Lorsque nous recyclons les appareils électroniques que nous ne pouvons plus utiliser, nous espérons tirer le meilleur parti des précieuses ressources naturelles nécessaires à leur fabrication. Mais les déchets électroniques sont notoirement difficiles à recycler car il est difficile de séparer les différents métaux contenus dans les déchets.
Les scientifiques ont maintenant trouvé un moyen de capturer sélectivement les métaux d’un flux de déchets en utilisant de la levure de bière usagée, le même sous-produit de la bière qui entre dans la composition de la Marmite. Et ce n’est pas tout : la levure peut être réutilisée, ce qui rend le processus encore plus respectueux de l’environnement.
« Les déchets électroniques sont difficiles à recycler car ils sont très hétérogènes », a déclaré le Dr Klemens Kremser de l’Université des ressources naturelles et des sciences de la vie de Vienne, auteur correspondant de l’article dans Frontières de la bioingénierie et de la biotechnologie.
« Mettre les métaux en solution est une première étape, mais la récupération sélective des métaux reste un défi. Comparée à des processus tels que la précipitation chimique, la biosorption utilisant la levure de bière usée présente une approche peu coûteuse et respectueuse de l’environnement. »
Vous l’aimez ou vous le détestez ?
Plusieurs options existent déjà pour séparer les différents composants métalliques des déchets électroniques, y compris d’autres biosorbants, des matériaux biologiques qui peuvent être utilisés pour absorber la pollution. Cependant, ils présentent tous des inconvénients importants. Par exemple, les précipitations chimiques produisent des scories contaminées, tandis que le biocharbon, un biosorbant similaire au charbon de bois, est difficile à séparer des eaux usées.
Les scientifiques se sont donc tournés vers la levure de bière. Étant donné que les restes de levure de bière sont un sous-produit courant du brassage de la bière, ils sont bon marché et largement disponibles.
Les scientifiques ont acquis 20 litres de levure de bière usagée, ont séparé la biomasse des résidus de brassage et ont séché la biomasse. Les interactions électrostatiques à la surface de la levure permettent aux ions métalliques de coller à cette surface, un processus appelé adsorption. La modification du pH de cette solution modifie les interactions, ce qui peut permettre à la levure d’adsorber davantage ou différents ions métalliques, en fonction du contenu de la solution et du pH spécifique.
Les scientifiques ont choisi de tester la biomasse de levure contre le zinc, l’aluminium, le cuivre et le nickel, des métaux économiquement importants. Les scientifiques ont testé chaque solution métallique à différents pH et températures, pour évaluer s’il était possible d’augmenter la force des interactions et de récupérer davantage de métal. Les scientifiques ont également testé la levure contre un véritable flux de déchets polymétalliques.
« L’utilisation de déchets de biomasse pour la récupération des métaux n’est pas un processus complètement nouveau, mais la sélectivité des processus de biosorption est un facteur clé pour une récupération efficace des métaux à partir des flux de déchets polymétalliques », a déclaré Anna Sieber, Ph.D. membre du K1-MET, un centre de recherche métallurgique autrichien et premier auteur de l’article.
« Nous avons démontré des taux élevés de récupération des métaux à partir d’une solution métallique complexe utilisant une biomasse respectueuse de l’environnement et bon marché. La biomasse de levure est considérée comme un organisme sûr et la réutilisation démontrée de la biomasse en fait une approche économiquement réalisable. »
Réduire, réutiliser, recycler
Les scientifiques ont pu récupérer plus de 50 % de l’aluminium, plus de 40 % du cuivre et plus de 70 % du zinc des solutions métalliques testées. Plus de 50 % du cuivre et plus de 90 % du zinc ont été récupérés du flux de déchets polymétalliques sur lesquels la levure a été testée.
Le changement de température a eu relativement peu d’impact sur l’efficacité, sauf pour le zinc, où il a augmenté le taux de récupération de 7,6 %. De même, l’ajustement du pH a eu un effet limité sur la plupart des solutions métalliques, à l’exception de l’aluminium, où il a amélioré l’efficacité de récupération de 16 %.
« Les métaux peuvent être éliminés de la surface de la levure par traitement acide et ainsi être recyclés », a déclaré Sieber. « Il serait intéressant d’étudier les applications potentielles de ces métaux récupérés. »
La levure elle-même pourrait également être recyclée sans impacter lourdement sa capacité à récupérer le métal : les scientifiques ont pu l’utiliser cinq fois pour récupérer différents métaux.
Cependant, les scientifiques préviennent que le processus de récupération des métaux doit être testé dans le cadre d’études beaucoup plus vastes dans des conditions réelles avant de pouvoir être mis en œuvre à l’échelle industrielle.
« Le processus d’élimination des métaux dans cette étude a été optimisé pour les quatre métaux en question », a déclaré Kremser. « La concentration d’ions métalliques potentiellement interférents était très faible dans nos solutions de départ, mais il serait important d’en tenir compte lors de l’application de cette approche à différentes solutions métalliques mixtes. »
Plus d’information:
Levure de bière usée comme biosorbant sélectif pour la récupération des métaux à partir des flux de déchets polymétalliques, Frontières de la bioingénierie et de la biotechnologie (2024). DOI : 10.3389/fbioe.2024.1345112. www.frontiersin.org/articles/1 … oe.2024.1345112/full