Er is een nieuw biochemisch uitloogproces ontwikkeld waarbij gebruik wordt gemaakt van maïsstoof als grondstof, en herstelt waardevolle zeldzame aardmetalen uit elektronisch afval.

Het is niets nieuws voor Iowans dat maïs en zijn bijproducten kunnen worden gebruikt voor hightech toepassingen, variërend van bioplastics tot ethanol. Het gebruik van maisstoof voor wat in wezen een mijnbouwproces is, lijkt misschien zelfs voor Iowa - 's werelds grootste producent van mais - een opgave, maar het nieuwe proces gebruikt stoofvlees inderdaad als een belangrijk ingrediënt. Het onderzoek werd geleid door het Amerikaanse Department of Energy's Critical Materials Institute (CMI), met het hoofdkantoor in het Ames Laboratory op de campus van de Iowa State University, en uitgevoerd door wetenschappers van Idaho en Lawrence Livermore National Laboratories, en Purdue-universiteit.

David Riet, Yoshiko Fujita, en Vicki Thompson komen uit de afdeling biologische en chemische verwerking van Idaho National Laboratory, en zijn onderzoekers voor het Critical Materials Institute. Ze maken deel uit van een CMI-team wiens werk is gewijd aan het vinden van een manier om een ​​groeiend milieu- en productieprobleem aan te pakken:de steeds toenemende hoeveelheid elektronisch afval, zoals afgedankte mobiele telefoons en harde schijven, en het potentieel voor het terugwinnen en recyclen van zeldzame aardmetalen waar veel vraag naar is om opnieuw te worden gebruikt in de productie.

Hydrometallurgie is een vloeibaar chemisch proces dat wordt gebruikt om metalen uit ertsen te winnen, gerecycled, of reststoffen. Maar traditionele uitloogmethoden die al door de mijnindustrie worden gebruikt, zijn om een ​​aantal redenen geen goede keuze voor recycling- en terugwinningsmethoden, zei Thompson, die Distinguished Staff Engineer is bij INL.

"Ze zijn meestal gebaseerd op zwavelzuur, wat een gevaar voor het milieu is, en gebruik hitte en druk, wat ze duur maakt, "zei ze. "Vanuit zowel ecologisch als economisch perspectief, we moesten een efficiënter proces vinden."

Ze vonden het door gebruik te maken van de mogelijkheden van een stam van Gluconobacter-bacteriën, een zuur producerende microbe.

"Ze zijn in de loop van miljarden jaren geëvolueerd, "zei Thompson. "Ze waren niet bedoeld voor dit werk, maar ze doen verdomd goed werk." De resulterende organische zuren zijn een van de actieve ingrediënten bij het oplossen en extraheren van de zeldzame aardmetalen uit afvalmaterialen. Maar de bacteriën hebben weinig honger dingen, en zoals hun naam al aangeeft, ze houden van de zoete dingen - glucose, of suiker.

"Ze gedijen goed in een suikerrijke omgeving. Ze houden van eenvoudige suikers die gemakkelijk te eten zijn, gemakkelijk af te breken, net zoals we van Twinkies en donuts houden, " zei Riet, de hoofdonderzoeker die het onderzoek leidt. "Maar geraffineerde glucose is goed voor 44 procent van de kosten van deze herstelmethode, dus gingen we op zoek naar goedkopere alternatieven."

Fujita, wie is de leidende wetenschapper voor de onderzoeksinspanningen van CMI op het gebied van milieuduurzaamheid, zei dat de groep zich richtte op het onderzoeken van landbouwafvalstromen zoals aardappelschillen en appelverwerkingswater (lokaal voor de wetenschappers en overvloedig in Idaho) en maïsstoof (lokaal bij het CMI-hoofdkantoor in Iowa) om om te zetten in de basissuikers die nodig zijn om de metaalmijnbacteriën te voeden . Maïsstoof was de winnaar, relatief eenvoudig om te zetten zijn in bruikbare suikers, en kostenconcurrerend voor commercialisering op grotere schaal.

"CMI weet dat het oplossingen moet bedenken voor kritieke materiaaluitdagingen die economisch en ecologisch duurzaam zijn, " zei CMI-directeur Alex King. "In dit geval het behalen van die nationale doelen kan ook de boeren van Iowa ten goede komen."