Reklama
W kraju takim jak Polska, który w miedź obfituje, zabawa w wychwytywanie tego metalu może nie wydawać się grą wartą świeczki. Ale fakty są takie, że jeśli poważnie myślimy o gospodarce obiegu zamkniętego, to nie mamy innego wyjścia: musimy nauczyć się, jak najlepiej wykorzystywać to, co już mamy - włącznie z odpadami. Z pomocą, jak to robić, przychodzi chemia.
- Miedź można odzyskiwać z roztworów odpadowych po procesach produkcyjnych: metalurgicznych, rafinacyjnych, galwanicznych. Pierwiastek ten obecny jest również w szlamach metalonośnych, powstałych np. po procesach produkcyjnych w hutach metali nieżelaznych - tłumaczy mgr inż. Daria Bożejewicz, asystent badawczy w Zakładzie Chemii Ogólnej i Nieorganicznej Wydziału Technologii i Inżynierii Chemicznej Politechniki Bydgoskiej im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich.
Naukowcy postanowili wykorzystać metodę ekstrakcji rozpuszczalnikowej. Polega ona na tym, że do roztworu zawierającego miedź dodaje się rozpuszczalnik organiczny ze specjalnie zaprojektowanym związkiem chemicznym. Ów związek łączy się z miedzią - to on odpowiada za wychwyt metalu. Cały myk polega na tym, że rozpuszczalnik nie miesza się z roztworem - zasada jest tutaj podobna jak w przypadku oleju i wody. To oznacza, że w łatwy sposób można warstwy później od siebie oddzielić. Teraz wszystko, nad czym musi się pogłowić technolog przemysłowy, który wdroży metodę, to jak wyrwać miedź z objęć tego specjalnego związku. Jak zapewnia mgr Bożejewicz, są na to sposoby.

Reklama
Rolę specjalnego związku może np. pełnić 2,6-diaminopirydyna. Naukowcy już wcześniej wiedzieli, że łączy się z miedzią, lecz nikt nie wykorzystywał go na skalę przemysłową do wychwytu jonów tego metalu z roztworów przemysłowych. Sprawuje się w tej roli nieźle, lecz nie na tyle, by badacze z Bydgoszczy i Torunia nie zadali sobie pytania: czy nie mógłby robić tego w jeszcze bardziej efektywny sposób? Odpowiedzią okazała się 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydyna. Syntezę związku wziął na siebie prof. Borys Ośmiałowski, jedyny w czteroosobowym zespole przedstawiciel grodu Mikołaja Kopernika.
Jaka jest skuteczność wychwytu? O ile w przypadku „zwykłej” 2,6-diaminopirydyny sięga ona 83 proc. przy wysokim stężeniu związku, o tyle dziesięciokrotne zmniejszenie sprawia, że wydajność spada do 3 proc. Mniejsze stężenie nie szkodzi za to efektywności procesu z wykorzystaniem zmodyfikowanego związku - wynosi wówczas nawet 99 proc. Naukowcy czynią jednak zastrzeżenie, że dotychczas badali proces w warunkach laboratoryjnych, na roztworach modelowych. Jak konkretnie wyniki te przełożyłyby się na skalę przemysłową - przyjdzie się przekonać, jeśli jakaś firma zainteresuje się wynalazkiem.
Na pewno zainteresowali się nim już inni naukowcy. Rozwiązanie zostało nagrodzone srebrnym medalem na Międzynarodowych Targach Wynalazczości i Designu na Tajwanie w grudniu 2020 r.
Zastosowanie ekstrakcji rozpuszczalnikowej wobec jonów miedzi to niejedyne tego typu rozwiązanie, którym zajmowała się mgr inż. Daria Bożejewicz (w przypadku opisywanego wynalazku w pracach wzięły udział jeszcze dr inż. Katarzyna Witt oraz prof. Małgorzata Kaczorowska). Praca doktorska badaczki jest poświęcona szerszemu zagadnieniu wykorzystania związków organicznych [nośników dla jonów, jak 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydyna] do wychwytu metali; oprócz miedzi naukowczyni opisuje również metody dla innych, m.in. dla niklu i kobaltu. - Praca jest już na końcowym etapie - cieszy się mgr inż. Bożejewicz.
Jakie jeszcze korzyści daje wykorzystanie wynalazku? Zapytani o to naukowcy bez wahania odpowiadają: środowiskowe. Po pierwsze, jak tłumaczy mgr Bożejewicz, każdy metal, jeśli występuje w odpowiednio wysokim stężeniu, jest szkodliwy. Wychwyt miedzi z odpadów pozwala zminimalizować ryzyko, że razem z nimi przedostanie się ona np. do lokalnych gruntów. W grę wchodzi także argument ekonomiczny. Odzyskaną miedź można sprzedać, nawet jeśli nie jest jej wiele. Co więcej, przedsiębiorstwa, które oczyszczą odpady u siebie, będą płacić mniej gminnym zakładom, które zajmują się utylizacją odpadów. ©℗
Eureka! DGP
Rozpoczynamy dziewiątą edycję konkursu „Eureka! DGP - odkrywamy polskie wynalazki”. Do udziału zaprosiliśmy polskie uczelnie, instytuty badawcze i jednostki naukowe PAN. Od dziś do czerwca w Magazynie DGP będziemy opisywać wynalazki nominowane przez naszą redakcję do nagrody głównej. Rozstrzygnięcie konkursu nastąpi na specjalnej gali pod koniec czerwca, zaś podsumowanie cyklu ukaże się w Magazynie DGP. Główną nagrodą jest 30 tys. zł dla zespołu, który pracował nad zwycięskim wynalazkiem, ufundowane przez Mecenasa Polskiej Nauki - firmę Polpharma, oraz kampania promocyjna dla uczelni lub instytutu o wartości 50 tys. zł w mediach INFOR PL SA (wydawcy Dziennika Gazety Prawnej), ufundowana przez organizatora. Strona internetowa konkursu: eureka.dziennik.pl