Eski Elektroniklerin Geri Dönüşümünde Mısır Tarlalarının Rolü
Mısır küspesini hammadde olarak kullanan ve elektronik atıklardan nadir bulunan değerli metalleri geri kazandıran yeni bir biyokimyasal özütleme prosesi geliştirildi.
Mısırın ve yan ürünlerinin, biyoplastiklerden etanole kadar değişen bir aralıkta ileri teknoloji uygulamaları için kullanılabileceği konusu yeni bir şey değildir. Temel olarak madencilik prosesi için mısır küspesi kullanmak, dünyadaki en büyük mısır üreticisi olan lowa için bile zor olabilir. Ancak, bu yeni proses içerisinde bu küspeler temel bileşen (ana madde) olarak kullanılıyor olacak. Bu araştırma, lowa Eyalet Üniversitesi kampüsündeki Ames Laboratuvarı’nda ana merkezi bulunan ABD Enerji Bakanlığı’nın Kritik Malzeme Enstitüsü(CMI) tarafından yönetilmekte ve İdaho ve Lawrance Livermore Ulusal Laboratuvarları ve Purdue Üniversitesi tarafından yürütülmektedir.
David Reed, Yoshiko Fujita, ve Vicki Thompson, İdaho Ulusal Laboratuvarı’nın Biyolojik ve Kimyasal Proses Departmanı’ından Kritik Malzameler Enstitüsü için gelen araştırmacılardır. Bu araştırmacılar, çalışmalarını, atılan cep telefonları ve sabit diskler(hard disk) gibi giderek artan elektronik atık miktarı ve üretimde tekrar kullanılmak üzere yüksek bir talebe sahip olan nadir-toprak metallerinin geri dönüşüm ve geri kazanım potansiyeli gibi büyüyen çevre sorunları ve üretim arzı problemlerini çözmek için bir yol bulmaya adamış Kritik Malzeme Enstitüsü ekibinde yer almaktadırlar.
Hidrometalurji, geri dönüştürülmüş veya atık cevherlerden metalleri ekstrakte etmek için kullanılan sıvı kimyasal bir prosestir. Ancak, INL’de Personel Mühendisi Thompson, madencilik endüstrisinde halihazırda kullanılmakta olan geleneksel özütleme yöntemlerinin pek çok sebepten dolayı geri dönüşüm ve geri kazanım yöntemleri olarak çok da iyi bir seçenek olmadıklarını belirtti.
Thompson, ‘’Geleneksel özütleme yöntemleri, genellikle çevresel tehlike yaratan sülfürik asit temellidir ve yüksek maliyet gerektiren ısı ve basınca ihtiyaç duyan yöntemlerdir.’’ diyor. ‘’ Hem çevresel hem de ekonomik açıdan bakıldığında, daha verimli bir proses bulmamız gerekiyordu.’’
Araştırmacılar bu prosesi, asit üreten bir mikrop olan Gluconobacter bakterisinin bir cinsinin yeteneklerinden faydalanarak buldular.
Thompson, ‘’ Bu bakteriler milyarlarca yıldan fazla evrim geçirdiler.’’ dedi. ‘’ Bakteriler, bu iş için hazırlanmadılar ancak iyi iş çıkardılar.’’ Elde edilen organik asitler, atık malzemelerden nadir-toprak metallerinin çözülmesi ve ekstrakte edilmesinde rol alan aktif bileşenlerden biridir. Ancak, bakteriler aç küçük organizmalardır ve isimlerinin de ifade ettiği gibi glikoz (şeker) gibi tatlı maddeleri severler.
Çalışmaya yön veren baş araştırmacı Reed, ‘’ Bu bakteriler şeker bakımından zengin bir ortamda gelişmektedirler. Tıpkı bizim küçük kremalı kekleri ya da çörekleri (donuts) sevmemiz gibi bu bakteriler de yenilmesi ve parçalanması kolay basit şekerleri sevmektedirler.’’ dedi. ‘’ Ancak, rafine edilmiş glikoz, bu geri kazanım yönteminin maliyetinin yüzde 44’ünü oluşturmakta olduğu için daha düşük maliyetli alternatifler aramaya başladık.’’
Kritik Malzemeler Enstitüsü’nün çevresel sürdürülebilirlik araştırma girişiminin baş bilim adamı Fujita, araştırma ekibinin, patates kabukları ve elma işleme suyu ve mısır küspesi gibi tarımsal atık akışlarını araştırmaya, metal madenciliği bakterilerini beslemek amacıyla ihtiyaç duyulan basit şekerlere dönüştürmek için yöneldiklerini belirtti. Kullanılabilir şekere dönüştürülmesinin nispeten kolay olması ve daha büyük ölçekte ticarileştirme için rekabetçi maliyetinin olması mısır küspesini diğer seçenekler arasında ilk sıraya getirmiştir.
Kritik Malzemeler Enstitüsü (CMI) Direktörü Alex King, ‘’ CMI, ekonomik ve çevresel açıdan sürdürülebilir olan kritik malzemelerin sorunlarına çözüm bulması gerektiğini biliyor.’’ dedi. ‘’ Bu durumda, bu ulusal hedefleri karşılamak lowa’nın çiftçilerine de fayda sağlayabilir.’’
Kaynak : phys.org
