Tecnologías eficientes y de bajo coste para recuperar metales preciosos de catalizadores de automóviles, residuos electrónicos y chatarra fotovoltaica
La tecnología que utilizamos a diario depende de materiales que se enfrentan a posibles problemas de suministro. Los metales preciosos, como los del grupo del platino, el oro y la plata, son componentes fundamentales de muchos aparatos e indispensables en diversas industrias debido a sus propiedades únicas. Actualmente, Europa depende de otros países para obtener estos metales. Sin embargo, esos valiosos recursos también pueden encontrarse en productos al final de su vida útil que podrían reciclarse. Por desgracia, la actual capacidad de reciclado de Europa es insuficiente para satisfacer ni una fracción de la demanda de esos metales. El equipo del proyecto PEACOC, financiado con fondos europeos, está ayudando a Europa a impulsar el reciclaje de metales preciosos en un futuro próximo. Tras su lanzamiento en 2021, «PEACOC se esfuerza por demostrar que puede recuperar eficazmente metales preciosos como los del grupo del platino, el oro y la plata a partir de tres fuentes de residuos: autocatalizadores, ensamblajes de placas de circuitos impresos (PCBA, por sus siglas en inglés) y paneles fotovoltaicos. El equipo del proyecto funciona a escala precomercial, concretamente en el nivel de preparación tecnológica (NPT) siete», señala Elisabet Andrés García, coordinadora del proyecto. «El proceso racionalizado consiste en recoger los residuos, pretratarlos y concentrarlos, y refinar los metales. Además, el PEACOC pretende transformar los metales recuperados en productos comercializables, añadiendo valor a todo el proceso», añade Andrés García.
Dos nuevas tecnologías de refinado en el punto de mira
Hasta ahora, el reciclaje de flujos de residuos como PCBA de calidad media y baja, chatarra fotovoltaica y catalizadores usados ha sido limitado. Los métodos tradicionales, como la fundición y la hidrometalurgia, consumen mucha energía y dejan una importante huella de carbono. El equipo de PEACOC presenta nuevas alternativas industriales para hacer más sostenibles los recursos europeos. A partir del éxito de las actividades anteriores, la atención se ha centrado en las tecnologías de refinado. Los socios VITO (Bélgica), CEINNMAT (España) y 6TMIC (Francia) encabezan esta iniciativa. El objetivo de esta fase es perfeccionar y ampliar dos tecnologías fundamentales: la lixiviación asistida por microondas y la electrocristalización por difusión gaseosa. El objetivo es hacer avanzar estas tecnologías desde un entorno de laboratorio (NPT 4) hasta una escala precomercial plenamente operativa (NPT 7), allanando el camino para lograr un proceso de refinado más eficiente. Los investigadores de VITO han mejorado con éxito el proceso de lixiviación asistida por microondas reduciendo el uso de productos químicos, aumentando la longevidad de los equipos y reduciendo la corrosividad. Este proceso mejorado extrae ahora eficazmente el oro y la plata de los PCBA y paneles fotovoltaicos usados, así como los metales del grupo del platino de los autocatalizadores usados. El equipo de CEINNMAT ha desarrollado innovadores reactores hidrotérmicos de lixiviación por microondas y ha construido una planta piloto de microondas pionera en su género. Siete unidades interconectadas, capaces de tratar al menos cincuenta litros por hora, están integradas en un sistema modular de microondas alojado en un contenedor portátil. A través de materiales de calidad industrial, los investigadores de VITO también han escalado y probado con éxito el proceso de electrocristalización por difusión gaseosa. Este sistema, con una configuración de dos celdas apiladas, alcanzó una selectividad del 95 % para el paladio, a la vez que separaba eficazmente el cobre de los metales preciosos. El equipo tiene previsto ampliarlo a una configuración de seis células para mejorar el rendimiento y reducir el consumo de energía.
Reactor prototipo para la extracción y concentración de metales
Investigadores de la Universidad de Lieja (ULI) y la TU Delft han desarrollado procesos preliminares para la extracción de metales para concentrar el contenido de los elementos buscados y mejorar así la fase de refinado. La Universidad de Lieja optimizó y amplió la tecnología NOVA para procesar PCBA de calidad media y baja. Experimentaron con los PCBA de tubos catódicos y televisores LCD, utilizando la electroquímica y la activación mecánica para separar los metales valiosos. El «reactor de tamiz rotativo» se ha identificado como el diseño más eficaz para el escalado. En agosto de 2024 se recibió en las instalaciones de la ULI el prototipo NOVA mejorado. Asimismo, el equipo de ULI trabaja en la logística final para que el equipo esté listo para funcionar. Además, los investigadores de TU Delft han optimizado y ampliado el prototipo de separación magnética por densidad, capaz de recuperar selectivamente los componentes que contienen oro de los PCBA con recuperaciones relativamente altas. Esta tecnología utiliza una combinación de clasificación por rodillos, un imán superconductor y un fluido magnético que se han escalado y adaptado dentro del proyecto. «PEACOC es la primera vez que las innovadoras tecnologías de concentración y refinado alcanzan un nivel precomercial, mostrando una alternativa industrial sostenible para abastecer a Europa de metales preciosos y críticos a partir de residuos. La planta piloto del PEACOC facilitará una auténtica transferencia de tecnología de investigación y desarrollo a productos comercializables», concluye Andrés García.
Palabras clave
PEACOC, metales preciosos, residuos electrónicos, PCBA, autocatalizadores, paneles fotovoltaicos, lixiviación asistida por microondas, electrocristalización por difusión gaseosa
