Nickel (Ni) und Kobalt (Co) sind für moderne Technologien unverzichtbare Elemente, wobei hochwertige Ni- und Co-Erze immer seltener werden. Mafische und ultramafische Lagerstätten sind minderwertige, aber reichlich vorhandene Alternativen zu herkömmlichen Ni- und Co-Erzen. Es bedarf jedoch neuer Methoden, die die Gewinnung und Rückgewinnung von Ni und Co aus diesen Lagerstätten wirtschaftlich machen.
Die Forscher verwendeten ab initio molekulardynamische Simulationen, um herauszufinden, wie sich Ni und Co in Forsterit (Mg2SiO4) einlagern, was in mafischen und ultramafischen Gesteinen häufig vorkommt. Die Ergebnisse zeigen, dass von den beiden Kationenplätzen des Forsterits (M1 und M2) der Einbau von Ni und Co in den M1-Platz bevorzugt wird. Diese Präferenz ist in natürlichen Proben mit niedrigen Ni/Co-Konzentrationen im Vergleich zu Literaturdaten über höher konzentrierte Proben geringer.
Die Ergebnisse sind veröffentlicht im Journal ACS Erd- und Weltraumchemie.
Die Karbonisierung von Silikatmineralien wie Forsterit könnte die Wirtschaftlichkeit der Gewinnung und Rückgewinnung von Ni und Co aus minderwertigen Erzen verbessern, indem sie die Kosten der Erzverarbeitung senkt und der Bergbauindustrie hilft, ihre CO2-Emissionen auf Netto-Null zu senken.
Diese Arbeit zeigt, wie Forsterit Ni und Co bis auf atomare Ebene integriert. Dies sind nützliche Informationen für Wissenschaftler, die neue Extraktions- und Gewinnungsmethoden entwickeln. Diese Ergebnisse werden Forschern helfen zu verstehen, wie Silikatmineralien wie Forsterit während der Karbonatisierung mit CO2 reagieren, und werden die Bemühungen zur Verbesserung der Extraktion und Gewinnung von Ni und Co anleiten.
Weitere Informationen:
Michel Sassi et al, Ni- und Co-Einbau in Forsterit: Eine Dichtefunktionaltheorie-Studie mit Hubbard-Korrektur, ACS Erd- und Weltraumchemie (2024). DOI: 10.1021/acsearthspacechem.3c00370