Tecnologie efficienti e a basso costo per il recupero di metalli preziosi da auto-catalizzatori, rifiuti elettronici e rottami fotovoltaici
La tecnologia che utilizziamo quotidianamente si basa su materiali che devono affrontare potenziali problemi di approvvigionamento. I metalli preziosi, come i metalli del gruppo del platino, l’oro e l’argento, sono componenti essenziali di molti dispositivi e sono indispensabili in vari settori grazie alle loro proprietà uniche. Attualmente, l’Europa dipende da altri paesi per la fornitura di questi metalli. Tuttavia, queste preziose risorse si trovano anche nei prodotti a fine vita che potrebbero essere riciclati. Purtroppo, l’attuale capacità di riciclaggio dell’Europa è insufficiente a soddisfare anche solo una frazione della domanda di questi metalli. Il progetto PEACOC, finanziato dall’UE, sta aiutando l’Europa a incrementare il riciclo dei metalli preziosi nel prossimo futuro. Lanciato nel 2021, «PEACOC sta lavorando per dimostrare di poter recuperare efficacemente metalli preziosi come i metalli del gruppo del platino, l’oro e l’argento da tre fonti di rifiuti: auto-catalizzatori, assemblaggi di circuiti stampati (PCBA) e pannelli fotovoltaici. Il progetto opera su scala pre-commerciale, in particolare al livello di preparazione tecnologica (TRL) 7», osserva Elisabet Andres Garcia, coordinatrice del progetto. «Il processo semplificato prevede la raccolta dei rifiuti, il pretrattamento e la concentrazione dei rifiuti e la raffinazione dei metalli. Inoltre, PEACOC intende trasformare i metalli recuperati in prodotti commerciabili, aggiungendo valore all’intero processo», aggiunge.
Due nuove tecnologie di raffinazione sotto i riflettori
Il riciclo di flussi di rifiuti come PCBA di bassa e media qualità, rottami fotovoltaici e auto-catalizzatori esausti è stato finora limitato. I metodi tradizionali, come la fusione e l’idrometallurgia, sono ad alta intensità energetica e lasciano una notevole impronta di carbonio. PEACOC introduce nuove alternative industriali volte a rendere più sostenibili le risorse europee. Sulla base di precedenti attività di successo, l’attenzione si è spostata sul perfezionamento delle tecnologie. I partner VITO dal Belgio, CEINNMAT dalla Spagna e 6TMIC dalla Francia stanno guidando questo sforzo. Questa fase ha lo scopo di perfezionare e portare in scala due tecnologie cruciali: la lisciviazione assistita da microonde e l’elettrocristallizzazione a diffusione gassosa. L’obiettivo è far progredire queste tecnologie da un ambiente di laboratorio (TRL 4) a una scala pre-commerciale pienamente operativa (TRL 7), aprendo la strada a un processo di raffinazione più efficiente. I ricercatori di VITO sono riusciti a migliorare il processo di lisciviazione assistita da microonde riducendo l’uso di sostanze chimiche, aumentando la longevità delle apparecchiature e riducendo la corrosività. Questo processo potenziato estrae ora in modo efficiente l’oro e l’argento dai rifiuti di PCBA e pannelli fotovoltaici, nonché i metalli del gruppo del platino dagli auto-catalizzatori usati. CEINNMAT ha sviluppato innovativi reattori di lisciviazione idrotermale a microonde e ha costruito un impianto a microonde su scala pilota unico nel suo genere. Sette unità interconnesse, in grado di gestire almeno 50 litri all’ora, sono integrate in un sistema modulare a microonde alloggiato in un container portatile. Utilizzando materiali di tipo industriale, i ricercatori di VITO hanno anche scalato e testato con successo il processo di elettrocristallizzazione a diffusione gassosa. Questo sistema, caratterizzato da una configurazione a due celle, ha raggiunto una selettività del 95 % per il palladio, separando efficacemente il rame dai metalli preziosi. Il team prevede di passare a una configurazione a sei celle per migliorare le prestazioni e ridurre il consumo energetico.
Reattore prototipo per l’estrazione e la concentrazione dei metalli
I ricercatori dell’Università di Liegi e della TU Delft hanno sviluppato processi preliminari per l’estrazione dei metalli al fine di concentrare il contenuto di elementi mirati e migliorare così la fase di raffinazione. L’Università di Liegi (ULI) ha ottimizzato e scalato la tecnologia NOVA per la lavorazione di PCBA di grado medio e basso. Hanno sperimentato con PCBA dei televisori a tubo catodico e LCD, utilizzando l’elettrochimica e l’attivazione meccanica per separare i metalli preziosi. Il «reattore a schermo rotante» è stato identificato come il progetto più efficace per la scalabilità. Il prototipo NOVA è stato ricevuto nell’agosto 2024 presso le strutture della ULI. Il team della ULI sta lavorando alla logistica finale per rendere l’attrezzatura pronta per il funzionamento. Inoltre, i ricercatori della TU Delft hanno ottimizzato e potenziato il prototipo di separazione magnetica a densità in grado di recuperare selettivamente i componenti contenenti oro dai PCBA con recuperi relativamente elevati. Questa tecnologia utilizza una combinazione di selezione a rulli, un magnete superconduttore e un fluido magnetico che sono stati scalati e adattati al progetto. «PEACOC è riuscito a portare per la prima volta tecnologie innovative di concentrazione e raffinazione a un livello pre-commerciale, mostrando un’alternativa industriale sostenibile per fornire all’Europa metalli critici e preziosi dai rifiuti. L’impianto pilota PEACOC faciliterà un vero e proprio trasferimento tecnologico dalla ricerca e sviluppo ai prodotti pronti per il mercato», conclude Andres Garcia.
Parole chiave
PEACOC, metalli preziosi, rifiuti elettronici, PCBA, auto-catalizzatori, pannelli fotovoltaici, lisciviazione assistita da microonde, elettrocristallizzazione a diffusione gassosa
