È stato sviluppato un nuovo processo di lisciviazione biochimica che utilizza lo stufato di mais come materia prima, e recupera preziosi metalli delle terre rare dai rifiuti elettronici.

Non è una novità per gli Iowans che il mais e i suoi sottoprodotti possano essere utilizzati per applicazioni high-tech che vanno dalle bioplastiche all'etanolo. L'uso dello stufato di mais per quello che è essenzialmente un processo di estrazione può sembrare un'impresa anche per l'Iowa, il più grande produttore mondiale di mais, ma il nuovo processo utilizza effettivamente lo stufato come ingrediente chiave. La ricerca è stata diretta dal Critical Materials Institute (CMI) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti con sede presso l'Ames Laboratory nel campus della Iowa State University, e condotto da scienziati dell'Idaho e dei Lawrence Livermore National Laboratories, e la Purdue University.

David Reed, Yoshiko Fujita, e Vicki Thompson provengono dal dipartimento di elaborazione biologica e chimica dell'Idaho National Laboratory, e sono ricercatori per il Critical Materials Institute. Fanno parte di un team CMI il cui lavoro è dedicato alla ricerca di un modo per affrontare un crescente problema ambientale e di approvvigionamento manifatturiero:la quantità sempre crescente di rifiuti elettronici, come telefoni cellulari e dischi rigidi scartati, e il potenziale per il recupero e il riciclaggio dei metalli delle terre rare ad alta domanda da utilizzare nuovamente nella produzione.

L'idrometallurgia è un processo chimico liquido utilizzato per estrarre metalli dai minerali, riciclato, o materiali residui. Ma i metodi di lisciviazione tradizionali già in uso nell'industria mineraria non sono un'ottima scelta per i metodi di riciclo e recupero per una serie di motivi, disse Thompson, che è un Distinguished Staff Engineer presso INL.

"In genere sono a base di acido solforico che è un pericolo ambientale, e usa calore e pressione, che li rende costosi, " ha detto. "Da un punto di vista ambientale ed economico, avevamo bisogno di trovare un processo più efficiente."

L'hanno trovata sfruttando le capacità di un ceppo di batteri Gluconobacter, un microbo che produce acido.

"Si sono evoluti nel corso di miliardi di anni, " ha detto Thompson. "Non erano fatti per questo lavoro, ma fanno un ottimo lavoro." Gli acidi organici risultanti sono uno degli ingredienti attivi nella dissoluzione e nell'estrazione dei metalli delle terre rare dai materiali di scarto. Ma i batteri sono affamati poco cose, e come suggerisce il nome, a loro piace la roba dolce:glucosio, o zucchero.

"Prosperano in un ambiente ricco di zuccheri. A loro piacciono gli zuccheri semplici che sono facili da mangiare, facile da abbattere, proprio come ci piacciono i gemelli e le ciambelle, " disse Reed, il ricercatore principale a capo della ricerca. "Ma il glucosio raffinato rappresenta il 44 percento della spesa di questo metodo di recupero, quindi abbiamo iniziato a cercare alternative a basso costo."

Fujita, chi è il capo scienziato per gli sforzi di ricerca sulla sostenibilità ambientale di CMI, ha affermato che il gruppo si è rivolto a indagare sui flussi di rifiuti agricoli come bucce di patate e acqua per la lavorazione delle mele (locali per gli scienziati e abbondanti in Idaho) e stufe di mais (locali presso la sede di CMI in Iowa) per convertirsi negli zuccheri di base necessari per nutrire i batteri dell'estrazione di metalli . Corn stufar è stato il vincitore, essendo relativamente facile da convertire in zuccheri utilizzabili, e costi competitivi per una commercializzazione su larga scala.

"CMI sa che ha bisogno di inventare soluzioni alle sfide dei materiali critici che siano economicamente e ambientalmente sostenibili, ", ha affermato il direttore di CMI Alex King. "In questo caso, il raggiungimento di questi obiettivi nazionali può anche avvantaggiare gli agricoltori dell'Iowa".