Desarrollan un método para reciclar el tungsteno de los residuos de semiconductores

Investigadores surcoreanos han diseñado un proceso de biolixiviación económicamente viable y respetuoso con el medio ambiente para recuperar metales raros de las aguas residuales industriales.

Los residuos de la industria de semiconductores suelen considerarse un costoso problema de eliminación y un peligro para el medio ambiente. Pero, ¿y si estos residuos pudieran transformarse en un recurso valioso? Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH), en Corea del Sur, y del Instituto Avanzado de Tecnología de Samsung (SAIT) han presentado un método ecológico para extraer metales raros de los residuos de semiconductores. Este método innovador no sólo recupera el valioso tungsteno (también conocido como woframio), sino que a su vez evalúa su viabilidad económica, ofreciendo una solución sostenible para la gestión de residuos en la industria tecnológica.

El profesor Jeehoon Han, del Departamento de Ingeniería Química de POSTECH, junto con el doctorando Yoonjae Lee y el antiguo alumno Hyunseo Choi, colaboraron con el Dr. Soonchun Chung y el Dr. Joonsong Park, del SAIT, para desarrollar un proceso de recuperación del tungsteno respetuoso con el medio ambiente y rentable. Los resultados de su investigación se han publicado en la revista ACS Sustainable Chemistry & Engineering.

El tungsteno se utiliza ampliamente en electrónica, semiconductores, aviación y automoción. Dada su rareza y el número limitado de países donde puede extraerse, la investigación sobre la recuperación de metales a partir de residuos industriales ha cobrado cada vez más importancia. Para prepararse ante el agotamiento de estos recursos metálicos, es crucial recuperar metales de las aguas residuales industriales. Las aguas residuales industriales, si no se tratan adecuadamente, pueden afectar gravemente a la calidad del agua y del suelo, lo que convierte este campo de investigación en una solución prometedora tanto para la recuperación de recursos como para la protección del medio ambiente.

En este estudio, el equipo de investigadores utilizó la biolixiviación para recuperar el tungsteno de las aguas residuales generadas por la industria de fabricación de semiconductores y evaluó la viabilidad económica de la tecnología. Los microorganismos, que pueden obtener de los metales la energía necesaria para su supervivencia y crecimiento, disuelven los metales a partir de minerales o residuos utilizando sus capacidades naturales. Este método, comparado con los procesos químicos tradicionales, tiene un menor impacto ambiental y puede extraer metales con un coste y una energía relativamente bajos.

Los investigadores utilizaron el hongo Penicillium simplicissimum, presente habitualmente en el suelo, el aire y las plantas, para disolver el tungsteno y otros metales. Tras la biolixiviación, recuperaron el tungsteno de la solución mediante dos procesos de purificación: adsorción-desorción con carbón activado y precipitación con paratungstato de amonio (APT).

El análisis económico reveló que el proceso de adsorción-desorción basado en carbón activado era aproximadamente un 7% más barato que el proceso de precipitación. El estudio concluyó que la mejora de la adaptación y el crecimiento de las cepas microbianas, así como la reducción del tiempo de reacción, eran cruciales para aumentar la eficacia del proceso. La investigación confirmó la viabilidad económica de un proceso respetuoso con el medio ambiente para tratar las aguas residuales de la industria de semiconductores, destacando su importancia para prevenir la contaminación ambiental y reciclar recursos.

El profesor Jeehoon Han, de POSTECH, destaca que «nuestro estudio demuestra la viabilidad económica e industrial de un proceso de biolixiviación ecológico para la recuperación del wolframio».

El Dr. Soonchun Chung, del SAIT, añade que «pretendemos mejorar la viabilidad económica de este proceso desarrollando cepas microbianas de alta eficacia».