Hoe biosorptie metalen recupereert
Hoe biosorptie metalen recupereert
In sommige afvalwaters zitten nog waardevolle metalen. Misschien zijn die er wel uit te halen met biosorptie.
In het kader van project SuPER-W (1) is Nina Ricci Palma Nicomel bezig aan een doctoraat met titel: “Ontwikkeling van (bio)sorptie- en (bio)uitlogingsprocessen voor de terugwinning van waardevolle metalen uit afvalstromen met behulp van een nieuw experimenteerplatform met hoge doorvoersnelheid.” Ze voert haar doctoraat uit aan UGent. Het begon in november 2016 en duurt vier jaar.
Biosorptie
“De toenemende vraag naar metalen leidt wereldwijd tot een groei van de metaalwinning en metaalraffinage”, begint ze. “Deze toename brengt de lozing met zich mee van grote hoeveelheden sterk vervuild afvalwater, met daarin grote hoeveelheden metalen. Het zou goed zijn deze recycleerbare metalen terug te winnen. Probleem is dat de conventionele technologieën om metalen in afvalwater terug te winnen, tekortkomingen vertonen. Bijvoorbeeld zijn ze op economisch vlak niet interessant, of zijn daar schadelijke chemicaliën voor nodig, of ze leveren secundair afval op. Er zijn dan ook alternatieve metaalterugwinningsprocessen ontwikkeld, zoals biosorptie. Dat is het verwijderen van stoffen, zoals metalen, uit waterige stromen, door gebruik te maken van dode, biologische materialen. Die noemen we biosorbentia. Voorbeelden zijn landbouwafval, macroalgen, gistafval en schelpen.”
Automatisering
Voor biosorptie wordt toegepast, vinden experimenten plaats op laboratoriumschaal. Die worden doorgaans handmatig uitgevoerd. “Als het nodig is een groot aantal stalen te testen onder tal van omstandigheden, bijvoorbeeld om de selectiviteit van het sorptieproces te onderzoeken, kan het werk uitdagend en tijdrovend worden”, merkt Nina Nicomel op. “Een geautomatiseerd platform met hoge doorvoersnelheid zou dat kunnen remediëren. Het idee is de stappen bij een biosorptie-experiment te automatiseren, meer bepaald de dosering van het adsorbens, de toevoeging van metaaloplossingen, aanpassing van de matrixsamenstelling, de pH-meting en -aanpassing, en het schudden. Deze aanpak levert meer gegevens op die kunnen gebruikt worden bij het opstellen van modellen, die moeten toelaten om selectievere sorptieprocessen te ontwikkelen. Bovendien wordt bijkomende knowhow opgebouwd inzake het biosorptieproces. Beide moeten leiden tot meer effectieve industriële toepassingen.” Het geautomatiseerde platform voor sorptie-experimenten wordt ontwikkeld samen met onderzoekscentrum Flamac.
“Testen kan uitdagend en tijdrovend worden. Een geautomatiseerd platform met hoge doorvoersnelheid zou dat kunnen remediëren.”
Kritische metalen
“Nikkel, kobalt, koper, zink en indium staan in het brandpunt van de belangstelling wat terugwinning betreft, omdat dit economisch belangrijke metalen zijn”, gaat de onderzoekster verder. “Bijzonder interessant zijn de kritische grondstoffen die de Europese Commissie in 2017 heeft geïdentificeerd. Metalen die belangrijk zijn in moderne technologie, maar waarvan onzeker is of ze in de toekomst voldoende zullen kunnen blijven geleverd worden. Kobalt en indium behoren daartoe. Mijn onderzoek kan deze metalen in de EU meer toegankelijk maken door ze op een eenvoudige, goedkope en duurzame wijze te recycleren uit metaalhoudende afvalstromen.”
(1) SuPER-W (www.superw.ugent.be) is een Europees gezamenlijk doctoraatsproject gefinancierd door het Europese Marie Skłodowska-Curie actions (MSCA) programma.
Door Koen Vandepopuliere
