Metalen gewonnen uit de aardkorst zijn van vitaal belang voor onze dagelijkse producten, maar hun productie is een zware belasting voor het milieu. Zodra de mineralen zijn opgegraven, om ze eenvoudig te verwerken, zijn een hele reeks chemicaliën nodig, waarvan vele schadelijk kunnen zijn voor de natuur.

Onderzoekers van Aalto University hebben nu een manier ontwikkeld om dit proces een beetje milieuvriendelijker te maken. Hun op cellulose gebaseerde verbinding is niet alleen hernieuwbaar, biologisch afbreekbaar en niet giftig, maar uit onderzoek blijkt dat dit ook effectiever is in het scheiden van metalen dan de commerciële opschuimers op oliebasis die momenteel worden gebruikt.

Rodrigo Serna, een professor aan de Aalto University die op het idee kwam, zegt dat de chemische technologie die wordt gebruikt bij schuimflotatie - het proces waarbij metalen worden gescheiden van ertsen - al tientallen jaren relatief onveranderd is gebleven.

"We wilden duurzamere alternatieven vinden voor deze chemicaliën, dus begonnen we zorgvuldig cellulosederivaten te onderzoeken met eigenschappen die geschikt werden geacht voor opschuimers. Het was nogal verrassend toen, al in de eerste laboratoriumexperimenten, de nieuwe verbinding begon meer mineralen te produceren dan traditionele methoden, ' zegt Serna.

In het flotatieproces, luchtbellen ontstaan ​​in een mengsel van gemalen ertsen, water en verschillende chemicaliën. De metaalhoudende mineralen hechten zich selectief aan de bellen, vormen een schuim op het oppervlak waaruit ze worden verzameld. Opschuimers zijn nodig om de vorming en stabiliteit van luchtbellen te controleren.

Onderzoekers ontdekten dat de op cellulose gebaseerde verbinding verschillende voordelen heeft ten opzichte van de ultramoderne opschuimers die nu in gebruik zijn. Het verhoogt de hoeveelheid teruggewonnen mineralen, terwijl het flotatieproces wordt versneld, en werkt ook efficiënt in een breder scala aan pH-omstandigheden, waardoor het minder gevoelig is voor de veranderingen in procesomstandigheden. In sommige gevallen, zoals voor zinkmaterialen, de verbinding helpt ook de behoefte aan chemicaliën in andere aspecten van verwerking te verminderen, ook.

Minerale reserves raken uitgeput

Dit werk bouwt voort op de eerdere bevindingen van de onderzoekers - gepubliceerd in, bijvoorbeeld, de Journal of Cleaner Production — die de technologie in het laboratorium testte met mineralen die koper en zink bevatten, en continu in bedrijf in een minifabriek met ertsen die koper bevatten. Het is ook getest voor de terugwinning van koper uit afvalstromen, inclusief minerale residuen en afvalslakken van metaalraffinaderijen. Onderzoekers experimenteren momenteel met de technologie met mineralen die goud bevatten.

Het team heeft een patent aangevraagd voor de technologie onder de naam CellFroth, en de volgende stap is het onderzoeken van commercialiseringsmogelijkheden. Op industriële schaal, de nieuwe technologie zou een hogere productiecapaciteit in mineraalverwerkingsfabrieken bieden en het gebruik van andere chemicaliën verminderen. Het kan ook afvalstromen met een laag gehalte aan waardevolle mineralen aan. In de toekomst, naarmate de minerale hulpbronnen uitgeput raken, de minerale verwerkende industrie moet grotere hoeveelheden ertsen van lage kwaliteit verwerken om aan de vraag te kunnen blijven voldoen.

"De mijnindustrie staat onder grote druk om milieuvriendelijkere praktijken te ontwikkelen. ze moeten hun productiviteit verbeteren naarmate de behoefte aan grondstoffen toeneemt en de minerale reserves uitgeput raken. Deze hoeven niet met elkaar in strijd te zijn, ' zegt Rodrigo Serna.