Recuperación de materias primas esenciales para la economía circular
Ya son treinta y cuatro las materias primas fundamentales que figuran en el correspondiente listado de la Unión Europea. Aunque estas sustancias son de vital importancia para la economía de la UE, el suministro de estas materias primas corre peligro. Entre ellas cabe destacar el wolframio, el niobio y el tántalo. La recuperación de estos metales a partir de la chatarra derivada del preconsumo y de los residuos generados con el procesamiento no sólo reforzará la autonomía de Europa en este campo, sino que ayudará a efectuar importantes avances hacia una economía sin residuos. A partir de estas premisas, el equipo del proyecto TARANTULA, financiado con fondos europeos, tiene como objetivo apoyar esta iniciativa mediante el desarrollo de un conjunto de tecnologías metalúrgicas innovadoras, eficaces y flexibles con un índice alto de selectividad y recuperación con respecto al wolframio, niobio y tántalo.
Escasez de metales básicos irremplazables
El wolframio, el niobio y el tántalo son tres metales refractarios caracterizados por su extraordinaria resistencia al calor y al desgaste. Estos materiales desempeñan un papel crucial en numerosas aplicaciones de vital importancia, como la energía eólica, la robótica, la impresión 3D y las tecnologías digitales. Estos metales carecen de sustitutos viables, lo que pone en riesgo el suministro de productos como las herramientas de corte y las matrices, los motores de turbina, los motores de tracción, los drones y los componentes empleados en microelectrónica. Según la coordinadora del proyecto, Lourdes Yurramendi, responsable de Investigación e Innovación en TECNALIA: «a pesar de que cuenta con la mayor cantidad de recursos y reservas de wolframio, China ya es un país importador neto de minerales y concentrados de wolframio. La producción primaria europea de mineral de wolframio, extraído ante todo de minas de Austria, Portugal y España, solo satisface una parte limitada de la demanda interna de la UE. Aunque la UE dispone de algunos yacimientos de niobio, no produce mineral de niobio y depende por completo de las importaciones de esta sustancia. De hecho, los yacimientos ubicados en Brasil satisfacen más del 90 % de la demanda de niobio —tanto de la UE como del resto del mundo—. Asimismo, la UE importa el 100 % de sus reservas de tántalo, principalmente de África. Por todo ello, se antoja fundamental encontrar fuentes alternativas y secundarias de wolframio, tántalo y niobio».
Fuentes antropogénicas para una economía sin residuos
En el sector de la minería convencional, las materias primas de carácter primordial se extraen de los yacimientos. Por su parte, las materias primas secundarias se obtienen y procesan a partir de residuos antropogénicos. En este sentido, el equipo de TARANTULA tiene como meta conseguir «extraer» wolframio, niobio y tántalo a partir de la chatarra industrial y de los residuos vinculados con el procesamiento del mineral extraído (escoria y otros residuos). El uso de disolventes eutécticos profundos han facilitado la separación, a escala experimental, de más del 90 % del wolframio presente en los residuos derivados de procesos industriales. Además, la extracción posterior de estas sustancias por medio de disolventes y líquidos iónicos permitió recuperar más del 99 % del wolframio extraído (en forma de óxido de wolframio). «Los resultados del proyecto TARANTULA demuestran el potencial de estos procesos para satisfacer el suministro actual de wolframio de manera sostenible en una cantidad equivalente al 50 % de la producción primaria actual de la UE», apunta Yurramendi. En cuanto al niobio y el tántalo, ambos suelen estar presentes en la misma muestra. La tecnología del proyecto, compuesta por varias fases, permite recuperar estos dos minerales como productos separados comercializables. El equipo del proyecto considera que la optimización de esta tecnología permitirá obtener tántalo y niobio de alta calidad en una cantidad equivalente, como mínimo, al 120 % y al 5 % de la demanda anual de la UE, respectivamente.
Mejorar la preparación tecnológica
«Hemos desarrollado y puesto a prueba varias tecnologías escalables y respetuosas con el medio ambiente. La combinación de procesos de ionometalurgia y electrometalurgia nos ha deparado los mejores resultados desde los puntos de vista técnico, económico y medioambiental. Más tarde, ampliamos y optimizamos las tecnologías más prometedoras en el marco de nuestro prototipo. El diseño de este último tenía como objetivo ayudarnos a producir un kilogramo diario de óxidos metálicos a partir de productos que, tras superar diversas pruebas rigurosas, cumplen las especificaciones comerciales propias de sus nichos de mercado más amplios», añade Yurramendi. Los investigadores del proyecto ya están presentando sus materiales reciclados, acompañados ahora de recubrimientos de óxido para cada uno de los tres minerales, así como con un recubrimiento de carburo de wolframio, si bien estos avances aún no han superado el ámbito del laboratorio. Los resultados del proyecto TARANTULA reforzarán la autonomía estratégica de la UE y afianzarán su solidez en mercados tan competitivos como los descritos, además de reducir el volumen de residuos generados.
Palabras clave
TARÁNTULA, wolframio, niobio, tántalo, chatarra de procesos mineros, materias primas fundamentales, economía sin residuos, ionometalurgia, electrometalurgia, recubrimientos
