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27. April 2017 Report #21 Lithium in Kanada und USA, Magnesium in British Columbia, Gold in British Columbia, Kanada Gestern veröffentlichte MGX Minerals Inc. erstmals einen Technischen Report über ihren schnellen Lithium- Extraktionsprozess, der dazu in der Lage ist, schadstoffhaltige Ölfeld-Abwässer umweltfreundlich aufzubereiten und Lithium zu gewinnen. Die Performance ist anderen Verfahren deutlich überlegen und kommt einem breiten Spektrum an Aufbereitungsbedarf in der Öl- und Gasindustrie entgegen, da Produzenten derartige Abwässer zu hohen Kosten entsorgen müssen. Letzte Woche berichtete MGX über die Ergebnisse der unabhängigen Verifizierung ihrer zum Patent angemeldeten Technologie (siehe Rockstone Report hier). Die Ingenieursgruppe Saskatchewan Research Council (SRC) testete den Prozess aus Phase-1. Im Februar begannen MGX und ihr Technologiepartner PurLucid Treatment Solutions Inc. die Phase-2 mit neu installierten Prozessdesigns zur Solen-Vorbehandlung und -Konzentrierung (d.h. SRC testete nicht den verbesserten Phase-2 Prozess, sondern lediglich das Phase-1 Design; nichtsdestotrotz waren die vom SRC berichteten Ergebnisse äußerst positiv, denn die Methode ist erfolgreich bei der Beseitigung der meisten Verunreinigungen und bei der Extraktion von Lithium mit einer Gewinnungsrate von beachtlichen 83,7%; zweifelsfrei eine historische Errungenschaft in der Lithiumindustrie, da konventionelle Sonnenverdunstung etwa 18 Monate benötigt, woraufhin die konzentrierte Sole weiterverarbeitet werden muss, um das Lithium auf ein Reinheitsniveau zu bringen, damit es in Batterien eingesetzt werden kann). Unternehmensdetails MGX Minerals Inc. #303 - 1080 Howe Street Vancouver, BC, Canada V6C 2T1 Telefon: +1 604 681 7735 Email: [email protected] www.mgxminerals.com Aktien im Markt: 62.130.378 Kanada Symbol (CSE): XMG Aktueller Kurs: $1,08 CAD (26.04.2017) Marktkapitalisierung: $67 Mio. CAD Deutschland Kürzel / WKN: 1MG / A12E3P Aktueller Kurs: €0,72 EUR (26.04.2017) Marktkapitalisierung: €45 Mio. EUR Chart Kanada (CSE) Chart Deutschland ( Tradegate) Der Erste wird zuerst bedient Erster Technischer Report über den MGX- Lithium-Extraktionsprozess zeigt Potential für schnelle Kommerzialisierung

Unternehmensdetails · Allein diese Errungenschaft bei der Reinigung der giftigen Abwässer soll ein Kerngeschäftsfeld von MGX werden, woraufhin die 2. Stufe darauf abzielt, Lithium

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Page 1: Unternehmensdetails · Allein diese Errungenschaft bei der Reinigung der giftigen Abwässer soll ein Kerngeschäftsfeld von MGX werden, woraufhin die 2. Stufe darauf abzielt, Lithium

27. April 2017

Report #21Lithium in Kanada und USA,Magnesium in British Columbia,Gold in British Columbia, Kanada

Gestern veröffentlichte MGX Minerals Inc. erstmals einen Technischen Report über ihren schnellen Lithium-Extraktionsprozess, der dazu in der Lage ist, schadstoffhaltige Ölfeld-Abwässer umweltfreundlich aufzubereiten und Lithium zu gewinnen. Die Performance ist anderen Verfahren deutlich überlegen und kommt einem breiten Spektrum an Aufbereitungsbedarf in der Öl- und Gasindustrie entgegen, da Produzenten derartige Abwässer zu hohen Kosten entsorgen müssen.

Letzte Woche berichtete MGX über die Ergebnisse der unabhängigen Verifizierung ihrer zum Patent angemeldeten Technologie (siehe Rockstone Report hier). Die Ingenieursgruppe Saskatchewan Research Council (SRC) testete den Prozess aus Phase-1.

Im Februar begannen MGX und ihr Technologiepartner PurLucid Treatment Solutions Inc. die Phase-2 mit neu installierten Prozessdesigns zur Solen-Vorbehandlung und -Konzentrierung (d.h. SRC testete nicht den verbesserten Phase-2 Prozess, sondern lediglich das Phase-1 Design; nichtsdestotrotz waren die vom SRC berichteten Ergebnisse äußerst positiv, denn die Methode ist erfolgreich bei der Beseitigung der meisten Verunreinigungen und bei der Extraktion von Lithium mit einer Gewinnungsrate von beachtlichen 83,7%; zweifelsfrei eine historische Errungenschaft in der Lithiumindustrie, da konventionelle Sonnenverdunstung etwa 18 Monate benötigt, woraufhin die konzentrierte Sole weiterverarbeitet werden muss, um das Lithium auf ein Reinheitsniveau zu bringen, damit es in Batterien eingesetzt werden kann).

Unternehmensdetails

MGX Minerals Inc.

#303 - 1080 Howe Street

Vancouver, BC, Canada V6C 2T1

Telefon: +1 604 681 7735

Email: [email protected]

www.mgxminerals.com

Aktien im Markt: 62.130.378

Kanada Symbol (CSE): XMG

Aktueller Kurs: $1,08 CAD (26.04.2017)

Marktkapitalisierung: $67 Mio. CAD

Deutschland Kürzel / WKN: 1MG / A12E3P

Aktueller Kurs: €0,72 EUR (26.04.2017)

Marktkapitalisierung: €45 Mio. EUR

Chart Kanada (CSE)

Chart Deutschland (Tradegate)

Der Erste wird zuerst bedientErster Technischer Report über den MGX-Lithium-Extraktionsprozess zeigt Potential für schnelle Kommerzialisierung

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2 Report #21 | MGX Minerals Inc.

ie in Phase-2 neu installierte Filtrationstechnologie und durchgeführten

Prozessoptimierungen wurden in 4 aufeinanderfolgenden Versuchen getestet; mit Ergebnissen, die in der untenstehenden Tabelle wiedergegeben sind (Veränderung in % wurde von Rockstone hinzugefügt).

• Das Stufe 1 Permeat zeigt den geringen Lithiumverlust während der ersten Aufbereitung (Entölung und Kalkreduktion) von Ölfeldsolen, damit das gereinigte Wasser wiederverwendet werden kann. Allein diese Errungenschaft bei der Reinigung der giftigen Abwässer soll ein Kerngeschäftsfeld von MGX werden, woraufhin die 2. Stufe darauf abzielt, Lithium und andere wertvolle Metallsalze zu gewinnen.

• Von der ursprünglichen Sturgeon Lake Ölfeldsole, mit einem Gehalt von 67 mg/L Lithium, konnte eine Konzentrierung von 1.600 und 1.951 mg/L Lithium erreicht werden (+2.288% bzw. +2.812%).

