altri sono sottoprodotti. In ogni caso, la capacità di produrre minerali ha vaste implicazioni per il futuro della nostra popolazione in rapida crescita.

Il cambiamento climatico è una delle maggiori sfide che dobbiamo affrontare. Mentre i governi discutono sul futuro delle centrali elettriche a carbone, l’anidride carbonica continua a essere rilasciata nell’atmosfera. Abbiamo bisogno di strategie innovative per catturarlo.

La produzione attiva di minerali come la nesquehonite è un approccio possibile. Ha applicazioni nell’edilizia e nelle costruzioni e per realizzarlo è necessario rimuovere l’anidride carbonica dall’atmosfera.

Per saperne di più: Il clima spiegato: perché l'anidride carbonica ha un'influenza così smisurata sul clima della Terra

La nesquehonite si forma naturalmente quando le rocce magnesiache si disgregano lentamente. È stato identificato nella miniera del fiume Paddy nel territorio della capitale australiana e in località nel Nuovo Galles del Sud.

Ma gli scienziati hanno scoperto che può anche essere prodotto facendo passare l’anidride carbonica in una soluzione alcalina e facendola reagire con cloruro di magnesio o carbonato/bicarbonato di sodio.

Questa è un’area di ricerca in crescita.

Altri minerali sintetici come l'idrotalcite vengono prodotti quando i residui di amianto assorbono passivamente l'anidride carbonica atmosferica, come scoperto dagli scienziati nella miniera di amianto di Woodsreef nel Nuovo Galles del Sud.

Si potrebbe dire che si tratta di una sorta di "alchimia moderna" che, se sfruttata, potrebbe essere un modo efficace per aspirare l'anidride carbonica dall'aria su larga scala.

L'estrazione e la lavorazione dei minerali sono progettate per recuperare metalli dal minerale, che è una presenza naturale di roccia o sedimento contenente minerali sufficienti con elementi economicamente importanti. Ma attraverso l’estrazione e la lavorazione dei minerali è possibile creare anche nuovi minerali.

La fusione viene utilizzata per produrre una serie di materie prime come piombo, zinco e rame, riscaldando il minerale ad alte temperature per produrre metalli puri.

Il processo produce anche un prodotto di scarto simile al vetro chiamato scorie, che si deposita come liquido fuso, simile alla lava.

Una volta raffreddate, le somiglianze strutturali e mineralogiche tra lava e scorie sono cristalline.

L’ispezione su microscala mostra che i minerali prodotti dall’uomo nelle scorie hanno una capacità unica di accogliere i metalli nel loro reticolo cristallino, cosa che non sarebbe possibile in natura.

Ciò significa che il recupero del metallo dai rifiuti minerari (una potenziale risorsa secondaria) potrebbe essere un modo efficace per integrare la crescente domanda di metallo della società. La sfida sta nello sviluppo di processi che siano economicamente vantaggiosi.