Metaal terugwinnen met biergist

Wetenschappers van de Universiteit voor Natuurlijke Hulpbronnen en Levenswetenschappen (UNRLS), Oostenrijk, hebben met behulp van gebruikte biergist metalen in e-waste van elkaar weten te scheiden en te recyclen.

Biergist is het afval dat ontstaat nadat het bierbrouwen is voltooid en wordt traditioneel gebruikt om marmite te maken. Bij gebruik voor het recyclen van metalen kan de gist meerdere keren worden hergebruikt, waardoor het proces nog milieuvriendelijker wordt.

Elektronisch afval (E-waste) is moeilijk te recyclen, vooral doordat de verschillende metalen zich moeilijk laten scheiden. Tot nu toe gebruikt men hiervoor biosorbentia: biologische materialen die verontreinigende stoffen kunnen opnemen. Hierbij ontstaan echter verontreinigde slakken die moeilijk te verwijderen zijn. Ook is biochar, een materiaal dat net als houtskool wordt gebruikt als biosorbens, lastig te scheiden uit het afvalwater.

Biergist dus

De onderzoekers overwogen biergist omdat het een veelvoorkomend bijproduct is van het brouwen van bier, overal verkrijgbaar is en niet veel kost. Het team kocht 20 liter gebruikte biergist voor de eerste tests en scheidde de biomassa van het overgebleven brouwresidu. Na scheiding werd de biomassa gedroogd voordat deze in het scheidingsproces werd gebruikt.

De gedroogde biomassa werkt door adsorptie, waarbij elektrostatische interacties op het oppervlak van de gist ervoor zorgen dat metaalionen aan het oppervlak blijven kleven. Door de pH van de oplossing te veranderen, wordt de reactie gewijzigd. Hierdoor kan de gist meer metaalionen of verschillende metaalionen aantrekken.

In hun experimenten kozen de wetenschappers ervoor om te werken met economisch belangrijke metalen zoals zink, aluminium, koper en nikkel. Het team testte elke metaaloplossing bij verschillende pH-waarden en temperaturen om de sterkte van de interacties te bepalen en te bepalen hoe meer metaal kon worden teruggewonnen.

Hoe presteerde biergist?

In hun tests heeft het team vijftig procent aluminium, veertig procent koper en ruim zeventig procent zink uit hun testmetaaloplossingen teruggevonden. Toen de biomassa werd gebruikt in een polymetallische afvalstroom, werd met succes ruim vijftig procent koper en ruim negentig procent zink teruggewonnen.

Het veranderen van de temperatuur van de reactie verbeterde de terugwinning van metalen niet, behalve in het geval van zink, waar nog eens 7,6 procent zink werd teruggewonnen. Op dezelfde manier had het aanpassen van de pH ook een minimale impact op de meeste metalen. De uitzondering was aluminium, waar de terugwinning met zestien procent verbeterde.

‘Het gebruik van afvalbiomassa voor metaalterugwinning is geen geheel nieuw proces. Toch is de selectiviteit van biosorptieprocessen een sleutelfactor voor efficiënte metaalterugwinning uit polymetallische afvalstromen’, aldus Anna Sieber, een doctoraalstudente aan K1-MET, een Oostenrijks metallurgisch onderzoekscentrum dat ook bij het onderzoek betrokken is.

De gist hergebruiken

Interessant is dat de gist zelf kan worden gerecycled zodra het herstel is voltooid. De onderzoekers ontdekten dat recycling geen invloed had op het vermogen van de gist om metalen terug te winnen, zelfs niet nadat hij vijf keer opnieuw was gebruikt.

De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Frontiers in Bioengineering and Biotechnology.