• Die resultierende Sole bzw. das Konzentrat enthielt wesentlich weniger Verunreinigungen; in besonderem Maße vor allem:

Calcium (-98,39% bzw. -98,2%; in Phase-1: nur -25%)Kalium (-99,73% bzw. 99,8%; in Phase-1: nur -45%)Magnesium (-99,54% bzw. -98,6%)Bor (-97% bzw. -95%)Natrium (-99,88% bzw. -99,91%)

Da sich diese Ergebnisse signifikant von denen aus Phase-1 (die SRC testete) unterscheiden, plant MGX nun, dass SRC in Kürze eine zweite Runde der unabhängigen Verifizierung durchführt, und zwar sobald das Prozessdesign finalisiert ist.

Um Lithium mit einer so hohen Reinheit zu haben, das für den Einsatz in Batterien akzeptabel ist, wird MGX einfach ihr Carbonatprodukt von einem Tolling-Partner zu einem 99,99% Lithiumcarbonat oder einem 99,99% Lithiumhydroxid veredeln lassen, welch letztgenanntes Produkt in Batterien eingesetzt wird. Ein Engpass an Lithium-Verarbeitungsmaterial (“Feedstock“) hat zu freien Kapazitäten in diesem Veredelungs-/Tolling-/Upgrader-Markt

geführt, wo die Margen klein sind und Veredelungskosten von $1.000/Tonne (von Carbonat zu Hydroxid) einen Zugewinn von $10.000 auf $13.000/Tonne für MGX ermöglichen kann.

Der veröffentlichte Technische Report bespricht die Gewinnung von Lithium-Feststoffen, die momentan mit Röntgenstrahlbeugung (“X-Ray Diffraction“) und energiedispersive Röntgenspektroskopie (“X-Ray Spectroscopy“) nach Reinheit und Kristallinität analysiert werden.

Der Technische Report kann auf SEDAR oder am Ende des Reports eingesehen werden. Im Report werden die laufenden Versuche zur Ölfeld-Abwasseraufbereitung besprochen, sowie die Tauglichkeit dieser Wässer als Quelle für die anschliessende Lithium-Gewinnung. Exzellente Ergebnisse konnten in der Öl-Beseitigung (>99%)

aus Wässern mit ungebundenen und emulgierten Öl-Konzentrationen von bis zu 20.000 mg/L erzielt werden. Silica und andere kalkbildende Ionen konnten in unterschiedlichsten Industriesolen beseitigt werden, sodass diese Wässer für weitere Veredelung zur Lithium-Gewinnung und/oder für den Wiedereinsatz in der Ölindustrie geeignet sind.

Mit der unabhängigen Prozess-Verifizierung in der Hand, sowie dem neuen Technischen Report, ist MGX nun in einer Position, strategische Partner anzuziehen, v.a. Tolling-Partner, Lithium-Endverbraucher wie Batteriehersteller, Lithium-Minen, Öl- und Gas-Produzenten, sowie Wasser-Handlingunternehmen. Da MGX plant, ihre Technologie bis Mitte 2017 kommerziell in Betrieb zu nehmen, erscheint die Zeit jetzt für bedeutende Dienstleistungsverträge reif zu sein.

D

“Die Wand der Evolution“ in Tesla Motors Fremont-Fabrik in Kalifornien, USA“Es gibt eine Vielzahl von Gründen, weshalb so viele Menschen zu Tesla-Fanatikern geworden sind. Natürlich sind die erstaunlichen Autos, die Tesla erschaffen hat und plant zu produzieren, ein Grund dafür. Allerdings gibt es auch noch andere Faktoren hinter diesem Fanatismus. Einige Beispiele die in den Kopf schiessen: Elon Musks direkte Ehrlichkeit und Demut, seine starke Entschlossenheit, seine deutliche Sorge um die Menschheit und dass er die Gesellschaft als Ganzes hilft, aber auch die Art und Weise, wie er Twitter nutzt, um grosse Ankündigungen zu machen oder auf den Arm zu nehmen (hmm, einige davon zentrieren sich um seine Person, oder?), und wie Tesla alles veränderte, als er mit dem Autoverkauf begann (d.h. online und in Apple Tesla Geschäften in Einkaufszentren), wie Tesla mit Spass und cleverer Guerilla-Werbung in Verbindung gebracht wird (oder kommt alles nur von Tesla-Fans?), sowie die coolen und “geeky“ Dinge, die er in seine Arbeiten einbaut, auch wenn es nur zum Spass ist (oder wahrscheinlich ist dies einfach noch mehr Guerilla-Werbung und ein innovatives Arbeitnehmer-Glücklichkeitsprogramm).“ Quelle: CleanTechnica

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Report-Übersicht

Report #20 “Erfolgreiche unabhängige Verifizierung der MGX-Lithium-Extraktionstechnologie“

Report #19 “Die weltweit erste PetroLithium-Förderquelle in Utah“

Report #18 “MGX berichtet über das Upgrading von Lithiumsole von 67 auf 1600 ppm Lithium “

Report #17 “MGX-Technologie für den prestigeträchtigen Katerva Award nominiert, der Nobelpreis für Nachhaltigkeit“

Report #16 “Öllegende Marc Bruner will MGX und PetroLithium auf das nächste Level bringen“

Report #15 “Aus voller Überzeugung in die eigene Technologie: MGX gründet PetroLithium Corp. und expandiert in die US-Ölfeldsolen-märkte“

Report #14 “MGX extrahiert Lithium aus Ölabwässer und beginnt monumentale Integration der Ölindustrie“

Report #13 “MGX Minerals wird mit Lithiumsole bedient“

Report #12 “Bahnbrechendes Potential: Pilotanlage zur schnellen Lithiumproduktion in Kürze betriebsbereit“

Report #11 “Laborergebnisse erzielen 34 g/t Gold an der Erdoberfläche“

Report #10 “Offiziell: MGX besitzt Magnesium im Wert von mehreren Millarden Dollar“

Report #9 “Eine der weltweit grössten Lithium-Ressourcen am Horizont?“

Report #8 “Bereit für signifikante Lithium-Arbeiten in Alberta“

Report #7 “An der Spitze von AlbertasLithiumsolen-Reichtümer“

Report #6 “Lithium-Pioniere in Alberta“

Report #5 “Es ist Zeit für einen Lithium-Produktionsprozess“

Report #4 “MGX Minerals will Kanadas womöglich grösste hochgradige Lithium-Ressource anzapfen“

Report #3 “MGX Minerals Inc. erhält Minen-Pacht für 20 Jahre (in British Columbia!)“

Research #2 “MGX Minerals beschleunigt in Richtung Produktion“

Research #1 “MGX Minerals plant für 2016 den Magnesium-Markteintritt“

3 Report #21 | MGX Minerals Inc.

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Disclaimer, Haftungsausschluss und sonstige Informationen über diesen Report und den Autor:

Rockstone ist ein Research-Haus, das auf Kapitalmärkte und börsengelistete Unternehmen spezialisiert ist. Der Fokus ist auf die Exploration, Entwicklung und Produktion von Rohstoff-Lagerstätten ausgerichtet. Durch Veröffentlichungen von allgemeinem geologischen Basis-wissen erhalten die einzelnen Unterneh-mensanalysen aus der aktuellen Praxis einen Hintergrund, vor welchem ein wei-teres Eigenstudium angeregt werden soll. Sämtliches Research wird unseren Lesern auf dieser Webseite und mittels dem vorab erscheinenden Email-Newsletter gleichermaßen kostenlos und unverbind-lich zugänglich gemacht, wobei es stets als unverbindliche Bildungsforschung anzusehen ist und sich ausschliesslich an eine über die Risiken aufgeklärte, aktien-markterfahrene und eigenverantwortlich handelnde Leserschaft richtet.

