(A) Images de lumière réfléchie de la météorite NWA 13876 (tae : taenite, tro : troilite, kam : kamacite) et (B) carte minérale en fausses couleurs correspondante générée par analyse SEM-EDX. Crédit: Rapports scientifiquesest ce que je: 10.1038/s41598-023-44152-0
L’exploitation minière extraterrestre et la transformation des métaux sont des stratégies clés pour l’exploration spatiale. Dans une nouvelle étude en Rapports scientifiques, Rodolfo Marin Rivera et une équipe de scientifiques en science des matériaux ont procédé à la dissolution catalytique des métaux provenant de météorites proxy d’astéroïdes riches en métaux en utilisant un solvant eutectique profond. Ces solvants sont importants pour l’exploitation minière extraterrestre car ils peuvent être conçus pour avoir des pressions de vapeur relativement faibles et peuvent contenir des déchets organiques provenant de colonies extraterrestres.
L’équipe a étudié trois types de météorites, deux chondrites et une météorite ferreuse. Les échantillons de chondrite contenaient des silicates avec des phases riches en métaux telles que des alliages natifs, des sulfures et des oxydes, parmi lesquels le fer-nickel métallique et la troilite formaient les phases métallifères les plus abondantes dans les trois échantillons, avec des teintes spécifiques dans le fer-nickel et la troilite. météorite riche.
Les scientifiques ont soumis les échantillons à des expériences de microgravure chimique avec de l’iode et du chlorure de fer (III) comme agents oxydants dans un solvant eutectique profond formé en mélangeant du chlorure de choline et de l’éthylène glycol.
Météorites de fer extraterrestres
Il est possible d’établir des extractions viables de métaux extraterrestres, et l’utilisation efficace des matériaux locaux et la récupération des ressources spatiales peuvent réduire considérablement la masse, le coût et les contraintes environnementales des missions spatiales. Ces gros astéroïdes riches en métaux sont des corps parentaux de météorites ferreuses et de chondrites carbonées riches en métaux. Ces métaux peuvent constituer une source locale de matériaux permettant d’établir un établissement humain dans l’espace ou dans d’autres corps terrestres. Les astéroïdes géocroiseurs contiennent des métaux précieux du groupe du platine ainsi que du fer, du nickel et du cobalt supérieurs à ceux trouvés à la surface de la Terre.
Répartition minérale du fer et du nickel déterminée par analyse automatisée SEM – EDX dans (a) NWA 13876, (b) NWA 7160 et (c) Campo del Cielo. Crédit: Rapports scientifiquesest ce que je: 10.1038/s41598-023-44152-0
Les signatures de l’astéroïde ressemblaient beaucoup à celles de l’astéroïde 16 Psyché, le plus grand corps riche en métaux du système solaire. Ce travail a étudié une méthode de validation de principe pour extraire les métaux des proxys météorites des astéroïdes en utilisant des solvants eutectiques profonds non aqueux.
Rivera et son équipe ont déterminé la profondeur et les taux de dissolution en analysant la topographie 3D des échantillons gravés, avant et après la gravure. Les météorites chondrites peuvent être caractérisées par une minéralogie diversifiée où les minéraux d’olivine, de pyroxène, de plagioclase et de kamacite sont les plus importants, et la composition dépend du degré de métamorphose auquel ils ont été soumis.
Diversité des échantillons
Divers échantillons de chondrites contenaient des alliages fer-nickel, du sulfure de fer et des minéraux d’oxyde de fer, tandis que moins abondants en minéraux riches en fer-nickel avec une proportion plus élevée de sulfure de fer. La matrice silicatée est constituée de chondres formant de l’olivine et du pyroxène, avec des traces de feldspath plagioclase.
Ils ont montré la capacité de classer pétrographiquement les chondrules des chondrites H3 en six chondrules largement dispersées. L’échantillon de Campo del Cielo par exemple est une météorite fer-nickel entièrement composée de phases minérales riches en fer-nickel. Il est documenté que la kamacite contient des composants importants en oligo-éléments.
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Profondeur de gravure dans les références d’échantillons (a) NWA 13876 et (b) NWA 7160, après 60 min de gravure avec 0,1 mol dm−3 l’iode comme agent oxydant. Dans la partie gauche, les images de lumière réfléchie 3D (avec profils de lignes) sont décrites, tandis que les profils de lignes topographiques sont affichés dans la partie droite de l’image 3D correspondante. Crédit: Rapports scientifiquesest ce que je: 10.1038/s41598-023-44152-0
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Profondeur de gravure des phases riches en fer dans la météorite Campo del Cielo avec 0,1 mol dm−3 d’iode et FeCl3 comme agents oxydants dans le système eutectique ChCl : 2EG à 50 °C. Les lignes droites décrivent la tendance correspondante. Les barres d’erreur indiquent l’écart type des expériences en triple. Crédit: Rapports scientifiquesest ce que je: 10.1038/s41598-023-44152-0
Rivera et son équipe ont étudié la répartition des minéraux de fer et de nickel dans des échantillons de météorites, où le fer était principalement hébergé dans des phases silicatées, notamment l’olivine, le pyroxène et l’augite, aux côtés de plusieurs éléments très remarquables. L’équipe a exploré l’oxydation catalytique de métaux, notamment de superalliages et de minéraux, ainsi que la gravure chimique de météorites chondrites. Rivera et l’équipe ont effectué une gravure chimique supplémentaire des météorites du Camp del Cielo avec de l’iode et du chlorure de fer comme agents oxydants avant et après la gravure chimique.
Perspectives
De cette manière, Rodolfo Marin Rivera et son équipe ont utilisé du chlorure de fer (III) et de l’iode comme agents oxydants pour solubiliser les métaux de trois météorites proxy d’astéroïdes géocroiseurs, en utilisant un solvant eutectique profond.
Des études analytiques ont confirmé l’association chimique du nickel avec des phases métalliques riches en fer dans les échantillons originaux. Les chercheurs ont en outre identifié d’autres métaux d’intérêt pour les technologies spatiales, notamment des traces de ruthénium et de rhodium.
L’utilisation d’astéroïdes comme ressources minérales et métalliques constitue une étape clé de l’exploration spatiale, des investigations plus approfondies étant nécessaires pour une activité économique viable. La technologie proposée en est à ses balbutiements et est très prometteuse pour la récupération des métaux.
Plus d’information:
Rodolfo Marin Rivera et al, Une nouvelle méthode d’extraction des métaux des astéroïdes à l’aide de solvants eutectiques profonds non aqueux, Rapports scientifiques (2023). DOI : 10.1038/s41598-023-44152-0
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Citation: Extraction d’astéroïdes : Une nouvelle méthode pour extraire les métaux des astéroïdes (31 octobre 2023) récupéré le 31 octobre 2023 sur
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