Metaller som utvinns ur jordskorpan är avgörande för våra dagliga produkter, men deras produktion belastar miljön tungt. När mineralerna grävts ut, helt enkelt bearbetning av dem kräver en massa kemikalier, många av dem kan skada naturen.

Forskare vid Aalto University har nu utvecklat ett sätt att göra denna process lite mer miljövänlig. Deras cellulosabaserade förening är inte bara förnybar, biologiskt nedbrytbart och giftfritt, men forskning visar att det också är mer effektivt för att separera metaller än de oljebaserade kommersiella skummare som för närvarande används.

Rodrigo Serna, en professor vid Aalto University som kom på idén, säger att den kemiska tekniken som används vid skumflottation - processen genom vilken metaller separeras från malmer - har varit relativt oförändrad i årtionden.

"Vi ville hitta mer hållbara alternativ till dessa kemikalier, så vi började noggrant utforska cellulosaderivat med egenskaper som anses lämpliga för skummare. Det var ganska förvånande när, redan i de första laboratorieexperimenten, den nya föreningen började producera mer mineraler än traditionella metoder, "Säger Serna.

I flotationsprocessen, luftbubblor skapas i en blandning av krossade malmer, vatten och olika kemikalier. De metallbärande mineralerna fäster selektivt vid bubblorna, bildar ett skum på ytan från vilken de samlas upp. Skummare krävs för att kontrollera bildning och stabilitet av luftbubblor.

Forskare fann att den cellulosabaserade föreningen har flera fördelar jämfört med de toppmoderna skummarna som nu används. Det ökar mängden återvunna mineraler, samtidigt som flotationsprocessen påskyndas, och fungerar också effektivt i ett större antal pH -förhållanden, vilket gör det mindre känsligt för förändringarna i processförhållandena. I vissa fall, som för zinkmaterial, föreningen hjälper också till att minska behovet av kemikalier i andra aspekter av bearbetning, också.

Mineralreserverna håller på att tömmas

Detta arbete bygger på forskarnas tidigare resultat - publicerade i, till exempel, de Journal of Cleaner Production —Som testade tekniken i laboratorium med mineraler som innehåller koppar och zink, och i kontinuerlig drift på en minianläggning med malmer innehållande koppar. Det har också testats för återvinning av koppar från avfallsströmmar, inklusive mineralutsläpp och avfallsslagg från metallraffinaderier. Forskare experimenterar för närvarande med tekniken med mineraler som innehåller guld.

Teamet har ansökt om patent på tekniken under namnet CellFroth, och nästa steg är att undersöka kommersialiseringsmöjligheter. I industriell skala, den nya tekniken skulle erbjuda en högre produktionskapacitet i mineralbearbetningsanläggningar och minska användningen av andra kemikalier. Det kan också hantera avfallsflöden med lågt innehåll av värdefulla mineraler. I framtiden, när mineraltillgångarna tar slut, mineralbearbetningsindustrin måste bearbeta större mängder malm av låg kvalitet för att hålla jämna steg med efterfrågan.

"Gruvindustrin är under stort tryck för att utveckla mer miljövänliga metoder. Samtidigt de behöver förbättra sin produktivitet när behovet av råvaror ökar och mineralreserverna blir uttömda. Dessa behöver inte stå i konflikt med varandra, "Säger Rodrigo Serna.