Alle in diesem Report geäusserten Aussagen, ausser historischen Tatsachen, sollten als zukunftsgerichte Aussagen verstanden werden, die mit erheblichen Risiken verbunden sind und sich nicht bewahrheiten könnten. Die Aussagen des Autors unterliegen Risiken und Ungewissheiten, die nicht unterschätzt werden sollten. Es gibt keine Sicherheit oder Garantie, dass die getätigten Aussagen tatsächlich eintreffen oder sich bewahrheiten werden. Daher sollten die Leser sich nicht auf die Aussagen von Rockstone und des Autors verlassen, sowie sollte der Leser anhand dieser Informationen und Aussagen keine Anlageentscheidung treffen, das heisst Aktien oder sonstige Wertschriften kaufen, halten oder verkaufen. Weder Rockstone noch der Autor sind registrierte oder anerkannte Finanzberater. Bevor in Wertschriften oder sonstigen Anlagemöglichkeiten investiert wird, sollte jeder einen professionellen Berufsberater konsultieren und erfragen, ob ein derartiges Investment Sinn macht oder ob die Risiken zu gross sind. Der Autor, Stephan Bogner, wird von Zimtu Capital Corp. bezahlt, wobei Teil der Aufgaben des Autors ist, über Unternehmen zu rechechieren und zu schreiben, in denen Zimtu investiert ist. Während der Autor möglicherweise nicht direkt von dem Unternehmen, das analysiert wird, bezahlt und beauftragt wurde, so würde der Arbeitgeber des Autors, Zimtu Capital, von einem Aktienkursanstieg profitieren. Darüberhinaus besitzt der Autor ebenfalls Aktien von MGX Minerals Inc. und würde von

einem Aktienkursanstieg ebenfalls profitieren. Es kann auch in manchen Fällen sein, dass die analysierten Unternehmen einen gemeinsamen Direktor mit Zimtu Capital haben. Somit herrschen Interessenkonflikte vor. Die vorliegenden Ausführungen sollten somit nicht als unabhängige “Finanzanalyse” oder gar “Anlageberatur” gewertet werden, sondern als “Werbemittel”. Weder Rockstone noch der Autor übernimmt Verantwortung für die Richtigkeit und Verläßlichkeit der Informationen und Inhalte, die sich in diesem Report oder auf unser Webseite befinden, von Rockstone verbreitet werden oder durch Hyperlinks von www.rockstone-research.com aus erreicht werden können (nachfolgend Service genannt). Der Leser versichert hiermit, dass dieser sämtliche Materialien und Inhalte auf eigenes Risiko nutzt und weder Rockstone noch den Autor haftbar machen werden für jegliche Fehler, die auf diesen Daten basieren. Rockstone und der Autor behalten sich das Recht vor, die Inhalte und Materialien, welche auf www.rockstone-research.com bereit gestellt werden, ohne Ankündigung abzuändern, zu verbessern, zu erweitern oder zu enfernen. Rockstone und der Autor schließen ausdrücklich jede Gewährleistung für Service und Materialien aus. Service und Materialien und die darauf bezogene Dokumentation wird Ihnen “so wie sie ist” zur Verfügung gestellt, ohne Gewährleistung irgendeiner Art, weder ausdrücklich noch konkludent. Einschließlich, aber nicht beschränkt auf konkludente Gewährleistungen der Tauglichkeit, der Eignung für einen bestimmten Zweck oder des Nichtbestehens einer Rechtsverletzung. Das gesamte Risiko, das aus dem Verwenden oder der Leistung von Service und Materialien entsteht, verbleibt bei Ihnen, dem Leser. Bis zum durch anwendbares Recht äußerstenfalls Zulässigen kann Rockstone und der Autor nicht haftbar gemacht werden für irgendwelche besonderen, zufällig entstandenen oder indirekten Schäden oder Folgeschäden (einschließlich, aber nicht beschränkt auf entgangenen Gewinn, Betriebsunterbrechung, Verlust geschäftlicher Informationen oder irgendeinen anderen Vermögensschaden), die aus dem Verwenden oder der Unmöglichkeit, Service und Materialien zu verwenden und zwar auch dann, wenn Investor Marketing Partner zuvor auf die Möglichkeit solcher Schäden hingewiesen worden ist. Der Service von Rockstone und des Autors darf keinesfalls als persönliche oder auch allgemeine Beratung aufgefasst werden. Nutzer, die aufgrund der bei www.rockstone-research.com abgebildeten oder bestellten Informationen Anlageentscheidungen treffen bzw. Transaktionen durchführen, handeln

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Lithium Recovery from Oilfield Produced Water Brine

& Wastewater Treatment

Report Prepared for MGX Minerals By Dr. Preston McEachern

April 24, 2017

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Table of Contents Lithium Recovery from Oilfield Produced Water Brine: ................................................... 1 Northcentral Alberta .......................................................... Error! Bookmark not defined.

Introduction ..................................................................................................................... 3 Sturgeon Property Brine & Lithium Recovery ............................................................... 4

Lithium Recovery ....................................................................................................... 4 Tools Developed for Lithium Recovery ..................................................................... 7

Wastewater Treatment as a primary source of Revenue and Feed for Lithium Recovery......................................................................................................................................... 9

Nanoflotation to Remove Oil ...................................................................................... 9 Treatment of Concentrated Brines ............................................................................ 12 Treatment of SGAD Produced Water ....................................................................... 15 OTSG Blowdown ..................................................................................................... 18 Evaporator Blowdown .............................................................................................. 19 Treatment of Wastewater Summary ......................................................................... 20

References ..................................................................................................................... 21

Tables and Figures

Table 1: Feed chemistries for a hypothetical brine used in previous planning and two oilfield brines tested for lithium extraction. ........................................................................ 4 Fig. 1a: Bench scale RSL MembraneTM system filtering Sturgeon brine. .......................... 5 Fig. 1b: Permeate post filtration. ........................................................................................ 5 Table 2: Example results from lithium recovery trials.. ..................................................... 6 Fig. 2: Lithium chloride and lithium carbonate solids recovered from processing 10 L of

Sturgeon Lake brine. ........................................................................................................... 6 Fig. 3: Jinan Refinery Pilot Test – Raw water into Induced Gas Flotation unit, Treated

water with emulsified oil after IGF and treated water after RSL membranesTM. ............. 10 Figure 4: Five Consecutive Days of Test results on oil and turbidity removal from a

Coker Water at the Sinopec Jinan Refinery ...................................................................... 10 Table 3: Summary results from Blowdown water treatment trials. .................................. 13 Fig 6: The SAGD Process ................................................................................................. 15 Table 4: Produced Water Quality and Boiler Feedwater Requirements ........................... 16 Fig. 7: Current Oil Removal Technologies that Nanoflotation can replace ..................... 17 Table 5: Treatment results using produced water from two clients. ................................. 18 Table 6: Treatment results from OTSG blowdown. ......................................................... 19

