Um novo processo de lixiviação bioquímica foi desenvolvido que usa palha de milho como matéria-prima, e recupera valiosos metais de terras raras de lixo eletrônico.

Não é novidade para os habitantes de Iowa que o milho e seus subprodutos podem ser usados ​​para aplicações de alta tecnologia que vão desde bioplásticos ao etanol. Usar palha de milho para o que é essencialmente um processo de mineração pode parecer um exagero, mesmo para Iowa - o maior produtor mundial de milho - mas o novo processo realmente usa palha como ingrediente principal. A pesquisa foi dirigida pelo Instituto de Materiais Críticos do Departamento de Energia dos EUA (CMI), sediada no Laboratório Ames no campus da Iowa State University, e realizado por cientistas do Idaho e Lawrence Livermore National Laboratories, e Purdue University.

David Reed, Yoshiko Fujita, e Vicki Thompson são do Departamento de Processamento Biológico e Químico do Laboratório Nacional de Idaho, e são pesquisadores do Critical Materials Institute. Eles fazem parte de uma equipe CMI cujo trabalho é dedicado a encontrar uma maneira de resolver um problema crescente de abastecimento ambiental e de fabricação - a quantidade cada vez maior de lixo eletrônico, como telefones celulares e discos rígidos descartados, e o potencial de recuperação e reciclagem de metais de terras raras de alta demanda para serem usados ​​novamente na fabricação.

A hidrometalurgia é um processo químico líquido usado para extrair metais de minérios, reciclado, ou materiais residuais. Mas os métodos tradicionais de lixiviação já em uso pela indústria de mineração não são uma ótima escolha para métodos de reciclagem e recuperação por uma série de razões, disse Thompson, que é um Distinguished Staff Engineer no INL.

"Eles normalmente são à base de ácido sulfúrico, o que é um risco ambiental, e usar calor e pressão, o que os torna caros, "disse ela." De uma perspectiva ambiental e econômica, precisávamos encontrar um processo mais eficiente. "

Eles descobriram capitalizando as habilidades de uma cepa da bactéria Gluconobacter, um micróbio produtor de ácido.

"Eles evoluíram ao longo de bilhões de anos, "disse Thompson." Eles não foram feitos para este trabalho, mas fazem um trabalho muito bom. "Os ácidos orgânicos resultantes são um dos ingredientes ativos na dissolução e extração de metais de terras raras de materiais residuais. Mas as bactérias têm pouca fome coisas, e como o nome indica, eles gostam de coisas doces - glicose, ou açúcar.

"Eles prosperam em ambientes ricos em açúcar. Eles gostam de açúcares simples que são fáceis de comer, fácil de quebrar, assim como gostamos de Twinkies e donuts, "disse Reed, o investigador principal encabeçando a pesquisa. "Mas a glicose refinada é responsável por 44 por cento das despesas deste método de recuperação, então começamos a procurar alternativas de custo mais baixo. "

Fujita, que é o cientista líder para os esforços de pesquisa de sustentabilidade ambiental do CMI, disse que o grupo passou a investigar fluxos de resíduos agrícolas como cascas de batata e água de processamento de maçã (local para os cientistas e abundante em Idaho) e palha de milho (local para a sede da CMI em Iowa) para converter em açúcares básicos necessários para alimentar as bactérias da mineração de metal . A palha de milho foi a vencedora, sendo relativamente fácil de converter em açúcares utilizáveis, e custo competitivo para comercialização em maior escala.

"A CMI sabe que precisa inventar soluções para os desafios de materiais críticos que sejam econômica e ambientalmente sustentáveis, "disse o diretor da CMI, Alex King." Neste caso, cumprir essas metas nacionais também pode beneficiar os agricultores de Iowa. "