Odzysk metali ciężkich z żużli hutniczych możliwy dzięki bakteriom?

Żużle hutnicze to odpady z produkcji miedzi. Jednak oczyszczone żużle mogłyby być ponownie wykorzystane np.: w budownictwie i inżynierii. Dlatego naukowcy zajmują się ich charakterystyką chemiczno-mineralogiczną. Sprawdzają też, jaki wpływ na środowisko mają żużle zdeponowane na dawno utworzonych składowiskach.

Dr Anna Potysz z Uniwersytetu Wrocławskiego sprawdza, czy można odzyskiwać metale przy użyciu technik biologicznych. Okazuje się, że bakterie i grzyby reagują z odpadami, w wyniku czego metale mogą przedostać się do gleby i wód powierzchniowych oraz podziemnych, a w ten sposób zanieczyszczać otoczenie. Czy można zaprząc mikroorganizmy do zaplanowanej przez człowieka pracy przy odzyskiwaniu metali z odpadów?

Przedmiotem badań tegorocznej laureatki stypendium START Fundacji na rzecz nauki Polskiej, są żużle metalurgiczne deponowane na dawno utworzonych hałdach zlokalizowanych na terenie Dolnego Śląska.

– Dawniej żużle były składane bez nadzoru środowiskowego oraz bez zabezpieczeń uniemożliwiających migrację pierwiastków metalicznych do otoczenia. Dlatego, w otoczeniu hałd żużli, mogą być zwiększone stężenia metali ciężkich, przekraczające dopuszczalne normy jakości środowiska – mówi dr Potysz.

Dodaje, że żużle hutnicze są zbudowane z różnych faz mineralnych, czyli syntetycznych odpowiedników minerałów. Wykazują one różną odporność na procesy wietrzenia. Analiza tych procesów jest o tyle ważna, że zawierają metale ciężkie, które nie zostały odzyskane na etapie procesu hutniczego. Szczególną uwagę badaczka poświęca procesom biowietrzenia, uwzględniającym wpływ bakterii, grzybów i innych mikroorganizmów na uwalnianie metali oraz ich transport w środowisku.

Metale odzyskane z żużli będzie można wykorzystać do dalszej obróbki. W wyniku tego procesu będzie powstawał nowy odpad, pozbawiony toksycznych substancji. Takie kruszywo można by było dodawać do materiałów wykorzystywanych np.: do budowy dróg. Ale w jaki sposób odzyskać metale przy pomocy mikroorganizmów?

Okazuje się, że mikroorganizmy wydzielają różne związki organiczne i nieorganiczne, które mogą reagować z odpadem. Ta ich właściwość jest często wykorzystywana w przemyśle biohydrometalurgicznym, czyli w uproszczeniu, przy wypłukiwaniu metali ciężkich. Nie rozwinięto jeszcze takiej technologii dla żużli hutniczych. Badania dr Potysz budzą nadzieję, że w przyszłości zbiórka takich odpadów ze składowisk będzie prowadzić do odzysku surowca i do zysku ekonomicznego.

Badania pod opieką naukową dr hab. Jakuba Kierczaka na Uniwersytecie Wrocławskim prowadzone są w skali laboratoryjnej. Zespół poszukuje najlepszych warunków procesu, w którym mikroorganizmy rozkładają żużle. Żużle mają złożoną strukturę chemiczną i mineralogiczną. Wiele zmiennych musi zostać poddanych analizie zanim ten proces będzie optymalny i opłacalny. Te prace przygotowują grunt pod potencjalną technologię odzysku metali ze składowisk odpadów hutniczych.

Dr Potysz prowadzi badania na pograniczu ochrony środowiska, chemii, mikrobiologii, mineralogii oraz biotechnologii. Jej prace dotyczą stabilności biogeochemicznej odpadów przemysłowych. Badaczka zajmowała się dotąd głównie bakteriami, ale planuje też zastosować grzyby. Wydzielają one kwasy, które mogą być produktem do katalizy – czyli przyspieszenia procesu uwalniania metali z odpadu.

Źródło: PAP Nauka w Polsce