Fig. 8: Client 1 OTSG blowdown (left) and permeate following RSL MembraneTM treatment (right). ............................................................................................................... 19 Table 7: Summary of treatment results for client 3 Evaporator Blowdown. .................... 20

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Introduction Lithium is a relatively common element that retains high market value because recovery of a pure lithium product is difficult. Some of the properties that make lithium an exceptional element for electric storage contribute to the difficulty in its recovery; lithium has a low density (0.543 g/cm3), a high electrochemical standard potential (-3.04 V) and high solubility when in the presence of oxyanions such as lithium chlorate (3.7 Kg/L). Commercial production is dominated by recovery from brines concentrated through solar evaporation. These brines achieve concentrations of >4000 mg/L [Li] (Choubey et al. 2016) for sequential precipitative removal of contaminating ions to a commercial product of lithium carbonate or lithium chloride. Brines from oil and gas production can contain high concentrations of dissolved ions (>100,000 mg/L) including lithium concentrations exceeding 100 mg/L. These brines have largely been ignored as commercial sources of lithium, in part because of the low ratio of lithium relative to other ions and the difficulty these ions pose for recovery. However, these brines are an increasing environmental liability in many areas of North America. The increasing need to treat these brines for reuse or even for sustainable disposal changes the financials making them a potential source for economic lithium recovery. MGX developed a theoretical approach to lithium recovery from oilfield brine that drew heavily from existing sequential precipitative methods deployed with solar evaporation. This method required the evaporation of 98% of the water from the brine, an energy intensive and costly approach. Purlucid was asked to test the method but also made the case that other methods should be evaluated for possible efficiencies with the Purlucid ultrafiltration technology. This report summarizes results of this testing, provides a general overview of the process for lithium recovery and an estimate of recovery cost and revenue based on the MGX brine holdings known as the Sturgeon Property Brines, just one of the many brine sources in MGXs holdings.

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Sturgeon Property Brine & Lithium Recovery Lithium recovery testing focused on brines from the Sturgeon Lake Property held by MGX. Sturgeon Lake produced water is primarily a calcium and sodium chloride brine (Table 1). These waters are generally representative of formation waters with high lithium concentrations in west-central Alberta where historic resource estimates range from 10 to 918 Tn/Km2 and lithium concentrations are between 70 and 140 mg/L for many of these brines (APEX GeoSciences Ltd. 2016). Several aspects of oil field brine contribute to the complexities of lithium recovery. The first is that these brines have very high salinities with relatively low hardness. Sturgeon Lake produced water (PW) has several critical differences that make extraction using a sequential precipitative process difficult; low initial lithium concentration and higher sulfate and chloride concentrations. When we processed Sturgeon Lake PW for the first time, available analytical data was typical for the oil industry and lacked most of the analyses required to determine the stoichiometric ratios and solubility appropriately. This lack of data or, conversely, the wide fluctuations in chemistry that occur on a daily basis as water is sourced from different wells within a property is common for oilfield produced water. It is therefore vital that the lithium recovery process be able to work effectively across variable brine chemistries and with limited real-time analytical data. This is challenging with a sequential precipitation process on its own. We therefore created a combination of processes that may provide MGX with the a lithium recovery system that will recover commercial grade lithium products while remaining robust to fluctuations in source chemistry and treatment costs. Table1:Feedchemistriesforahypotheticalbrineusedinpreviousplanningandtwooilfieldbrinestestedforlithiumextraction. Ca Mg Na K SO4 HCO3 Cl Sr B Br Li

mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L

Hypothetical Brine 15900 2010 54000 5100 155 232 125000 630 260 426 130

Heavy Oil Brine 76.65 1 113400 4343 270 8601 110713

87

Sturgeon Lake Brine 24500 2760 59900 4230 337.7 350 152600 1050 106 330 60.7 LithiumRecovery The first step in lithium recovery was to evaluate pre-treatment with Nanoflotation. Oilfield brines contain high concentrations of ions as well as oil that would cause any recovery technology to fail if not removed in a pre-treatment step. Nanoflotation is a combination of two separate technologies operating on a similar principle using highly charged nano-environments to destabilize chemicals in the water, making them suitable for removal by flotation or filtration. More information is provided on Nanoflotation in subsequent sections reviewing this technology and its application to the additional revenue stream of wastewater treatment while recovering lithium.

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Fig.1a:BenchscaleRSLMembraneTMsystemfilteringSturgeonbrine.Solidsaccumulationonthemembranetubesisclearlyvisible

Fig.1b:Permeatepostfiltration.Noteclarityofbrine.

As general overview, the method for lithium recovery consists of a chemical treatment followed by ultrafiltration using the RSL MembraneTM system, which is then followed by lithium concentration and recovery. The first two stages of treatment of Sturgeon Lake brine has been completed on increasingly larger volumes in four consecutive bench-scale tests. The bench-scale RSL MembraneTM system replicates commercial scale systems at 0.2% with a single filtration manifold containing four 16% sized membranes, feed and slurry pumps and flow and pressure control systems (Fig 1a &b). A pilot unit has also been built that operates at up to 5 m3/hr, representing the smallest commercial scale membrane bundle. Pre-treatment was done successfully with no reduction in lithium concentration in the post treatment permeate. The Nanoflotation system preformed remarkably well for pre-treatment without being limited by trans-membrane pressure build up (<0.07 mPa) over extended run times. Initially, the brine is subjected to a chemical manipulation that results in a high suspended solids feed to the RSL MembraneTM system. On filtration, these solids and all dissolved oil is removed resulting in a clean permeate with very little to no loss of lithium. The permeate has substantively reduced magnesium concentrations making it suitable for subsequent steps in lithium concentration and recovery. The lithium concentration step uses a trade secret process that results in a 25-fold and higher increase

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in concentration. For the Sturgeon brines, we achieved clean brine concentrations of 1600 mg/L when starting with 65 mg/L and 1951 mg/L when starting with 70 mg/L. Example data are provided in the table below. Table2:Exampleresultsfromlithiumrecoverytrials.Metalsthatarebelowdetectioninfeedwaterhavebeenremovedforpresentationpurposes.

Units Sturg.Raw

Step1permeate Concentrate1 Concentrate4

TotalAluminum(Al) mg/L 0.97 0.030 10 1.3

TotalBarium(Ba) mg/L 10 8.6 1.7 0.94

TotalBoron(B) mg/L 110 100 3.7 6.0

TotalCalcium(Ca) mg/L 23000 17000 370 420

TotalLithium(Li) mg/L 67 65 1600 1951

TotalMagnesium(Mg) mg/L 2800 5.7 13 40

TotalPotassium(K) mg/L 4500 4400 12 8.8

TotalSodium(Na) mg/L 57000 61000 68 49

TotalStrontium(Sr) mg/L 840 780 30 23

TotalSulphur(S) mg/L 96 89 6.9 9.9

The final step is production of a lithium solid either as lithium chloride or lithium carbonate (Fig. 2). Both have been successfully created and are currently undergoing evaluation for purity and value using XRD and EDS methods.

Fig.2:Lithiumchlorideandlithiumcarbonatesolidsrecoveredfromprocessing10LofSturgeonLakebrine.

