Minerales considerados
La carbonatación mineral se refiere a la fijación de CO2 mediante el uso de óxidos alcalinos y alcalinotérreos, como el óxido de magnesio (MgO) y el óxido de calcio (CaO), que están presentes en las rocas de silicatos de formación natural como la serpentina y el olivino.
Las reacciones químicas entre estos materiales y el CO2 producen compuestos como el carbonato de magnesio (MgCO3) y el carbonato cálcico (CaCO3). La cantidad de óxidos metálicos presentes en las rocas de silicatos que pueden encontrarse en la corteza terrestre excede las cantidades necesarias para fijar todo el CO2 que produciría la combustión de todas las reservas de combustibles fósiles existentes.
Los silicatos de Magnesio son considerados mejor opción que los de calcio por muchas razones: son minerales más reactivos que los de calcio, frecuentemente tienen un porcentaje en peso de óxido puro mayor (los silicatos de magnesio pueden tener un 35-40% en peso de MgO mientras que los silicatos de calcio, normalmente, solo tienen un 12-15% de CaO) y además los yacimientos de silicatos de magnesio son más grandes y más numerosos.
Las rocas ígneas son particularmente idóneas para la fijación de CO2, ya que presentan una composión libre de carbonatos. Las principales rocas ricas en Mg son: dunita, peridotita y serpentina. Por otro lado, la roca rica en Ca que podría ser más idónea para este fin es la Wollastonite (CaSiO3).
La serpentina (Mg3Si2O5(OH)4) y el olivino (Mg2SiO4), que primariamente aparece en forma de forasterita, son los dos principales minerales de magnesio utilizados para la reacción de carbonatación con el CO2, dando lugar a la magnesita (MgCO3) mediante una reacción exotérmica a baja temperatura; las principal desventaja de las siguientes reacciones es su lenta reacción
Serpentina: Mg3Si2O5(OH)4 + 3 CO2 → 3MgCO3 + 2SiO2 + 2 H2O + 64 kJ/mol; 1 t para fijar 0,5 t CO2
Olivino: Mg2SiO4 + 2CO2 → 2MgCO3 + SiO2 + 95 kJ/mol; 1 t para fijar 2/3 t de CO2.
Existen grandes depósitos de silicatos de magnesio y calcio, repartidos por todo el mundo, más que suficientes para llevar a cabo la fijación de todo el CO2 de origen antropogénico.
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La abundancia de este tipo de depósitos es tal que, por ejemplo, un sólo depósito en Omán, que contiene unos 30 000 km3 de silicatos de magnesio, sería capaz de fijar la mayoría del CO2 emitido a nivel mundial como consecuencia de la utilización de las reservas de carbón existentes. (Lackner et al., 1996; Lackner et al., 2000)
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Los mayores depósitos de olivino se encuentran en Noruega, Japón, España, Estados Unidos e Italia.