Kada recikliramo elektronske uređaje koje više ne možemo da koristimo, očekujemo da ćemo maksimalno iskoristiti dragocene prirodne resurse koji su uloženi u njihovu izgradnju. Ali elektronski otpad je poznato da je teško reciklirati jer je teško odvojiti različite metale u otpadu jedan od drugog.
Naučnici su sada pronašli način selektivnog hvatanja metala iz toka otpada koristeći istrošeni pivski kvasac, isti nusproizvod piva koji ide u Marmite. I ne samo to: kvasac se može ponovo koristiti, čineći proces još ekološki prihvatljivijim.
„Elektronski otpad je teško reciklirati jer je veoma heterogen“, rekao je dr Klemens Kremser sa Univerziteta prirodnih resursa i prirodnih nauka u Beču, dopisni autor članka u časopisu Granice u bioinženjeringu i biotehnologiji.
„Dobijanje metala u rastvor je prvi korak, ali selektivna rekuperacija metala ostaje izazov. U poređenju sa procesima kao što je hemijsko taloženje, biosorpcija korišćenjem istrošenog pivskog kvasca predstavlja jeftin i ekološki prihvatljiv pristup.“
Već postoji nekoliko opcija za odvajanje različitih komponentnih metala elektronskog otpada, uključujući druge biosorbente — biološke materijale koji se mogu koristiti za apsorbovanje zagađenja. Međutim, svi oni imaju značajne nedostatke. Na primer, hemijska precipitacija proizvodi kontaminiranu šljaku, dok je biouglje — biosorbent koji je sličan drvenom uglju — teško odvojiti od otpadnih voda.
Tako su se naučnici okrenuli pivskom kvascu. Pošto je zaostali pivski kvasac uobičajeni nusproizvod proizvodnje piva, on je jeftin i široko dostupan.
Naučnici su nabavili 20 litara istrošenog pivskog kvasca, odvojili biomasu od ostataka piva i osušili biomasu. Elektrostatičke interakcije na površini kvasca omogućavaju metalnim jonima da se zalepe za tu površinu – proces koji se zove adsorpcija. Promena pH ovog rastvora menja interakcije, što može omogućiti kvascu da adsorbuje više ili različite metalne jone, u zavisnosti od sadržaja rastvora i specifičnog pH.
Naučnici su odlučili da testiraju biomasu kvasca na cink, aluminijum, bakar i nikl, ekonomski važni metali. Naučnici su testirali svaki rastvor metala na različitim pH vrednostima i temperaturama, kako bi procenili da li je moguće povećati snagu interakcija i povratiti više metala. Naučnici su takođe testirali kvasac protiv pravog polimetalnog toka otpada.
„Korišćenje otpadne biomase za oporavak metala nije potpuno nov proces, ali je selektivnost procesa biosorpcije ključni faktor za efikasan oporavak metala iz tokova polimetalnog otpada“, rekla je dr Ana Siber. saradnik K1-MET, austrijskog metalurškog istraživačkog centra, i prvi autor članka.
„Pokazali smo visoke stope oporavka metala iz kompleksnog rastvora metala koristeći ekološki prihvatljivu i jeftinu biomasu. Biomasa kvasca se smatra sigurnim organizmom, a demonstrirana mogućnost ponovne upotrebe biomase čini je ekonomski izvodljivim pristupom.“
Naučnici su uspeli da povrate više od 50% aluminijuma, više od 40% bakra i više od 70% cinka iz rastvora testnih metala. Preko 50% bakra i preko 90% cinka izvučeno je iz toka polimetalnog otpada na kojem su testirali kvasac.
Promena temperature je imala relativno mali uticaj na efikasnost, osim za cink, gde je povećala stopu oporavka za 7,6%. Slično tome, podešavanje pH je imalo ograničen efekat na većinu rastvora metala, osim na aluminijum, gde je poboljšalo efikasnost oporavka za 16%.
„Metali se mogu ukloniti sa površine kvasca tretiranjem kiselinom i tako se mogu reciklirati“, rekao je Sieber. „Bilo bi zanimljivo istražiti potencijalne aplikacije za ove obnovljene metale.
Sam kvasac je takođe mogao da se reciklira bez značajnog uticaja na njegovu sposobnost da oporavi metal: naučnici su mogli da ga koriste pet puta da povrate različite metale.
Međutim, naučnici upozoravaju da je proces oporavka metala potrebno testiranje sa mnogo većim studijama u stvarnim uslovima pre nego što se može primeniti u industrijskom obimu.
„Proces uklanjanja metala u ovoj studiji je optimizovan za četiri metala o kojima je reč“, rekao je Kremser. „Koncentracija potencijalno interferirajućih metalnih jona bila je veoma niska u našim početnim rastvorima, ali bi to bilo važno uzeti u obzir kada se ovaj pristup primenjuje na različite mešane metalne rastvore.“