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ToolsDevelopedforLithiumRecovery Optimizing a lithium recovery process is difficult given the variability of brine feed likely to occur at commercial scale. A tool to assist in this optimization process was required and was developed that will substantively contribute to commercial lithium recovery. The tool, a chemical assessment modelling approach was developed using the USGS open source PHREEQC (Parkhurst & Appelo, 2013) as a backbone aqueous model. A standardized data entry and run parameter interface was created to adapt the model specifically for lithium recovery. Within minutes we are able to predict solubility products given introduction of reagents and concentrating steps. The model is performing very well but requires expertise both to run and to interpret the results. Further development will occur to make it more generally user friendly and to integrate it into the programmable logic controller (PLC) for the lithium recovery commercial systems. Real-time determination of lithium concentration is another important factor in process control. Using a commercially available ion half-cell, a method for determination of lithium concentration was created based on electrical potential. While lithium half-cells are available on the market, these are highly sensitive to the typical chemistries of oilfield brines and the membranes themselves are easily destroyed by these brines. We have overcome these limitations such that calibration and data collection are more reliable. Results compared favorably with laboratory analytical results for 10 samples. Resulting lithium concentrations were returned within 15 seconds and were within 10% of laboratory reported values that require over a week to be returned from a commercial lab. The creation of this in-line lithium sensor will allow commercial systems to have real-time continuous concentration information that will control reagent dosing, substantively reducing chemical costs and enhancing the efficiency of lithium recovery. A research program is currently being established at a university lab specializing in micro-sensor development to further advance this product over the next two years. Lithium Recovery Conclusions:

1) Long run times can be achieved in the filtration step. Solids loading up to 6.5 Kg/m2 of membrane area was demonstrated. This would mean a typical 50 m3/hr system could process approximately 1.3 tonnes of solids between each full backwash cycle.

2) There are many alternative approaches for removing contaminating ions from the feed brine without evaporation. Given the high concentration of divalent cations as permanent hardness countered primarily by the anion chloride, pre-treatment is necessary and results in a less energy intensive recovery process.

3) A magnesium-free brine was produced in one simple and reliable process. This process has been repeated in four separate trial runs with Sturgeon Lake Produced Water.

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4) The subsequent concentration and recovery steps have been demonstrated on increasingly large volumes of the cleaned brine. In the most recent trials, concentrations of lithium reached 2000 mg/L with very low energy requirements (<0.5 kwh/m3 of feed water).

5) Lithium solids have been created successfully on each of the four trials to date. Purity and crystal composition are currently being evaluated by XRD and EDS methods.

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9

Wastewater Treatment as a primary source of Revenue and Feed for Lithium Recovery Oil production brines including produced water, frac flowback and both upstream and downstream wastewaters from thermal processes are a massive industrial and environmental liability as well as revenue for those companies able to manage these brines for producers. Disposal of these waters underground, either by injection into porous formations (deep well disposal) or in salt caverns is the current industry norm, typically at costs from $10/m3 to as high as $150/m3 for the most difficult and environmentally challenging waters. Critical to lithium recovery is initial treatment to remove free and emulsified oil which otherwise would foul any of the lithium recovery processes. The following sections contain text excerpted from a report commissioned as a third-party review of Nanoflotation (ATSI 2017). NanoflotationtoRemoveOil The Nanoflotation technology was deployed at a refinery in China to demonstrate its ability to remove oil in 24/7 operation at commercial scale. This test occurred over a six week period on site at the Jinan refinery. Backwashing of the RSL membranes occurred at least once a day. The video link provides an overview of the testing and the pilot plant used in these tests. Jinan Refinery -oil and solid separation For this application, H2S was a concern. The Nanoflotation pilot plant had to be built with a vapour recovery system that allowed gases to be collected in the refinery’s vapour recovery system. Sinopec would not allow the pilot to operate with the froth flotation component of the Nanoflotation technology. Sinopec was concerned with the use of a surfactant, which is a key component of the Nanoflotation froth flotation system. As a result, the plant operated with an induced gas flotation (IGF) system using nitrogen gas. This is typical for induced gas flotation systems used to treat produced waters for oil and gas operations in North America and specifically the SAGD (Steam Assisted Gravity Drainage) produced waters from Canada’s oil sands. Figure 3 provides a visual sample of the water before the IGF, after the IGF and after the RSL membranes. As indicated the oil remaining after the IGF was emulsified. The typical concentration of the emulsified oil is approximately 2000 mg/l.

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Fig.3:JinanRefineryPilotTest–RawwaterintoInducedGasFlotationunit,TreatedwaterwithemulsifiedoilafterIGFandtreatedwaterafterRSLmembranesTM.

The data shows the high level of treatment provided by the RSL membranes and its ability not only to separate solids but also emulsified oil. Figure 4 below shows a sample of the data over a 5-day consecutive period. As shown, turbidity levels were good right from the beginning of each filtration run which lasted 6 to 10 hours. Flux rates on the RSL membranes were approximately 400 lmh and backwash consistently resulted in 100% flux rate recovery. Oil levels going into the IGF were not consistent (5000 to 20000 mg/l) yet final effluents after the RSL were relatively consistent with regards to turbidity and oil. Figure4:FiveConsecutiveDaysofTestresultsonoilandturbidityremovalfromacokerwaterattheSinopecJinanRefinery

日期: 20 15 年 6 月 20 日 Date 2015 21-Jun Date 2015 22-Jun

Feed

Rate to

Flotatio

n

Compressed

gas

pressure

Water

Feed to

Compress

ed Gas

Flow

rate to

RSL

media

Press

upstream

of

Membrane

Press

dnstream

of

Membrane

Feed

Rate to

Flotatio

n

Compressed

gas

pressure

Water

Feed to

Compress

ed Gas

Flow

rate to

RSL

media

Press

upstream

of

Membrane

Press

dnstream

of

Membrane

m³/h Mpa L/h m³/h Mpa Mpa m³/h Mpa L/h m³/h Mpa Mpa

8:00 — 0.57 70 0.65 0.040 0.000 8:00

9:00 0.59 0.57 70 0.65 0.028 0.000 9:00 replace drain

10:00 — 0.60 70 0.64 0.045 0.000 10:00

11:00 — 0.59 70 0.65 0.050 0.000 11:00 0.60 0.60 70 0.68 0.047 0.000

12:00 0.58 0.59 70 0.65 0.055 0.000 12:00 0.60 0.60 70 0.67 0.053 0.000

13:00 0.58 0.59 70 0.65 0.060 0.000 13:00 0.59 0.60 70 0.67 0.060 0.000

14:00 — 0.59 70 0.65 0.075 0.000 Automatic

B/W14:00 0.60 0.60 70 0.67 0.064 0.000

15:00 — 0.59 70 0.65 0.028 0.000 15:00 0.60 0.61 70 0.67 0.069 0.000 Automatic

B/W

16:00 — 0.59 70 0.65 0.029 0.000 16:00 0.59 0.60 70 0.67 0.031 0.000

17:00 — 0.60 70 0.64 0.034 0.000 17:00 0.59 0.60 70 0.67 0.036 0.000

18:00 — 0.59 70 0.65 0.041 0.000 18:00 0.59 0.60 70 0.67 0.040 0.000

19:00 — 0.59 70 0.65 0.045 0.000 19:00 0.60 0.60 70 0.67 0.047 0.000

Time Comments VisitorsTime

IGF IGF RSL membraneRSL membrane

IGF and RSL Membrane Test Run Log IGF and RSL Membrane Test Run Log

Comments Visitors

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Date 2015 21-Jun Date 2015 22-Jun

