I minatori potrebbero presto perlustrare cumuli di rifiuti industriali per estrarre metalli rari necessari per prodotti come l'elettronica, pacemaker, parti di aerei e ingranaggi di biciclette.

I ricercatori stanno cercando di capire come recuperare i metalli che sono in quantità limitata in Europa da materiale che viene spesso scaricato o utilizzato in applicazioni di bassa qualità. Sperano che questo recupero del metallo aiuti anche a ridurre l'impatto dell'industria sull'ambiente

Attualmente , la maggior parte dei metalli utilizzati nelle industrie europee sono importati, il che significa che le forniture possono essere influenzate dall'instabilità nei paesi in cui vengono estratte. Possono anche essere soggetti a decisioni politiche per limitare le esportazioni o per introdurre dazi come quelli imposti su acciaio e alluminio dagli Stati Uniti.

Il progetto CHROMIC mira a cambiare questa dipendenza cercando di recuperare i metalli dai rifiuti e dai sottoprodotti che si trovano già nell'UE.

"Vogliamo sviluppare tecnologie che possano aiutare l'Europa a essere più autosufficiente per importanti risorse di metallo in futuro, ' ha detto la dottoressa Liesbeth Horckmans, dell'Istituto Fiammingo per la Ricerca Tecnologica (VITO) di Mol, Belgio, chi è il coordinatore del progetto.

CHROMIC si sta concentrando su un gruppo di metalli comunemente usati nella vita di tutti i giorni:cromo, vanadio, molibdeno e niobio. Tutti e quattro i metalli vengono aggiunti all'acciaio per renderlo più resistente o aumentarne la resistenza, ma il cromo è anche un prezioso prodotto chimico e pigmento. Le leghe di vanadio sono ideali anche per realizzare telai e ingranaggi di biciclette, mentre il niobio è utilizzato in protesi e pacemaker per le sue proprietà ipoallergeniche. Il molibdeno si trova nelle armature militari, parti di aerei e fertilizzanti.

Circa il 45% di cromo, però, viene portato in Europa dall'estero mentre il 100% degli altri tre metalli viene importato dal Sud Africa, Brasile, gli Stati Uniti, Cina, Russia, Kazakistan e Turchia. Ma ciascuno di questi metalli si trova in quantità significative nei sottoprodotti industriali che vengono spesso scartati nell'UE.

'Ci stiamo concentrando sulle scorie di acciaio (rifiuti pietrosi), scorie inox e scorie ferrocromo, ' ha detto il dottor Horckmans. Attualmente, il team sta esaminando la produzione di nuove scorie, anche se hanno preso in considerazione l'apertura anche di vecchie discariche industriali.

Estrazione

Tuttavia, estrarre metalli dai residui industriali non è facile. I metalli sono presenti come particelle fini che devono essere separate dal resto dei rifiuti. La dottoressa Horckmans e il suo team stanno sviluppando una serie di metodi per rimuoverli, incluso l'uso di campi magnetici per estrarre particelle metalliche e acqua per dissolvere il metallo in modo che possa essere recuperato dalla soluzione.

"Stiamo sviluppando un nuovo processo basato su una combinazione di tecnologie nuove ed esistenti in cui possiamo recuperare particelle metalliche (da alcune delle scorie) che possono essere reintrodotte direttamente nel processo dell'acciaio, ' ha detto il dottor Horckmans.

Dalle fonti su cui stanno indagando, il team pensa che le loro tecnologie potrebbero recuperare circa 91, 000 tonnellate di questi metalli all'anno, equivalente al 5-10% del consumo annuo dell'UE. Ma le tecniche potrebbero essere applicate ad altri tipi di rifiuti industriali di scorie, come le ceneri dell'inceneritore, per aumentare le loro quantità.

Inoltre, La dottoressa Horckmans ei suoi colleghi stanno studiando come riutilizzare il materiale lasciato dopo aver estratto il metallo. I metalli in genere costituiscono meno del 5% dei rifiuti, quindi l'intero processo non sarebbe sostenibile se anche il resto non fosse riutilizzato, disse il dottor Horckmans.

Le scorie contenenti metallo sono già utilizzate nell'industria delle costruzioni come aggregati in calcestruzzo o asfalto, Per esempio, quindi i rifiuti rimanenti potrebbero essere destinati a usi simili. Ma il materiale lasciato dopo che il metallo è stato rimosso sarà costituito da grani più fini, mentre le scorie originarie sono grumose.

Il team ha sviluppato un modo per realizzare mattoni con questo materiale modellandoli in blocchi rettangolari e utilizzando l'anidride carbonica per creare una reazione che cementi insieme le particelle. 'È una delle applicazioni che vogliamo testare, ' ha detto il dottor Horckmans.

Il progetto caratterizza un movimento noto come economia circolare, che mira a riutilizzare i materiali di scarto e di scarto per nuovi scopi.

Seconda vita

Un altro progetto con un obiettivo simile sta prendendo di mira metalli diversi. Il progetto METGROW+ punta al recupero del nichel, zinco e rame da fanghi e residui di lavorazione di metalli come acciaio inossidabile e zinco.

Sono anche interessati a metalli meno comuni come l'indio, gallio, germanio, cobalto e cromo, alcuni dei quali vengono utilizzati per realizzare computer, elettronica e batterie.

"Quello che stiamo cercando di sviluppare non è specifico per un flusso di materiale, ' ha affermato il coordinatore del progetto, il dott. Päivi Kinnunen del Centro di ricerca tecnica VTT della Finlandia a Espoo. Anziché, hanno selezionato flussi di rifiuti che si trovano in tutta Europa, in modo che i loro risultati possano essere ampiamente utilizzati.

Il team sta sviluppando nuove tecnologie che possono essere combinate con i processi esistenti per estrarre i metalli in modo economicamente fattibile. Il contenuto di metallo delle fonti di rifiuti è molto basso e spesso sono necessari diversi trattamenti per recuperarlo. Attualmente stanno conducendo diversi progetti pilota in Finlandia, Polonia, Belgio e Spagna per testare le diverse tecniche su vari fanghi di materiali di bassa qualità.

'Stiamo cercando di ottenere la migliore combinazione di diverse tecnologie, ' ha detto il dottor Kinnunen.

Se la squadra ha successo, i risultati potrebbero cambiare il gioco. L'Europa attualmente importa quasi il 100% della sua fornitura di indio, Per esempio, e i ricercatori pensano di poterne produrre l'80% dalle fonti che stanno prendendo di mira. Per gallio, dovrebbero essere in grado di estrarre il 30% della fornitura richiesta.

'Penso che ci sia un enorme potenziale, ' ha detto il dottor Kinnunen.

Il materiale residuo, che normalmente finirebbero in discarica, sarà data anche una seconda vita. Finora, stanno studiando se può essere utilizzato per creare materiali da costruzione trasformandolo in una sostanza simile al cemento.