Química Verde chega ao processamento dos metais

Redação do Site Inovação Tecnológica 

A estratégia da química verde é substituir substâncias perigosas usadas nos processos industriais por compostos benignos e recicláveis.[Imagem: Michael J. Krause/Western University]

Mineração e metalurgia

A mineração e a indústria metalúrgica estão na base de todo o parque industrial mundial. Dada essa essencialidade, têm aumentado os esforços para que esses setores econômicos façam seu trabalho com o menor impacto ambiental possível.

Um desses esforços, que acaba de dar frutos de grande impacto e longo alcance, resultou na criação de uma nova forma de processar metais que não usa solventes e reagentes tóxicos.

O processo, que também consome muito menos energia do que as técnicas industriais atuais, promete reduzir substancialmente o impacto ambiental da produção de metais, seja a partir de matérias-primas minerais, seja de aparelhos eletrônicos reciclados.

"Num momento em que os depósitos naturais de metais estão em declínio, há um grande interesse em melhorar a eficiência do refinamento e da reciclagem dos metais, mas poucas tecnologias disruptivas estão sendo apresentadas. Isso é o que torna nosso avanço tão importante," disse o professor Jean-Philip Lumb, do Departamento de Química da Universidade McGill, no Canadá.

Metalurgia orgânica

A equipe desenvolveu um processo que usa moléculas orgânicas - em vez de cloro e ácido clorídrico - para ajudar a purificar o germânio, um dos metais semicondutores mais importantes para a indústria eletrônica, ao lado do silício. A seguir, eles constataram que a mesma técnica pode ser usada com outros metais usados pela indústria, como cobre, zinco, manganês e cobalto.

O pesquisador Martin Glavinovic deu o pontapé inicial ao sintetizar uma molécula que imita algumas das qualidades da melanina, a molécula biológica que determina a cor da nossa pele e do nosso cabelo. Ocorre que a melanina também tem a capacidade de se ligar aos metais.

Este "cofator orgânico" atua como um mediador que ajuda a extrair o germânio a temperatura ambiente, sem usar solventes. Hoje, não há nenhum minério conhecido que seja rico nesse elemento, que precisa ser extraído como subproduto da mineração de outras substâncias, como o zinco, o que exige uma série de passos adicionais. Usando a melanina sintética, todos esses passos e compostos químicos usados tornam-se desnecessários.

A equipe já começou a desenvolver a tecnologia para demonstrar que ela pode ser implantada economicamente em plantas industriais para uma ampla variedade de metais.

Química verde

Este é um resultado importante para o movimento da "química verde", que busca substituir os reagentes tóxicos utilizados nos processos industriais convencionais por alternativas mais amigáveis ao meio ambiente. A maioria dos avanços nesta área envolve a química orgânica - a síntese de compostos à base de carbono utilizados em produtos farmacêuticos e plásticos, por exemplo.

Mas só recentemente a química verde começou a apresentar as primeiras alternativas significativos na área dos metais - a mecanoquímica e a extração de cobre por um processo biológico estão entre elas.

"Há uma tremenda quantidade de trabalho que precisa ser feito para chegar de onde estamos agora para onde precisamos ir. Mas a plataforma funciona em diferentes tipos de metais e óxidos metálicos, e acreditamos que poderá se tornar uma tecnologia adotada pela indústria. Estamos buscando interessados com os quais possamos nos associar para avançar essa tecnologia," disse o professor Lumb.

Bibliografia:

A chlorine-free protocol for processing germanium
Martin Glavinovic, Michael Krause, Linju Yang, John A. McLeod, Lijia Liu, Kim M. Baines, Tomislav Friscic, Jean-Philip Lumb
Science Advances
Vol.: 3, no. 5, e1700149
DOI: 10.1126/sciadv.1700149