Inlet after PCM Inlet after RSL Inlet after RSL Inlet after RSL Inlet after RSL Inlet after RSL

8:00 10725.20 41.11 0.65 8.50 8.50 8:00 20106.00 146.10

10:00 0.39 8.50 8.50 10:00

12:00 0.40 8.50 8.50 12:00 0.31 8.50 8.50

14:00 0.48 8.50 8.50 14:00 0.43 8.50 8.50

16:00 0.53 8.50 8.50 16:00 0.39 8.50 8.50

18:00 0.47 8.50 8.50 18:00 0.46 8.50 8.50

TimeTime

Sinopec Jinan Refinery Coker Wastewater

Oil mg/L Turbidity NTU

Sinopec Jinan Refinery Coker Wastewater

pH Oil mg/L Turbidity NTU pH

Date 2015 23-Jun Date 2015 24-Jun

Feed

Rate to

Flotatio

n

Compressed

gas

pressure

Water Feed

to

Compressed

Gas

Flow

rate to

RSL

media

Press

upstream

of

Membrane

Press

dnstream

of

Membrane

Feed

Rate to

Flotatio

n

Compresse

d gas

pressure

Water Feed to

Compressed Gas

Flow rate to

RSL media

Press

upstream

of

Membrane

Press

dnstream

of

Membrane

m³/h Mpa L/h m³/h Mpa Mpa m³/h Mpa L/h m³/h Mpa Mpa

8:00 0.57 0.59 70 0.69 0.041 0.000 8:00

9:00 0.60 0.59 70 0.69 0.047 0.000 9:00 installation of nitrogen pipe valve

10:00 0.60 0.59 70 0.69 0.051 0.000 10:00

11:00 0.60 0.59 70 0.69 0.055 0.000 11:00 0.59 0.56 70 0.62 0.040 0.000

12:00 0.60 0.59 70 0.69 0.060 0.000 12:00 0.60 0.57 70 0.69 0.041 0.000

13:00 0.59 0.59 70 0.69 0.066 0.000 13:00 0.60 0.57 70 0.69 0.045 0.000

14:00 0.60 0.59 70 0.68 0.069 0.000 Automatic

B/W14:00 0.60 0.57 70 0.69 0.052 0.000

15:00 0.60 0.58 70 0.68 0.023 0.000 15:00 0.60 0.57 70 0.69 0.056 0.000

16:00 0.60 0.60 70 0.68 0.029 0.000 16:00 0.60 0.57 70 0.69 0.062 0.000

17:00 0.60 0.60 70 0.68 0.034 0.000 17:00 0.60 0.57 70 0.69 0.067 0.000

18:00 0.61 0.61 70 0.68 0.038 0.000 18:00 0.61 0.57 70 0.69 0.073 0.000 Automatic

B/W19:00 0.60 0.60 70 0.68 0.040 0.000 19:00 0.60 0.57 70 0.69 0.027 0.000

Comments Visitors

RSL membrane

Time

IGF RSL membrane IGF

Visitors

IGF and RSL Membrane Test Run LogIGF and RSL Membrane Test Run Log

TimeComments

Date 2015 23-Jun Date 2015 24-Jun

Inlet after RSL Inlet after RSL Inlet after RSL Inlet after RSL Inlet after RSL Inlet after RSL

8:00 5373.00 32.00 0.68 8.50 8.50 8:00 14894.00 45.20

10:00 0.53 8.50 8.50 10:00

12:00 0.48 8.50 8.50 12:00 0.35 8.50 8.50

14:00 0.47 8.50 8.50 14:00 0.44 8.50 8.50

16:00 0.51 8.50 8.50 16:00 0.51 8.50 8.50

18:00 0.55 8.50 8.50 18:00 0.59 8.50 8.50

pH Oil mg/LTime

Sinopec Jinan Refinery Coker Wastewater Sinopec Jinan Refinery Coker Wastewater

pHOil mg/L Turbidity NTUTime

Turbidity NTU

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The data shows that the RSL membranes were capable of handling initial oil concentrations into the IGF that exceeded 2% yet after the membrane the oil concentration was <30 mg/l and turbidity was less than 0.8. TreatmentofConcentratedBrines Large volumes of blowdown are produced daily in Alberta and represent a particularly interesting source for lithium given that these waters have already been concentrated in boilers and evaporators. Nanoflotation, a core PTS technology licensed from DBE, has been successfully applied to many oil wastewaters and concentrates. The most concentrated blowdown in the industry derives from use of evaporators to create boiler feed water. Silica In evaporator operation, caustic is added to raise the pH to increase the solubility of the silica present in the produced water. To dispose of the resulting concentrated blowdown the pH has to be lowered to conform to deep well disposal regulations. When the pH is lowered, the silica is precipitated and has to be filtered out to prevent it from plugging the deep well.

Date 2015 25-Jun

Feed

Rate to

Flotatio

n

Compressed

gas

pressure

Water

Feed to

Compress

ed Gas

Flow

rate to

RSL

media

Press

upstream

of

Membrane

Press

dnstream

of

Membrane

m³/h Mpa L/h m³/h Mpa Mpa

8:00 0.61 0.59 70 0.68 0.033 0.000

9:00 0.60 0.60 70 0.67 0.034 0.000

10:00 0.60 0.59 70 0.67 0.035 0.000

11:00 0.60 0.59 70 0.67 0.042 0.000

12:00 0.60 0.59 70 0.67 0.049 0.000

13:00 0.60 0.60 70 0.67 0.051 0.000

14:00 0.61 0.61 70 0.67 0.050 0.000

15:00 0.60 0.59 70 0.67 0.052 0.000

16:00 0.60 0.59 70 0.67 0.053 0.000

17:00 0.60 0.59 70 0.67 0.060 0.000

18:00 0.59 0.59 70 0.69 0.069 0.000 Automatic

B/W19:00 0.60 0.59 70 0.68 0.028 0.000

Time Comments Visitors

DAF Precoated membrane

Precoat Test Run Log

Date 2015 25-Jun

Inlet after RSL Inlet after RSL Inlet after RSL

8:00 20189.00 29.30

10:00

12:00 0.49 8.50 8.50

14:00 0.55 8.50 8.50

16:00 0.63 8.50 8.50

18:00 0.78 8.50 8.50

TimepHTurbidity NTU

Sinopec Jinan Refinery Coker

Oil mg/L

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Table3:Summaryresultsfromblowdownwatertreatmenttrials. C1

EBD 1 Raw

C1 EBD 2 Raw

C1 EBD 1 Post RSL

C1 EBD 2 Post RSL

C1 EBD 3 Post RSL

C2 Raw EBD 1

C2 Post RSL

C2 Post RSL

C3 Feed

C3 Post RSL

Dissolved

Calcium mg/L 75.2 78.1 83.6 79.1 77.6 326 294 66 1252 986

Dissolved Magnesium

mg/L <10.0 <10.0 <10 <10 <10 <10 <10 9.9 109.2 77.6

Hardness mg/L 184.5 191.8 206 194 191 815 744 206 3570 2780

Reactive Silica

mg/L 20300 19800 196 202 166 5110 136 60.1 20050 27.8

Total Barium

mg/L 0.873 0.885 0.428 0.49 0.54 15.7 7.8 0.80 17.9 2

Total Strontium

mg/L 6.80 6.94 4.69 3.99 3.81 28.1 25.2 2.79 74 51.4

Dissolved Iron

mg/L 2.15 0

Table 3 shows the high levels of silica in the EBD waters (i.e. 20,000 mg/l). After lowering the pH and filtering, the effluent had silica levels less than 200 mg/l. This level of treatment would result in a water quality with regards to silica similar to SAGD produced water. The water can be further treated in a manner similar to SAGD produced water for reuse. The TDS level remains high in permeate (150,000 to 200,000 mg/l) which is beneficial with respect to lithium recovery in that highly soluble ions like lithium remain in the permeate for further recovery. Purlucid has assessed the mass balance and has created a system where treated blowdown water can be blended with the produced water feed to the evaporator or the OTSG making the process suitable for zero liquid discharge (ZLD) or substantively reduced disposal. In the most recent study at the University of Alberta, an emphasis was placed on maximizing silica removal. In this study, the pH was adjusted to 7.5 and floc formation was enhanced by co-treating with other high total dissolved solids wastewater from the site (demineralizer regeneration water). As shown on the top portion of Table 3, the reactive silica concentrations were reduced to 28 mg/L. In this case the feed water had reactive silica concentrations of 13,000 mg/L (Fig. 5). Iron, Barium & Strontium Iron, barium and strontium are elements that pose scale-forming risk in steam systems. The RSL membranesTM provided an effluent with iron below detection limits. Barium and strontium were reduced by 40 to 45%, respectively.

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Carbonates & associated Base Cations (Ca, Mg) Despite not targeting calcium removal, 80% removal of calcium has been achieved at a treatment pH of 7 with post treatment calcium concentrations of 15 mg/L from initial concentrations of 76 mg/L. The carbonate balance described below suggests that calcium was precipitated and removed at the lower pH due to carbonate mineral formation. Bicarbonate is non-detectable in raw EBD as is to be expected at pH 12 where virtually all of the dissolved inorganic carbon should be in the carbonate ion form. Raw EBD had a carbonate ion concentration of 11,709 mg/L and this would convert to 11,572 mg/L of bicarbonate at a pH of 8 with small amounts of carbonic acid and carbonate accounting for the remaining 5 moles. Post treatment bicarbonate concentration was 8,601 mg/L indicating that ~3000 mg/L of the carbonate was removed as colloidal carbonate minerals. This additional floc likely added to the efficiency of targeted ion removal (e.g. Silica) acting as a sweep floc in the overall process.

Scale Parameter

EBD/SAC feed Conc (mg/L)

NF Filtrate Conc

(mg/L) Reactive

Silica 13000 27.8

Tot Barium 17.9 2 Tot

Strontium 73.9 51.4

Fe-Dis 2.2 0 Ca-Dis 1251 985.5

Mg-Dis 109 77.8

Fig. 5a: Treatment reduction for important scale parameters with EBD/SAC Regen comingled feed. Green is the feed and blue is the post treatment percent of the feed. Silica and iron were reduced to < 0.3% of the original feed.

Fig. 5b: Feed & Post Treatment (filtrate) concentration of the most important ions that damage well injectivity.

0%20%40%60%80%

100%

Filtrate EBD/SAC Regen Feed

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TreatmentofSAGDProducedWater In Steam Assisted Gravity Drainage (SAGD) operations approximately 100% steam quality is injected into the oil sands formation to provide heat to change the viscosity of the bitumen allowing it to be pumped to the surface. Approximately 200 million cubic meters of water was injected in 2016 in Alberta alone, most of which returns to the production facility and requires treatment. The following slides (Fig. 6) provided by the ATSI author, Mike Rodgers, describe the process.

Fig6:TheSAGDProcess(SourceMikeRogers,ATSI)

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The bitumen comes to the surface as an emulsion of water and oil. The oil is separated and the remaining water, which is still contaminated with oil, has to be treated and reused in the generation of the steam. The treatment process consists of two distinct sections. The first is de-oiling followed by hardness and silica reduction. The conventional oil removal process consists of a Skim Tank which is designed to remove 90% of the free oil from the emulsion. This is followed by an Induced Gas Flotation (IGF) unit (additional 90% removal) and then Oil removal Filters.(additional 90% removal) The Nanoflotation can be considered as replacement for any of these or as an addition to improve the quality. The typical quality of produced water is presented in Table 4. Table4:ProducedWaterQualityandBoilerFeedwaterRequirements

Parameter Units Typical Produced Water

Boiler Feedwater Requirements

Oil mg/L 1000 to 10000 2 Suspended Solids mg/L 1000 to 10000 2

Hardness mg/L as CaCO3 150 to 300 0.1 Silica mg/L as SiO2 150 to 400 50 TDS mg/L 2000-3500 7000

Total Alkalinity mg/L as CaCO3 500 to 1100 2000 Iron mg/L 0.2 to 0.5 0.05

Oxygen mg/L 0.05 0.05 pH Units 7.0 to 7.8 7.0 to 11.0

Silica is reduced by co-precipitation with magnesium hydroxide, a product created from subsequent lithium recovery. When the pH is elevated by the addition of caustic or lime, the solubility of magnesium and calcium salts is reduced and the magnesium is precipitated as magnesium hydroxide. The addition of magnesium oxide ensures that there is sufficient magnesium present to allow for the co-precipitation of the silica. At the elevated pH the calcium is precipitated as calcium carbonate. In conventional systems these reactions take place in either a Warm Lime Softener (WLS) or a Hot Lime Softener (HLS). In either case there is some carryover of particulates which must be filtered out before the water goes into the final boiler feedwater treatment consisting of an ion exchage system. The Nanoflotation technology is proposing to carryout the hardness and silica reduction in-line and use its surface filtering technology to replace the WLS/HLS and the traditional media after filters (AF) used to polish the carryover. The effluent from the AF’s is treated in an ion exchange treatment train to further reduce the residual hardness. The current oil removal technologies of Skim Tank, IGF and ORF are bulky and expensive installations (Fig. 7) with limited oil removal efficiency. The industry contines to search for other solutions and have considered and have extensively tested the use of ceramic UF membranes in the conventional way.

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Fig.7:CurrentOilRemovalTechnologiesthatNanoflotationcanreplace

Because of the limited efficiency and large foot print of the existing treatment train described above for deoiling, development work has been undertaken to evaluate the use of membranes instead of the Skim Tank/IGF/ORF flow sheet. The results from the Sinopec Jinan Refinery study supports the proposal that the RSL technology can be used for SAGD produced water to evaluate its effectiveness as a replacement to either the conventional Skim Tank/IGF/ORF or the ceramic membrane. Effectiveness would include standard parameters as CAPEX, OPEX, and ease of operation, maintainability and quality of de-oiled effluent. It is important to understand that the comparison will be between the RSL technologies and ceramic membranes. Silica and Hardness Reduction The role of the WLS/HLS is to provide for sedimentation of the precipitated silica and hardness salts. The effluent which contains some particulates is filtered in an after filter (AF) and sent to the ion exchange train. The use of either a ceramic UF filter or the RSL technology has the potential to do away with the necessity of the WLS/HLS. This can be accomplished by feeding the treatment chemicals in line, allowing the precipitation to take place and be followed by the RSL filter. Evaporator Flowsheet An alternative exists to the WLS/HLS/Ion Exchange/OTSG flowsheet. The alternative is to replace the WLS/HLS/Ion Exchange with an evaporator which produces a boiler feedwater quality suitable for either the OTSG or a drum boiler. The use of the evaporator for both boiler types requires the injection of caustic into the evaporator to raise the pH and solubilize the silica and precipitate the hardness. The other option is to add the caustic and magnesium oxide outside of the evaporator and send the entire water with precipitate into the evaporator. Application of the RSL technology to the precipitated mixture would relieve the load of solids on the evaporator. The solids which enter the evaporator without the application of the RSL filter will end up in the evaporator blowdown which presents treatment issues in the disposal of the blowdown.

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The opportunity therefore to prevent the entry of the precipitates into the evaporator is a worthwhile operational improvement. In bench-scale testing performed in Q1 – 2017 produced waters from two SAGD facilities was treated and evaluated for further lithium recovery. Treatment of produced water from SAGD was proven with successful reductions in dissolved ions, particularly silica, to target concentrations for a SAGD water treatment plant (Table 5). These produced waters typically contain low lithium concentrations. Given their large revenue potential from treatment alone, these dilute but high volume waters may be an economic source of lithium and an evaluation is on-going. Table5:Treatmentresultsusingproducedwaterfromtwoclients.

Client 1 Raw

Water

Client 1 Post

Treatment

Client 2 Raw

Water

Client 2 Post

Treatment pH 7.78 9.84 7.83 9.92 Na 480 500 500 410 K <15 <15 16 <15 Ca <15 <15 5.9 <15 Mg <10 49 <2 45 Cl 740 630 480 450 SO4 <10 <10 <10 <10 Reactive SiO2 140 21 120 5.2 TOC 270 220 190 160

OTSGBlowdown Roughly 20% of the water treated for steam generation becomes OTSG Blowdown and hence is concentrated up to 5-fold. Treatment of these waters was also proven with results that exceeded the performance on produced water alone. Reactive silica was surprisingly low in the blowdown feed (70 mg/L), however, this was also reduced by 70% to 22 mg/L making the water potentially suitable for reuse. Exceptional reductions were achieved in selected parameters with better than expected reduction in TOC and colour (Table 6). TOC was reduced by 73% from 660 mg/L to 180 mg/L. The results for TOC are intriguing in that they suggest a treatment alternative for their removal using acidification which further implies that the majority of these compounds are large molecular weight acids with humic-humin characteristics. From a qualitative perspective, this is consistent with visual observation (Fig. 8) where lower molecular weight organic acids are typically yellow in colour (and soluble in acid) while large organic acids are grey to black with decreasing solubility with decreasing pH. Lithium concentrations at this client site were not high enough for subsequent commercial recovery but remained unchanged by the treatment process. Higher lithium concentrations in the source waters and subsequently the blowdown for SAGD operations are likely across the geographic scale of SAGD operations in Alberta.

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Table6:TreatmentresultsfromOTSGblowdownsuppliedbyaclient.

UNITS BDRAW BDPERMEATEPostTreatment

ReactiveSilica mg/L 70 22

TotalOrganicCarbon(C) mg/L 660 180

Turbidity NTU 8.5 2.2

TotalCalcium(Ca) mg/L 100 46

TotalMagnesium(Mg) mg/L <20 12

TotalSodium(Na) mg/L 5600 2300

TotalPotassium(K) mg/L 61 29

DissolvedChloride(Cl) mg/L 7200 2700

DissolvedSulphate(SO4) mg/L 67 750

Alkalinity(TotalasCaCO3) mg/L 1700 220

Fig.8:Client1OTSGblowdown(left)andpermeatefollowingRSLMembraneTMtreatment(right).

EvaporatorBlowdown Very high removals of silica have been achieved consistently across trials with three SAGD clients. A summary from the most recent trials (Table 7) demonstrates the exceptional treatment efficiency of the RSL Membranes TM in this application. Reducing silica concentration further is likely possible with a secondary magnesium treatment and re-filtration, however, given the exceptional results with total silica < 80 mg/L, these waters may be suitable for blending and reuse with produced water with the only challenge being the residual calcium concentration of 160 mg/L. Magnesium, iron and

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other problematic ions were substantively reduced or undetectable. Lithium is in relatively good concentrations for recovery and remain so after treatment. Table7:Summaryoftreatmentresultsforclient3EvaporatorBlowdown.

CONEBDRAW CONEBD CONEBD CONEBD Mean

Conc.Finalremoval

Time(min) 0 20 35 55 ReactiveSilica 9200 79 74 61 71 99%TotalOrganicCarbon 4800 3900 3200 3550 33%TotalSuspendedSolids 12000(1) <1

1) After floc formation TreatmentofWastewaterSummary

The oil industry has a high level of interest in finding an alternative to the bulky, operationally difficult and energy consuming oil, silica and hardness removal systems now being used to treat both upstream and downstream wastewaters. Ultrafiltration ceramic membranes are considered as a viable alternative to replace existing processes. Nanoflotation represents a lower cost, smaller footprint and lower energy alternative to ceramic UF membranes. Purlucid, with MGX, will deploy RSL membranesTM in the following applications:

• Replace conventional ultra-filtration ceramic membranes as pretreatment for RO. • Replace the conventional de-oiling for SAGD produced water • Replace conventional HLS/WLS silica and hardness reduction • Pretreat SAGD produced waters to reduce silica loading on evaporators and treat

evaporator blowdown waters to improve evaporator blowdown management. Following treatment through which revenues of approximately $2/m3 are projected, these very high volume waters will be a source of lithium in subsequent extraction. Once treated and marketable minerals such as lithium are removed, the water is returned to the boiler for further oil extraction by the client producer.

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References APEX GeoSciences Ltd. 2016. Revised and Amended Technical Report Geological Introduction to The Sturgeon Lake Oilfield Lithium-Brine, Leduc Property, West-Central Alberta. R. Eccles and M. Dufresne. ATSI (Alberta Technology & Science), 2017. Nanoflotation Technology Review. M. Rogers. Parkhurst, D.L., and Appelo, C.A.J., 2013, Description of input and examples for PHREEQC version 3—A computer program for speciation, batch-reaction, one-dimensional transport, and inverse geochemical calculations: U.S. Geological Survey Techniques and Methods, book 6, chap. A43, 497 p., available only at https://pubs.usgs.gov/tm/06/a43/.

Qualified Person Statement Dr. McEachern started Purlucid to bring new technologies to the problems of water treatment and solids control. Prior to Purlucid, he was the VP of Research and Development for Tervita and the head of Science Research and Innovation for oil sands in Alberta Environment. Dr. McEachern received his PhD from the University of Alberta modeling industrial impacts on northern hydrology and water quality. Dr. McEachern is active in research with an appointment to the Biorefining Research Institute and adjunct professor appointments at the University of Alberta in Civil and Environmental Engineering where he supervises graduate students in water quality and water treatment, and at Lakehead supervising students in forest hydrology and chemical mass transport. He is a Qualified Environmental Professional (QEP) with the Institute of Professional Environmental Practice (IPEP) which is CESB certified.