Il Politecnico di Torino ha depositato un brevetto importante e particolare che descrive un metodo in grado di recuperare il tantalio da condensatori esausti e di scarto in modo economico e compatibile con l’ambiente.
Sono due i dipartimenti coinvolti nel progetto, il DISAT – Dipartimento di Scienza Applicata e Tecnologia e il DIATI – Dipartimento di Ingegneria dell’Ambiente, del Territorio e delle Infrastrutture, e sei i ricercatori che vi hanno lavorato. I risultati cui il team di lavoro è giunto è di grande importanza in quanto potrebbe rivoluzionare il ciclo di produzione di moltissimi componenti elettronici, che sono presenti praticamente in tutti i macchinari usati in ambito industriale così come nella nostra vita di ogni giorno.
Il tantalio è infatti un metallo raro e costoso, ed è impiegato per realizzare condensatori a elevata capacità e affidabilità, oltre che tra i più resistenti alla corrosione e all’attacco degli acidi. Il metodo per il recupero e il riciclo di questo prezioso materiale messo a punto grazie al progetto è quindi ora pronto per essere sfruttato dalle imprese.
“Fino ad oggi il recupero del tantalio dai condensatori era di fatto molto costoso – spiega il dottorando Matteo Giardino, che ha lavorato con Rossana Bellopede e Paola Marini oltre che con Camila Mori De Oliveira, Davide Janner e Marco Actis Grande -: noi abbiamo realizzato un percorso che da questi componenti porta a una buona percentuale di metallo prelevato quasi puro. Abbiamo iniziato solo con dei fondi del Politecnico e siamo andati avanti”.
La scheda di un computer può contenere fino a 30 condensatori. Inoltre, il tradizionale ciclo produttivo di questi componenti elettronici comporta molti scarti, e il riciclo dei condensatori a fine vita è molto complesso, riuscendo a recuperare solo il 2-3% del tantalio. “Il problema è che non esiste, ad oggi, un processo che non faccia uso di procedure molto costose anche dal punto di vista dell’ambiente e dell’energia – spiegano ancora gli autori del brevetto -: servono temperature elevate e agenti chimici molto inquinanti oppure tossici”. Estrarre il tantalio è difficile per le stesse caratteristiche chimiche di questo metallo, in quanto si tratta di un materiale praticamente inattaccabile. L’idea avuta dal team di lavoro al Politecnico di Torino è stata quindi di approcciare il processo dal lato inverso, ovvero non più tentare di estrarre il tantalio ma eliminare tutto quanto vi sta intorno.
Per giungere a questo risultato si è cercato un processo che fosse a elevata resa, a basso costo e sostenibile dal punto di vista ambientale ed energetico. Il metodo brevettato inizia con una serie di passaggi di separazione fisico-meccanica delle componenti del condensatore fino ad arrivare ad un materiale che contiene tantalio insieme ai suoi composti. A questo punto il tantalio viene isolato agendo sui componenti a cui è associato (ad esempio manganese e argento), usando composti non inquinanti. Per il manganese viene usato acido ascorbico (la comune vitamina C), per l’argento si stanno studiando due strade: la prima con un composto a base di zolfo (un tiosolfato), la seconda con un amminoacido (la glicina, uno dei costituenti delle proteine).
Quale delle due strade verrà adottata definitivamente lo deciderà una fase della ricerca in corso resa possibile da un finanziamento PoC (Proof of Concept per la valorizzazione dei brevetti) della Fondazione Compagnia di San Paolo che ha proprio l’obiettivo di avvicinare il processo all’uso nelle aziende. Diverse sono quindi le collaborazioni e le ricadute per le aziende che è possibile immaginare, tenendo conto che ad oggi il metodo del Politecnico riesce ad isolare il 20% del tantalio presente nei condensatori con una purezza del 96% circa. Il tantalio così ottenuto può essere riutilizzato, con costi più bassi, per altri componenti elettronici ma anche in altri campi d’applicazione come l’ottica. D’altra parte, le aziende che trattano rifiuti potrebbero applicare questo processo per recuperare il tantalio in una forma sostenibile a livello economico e ambientale.
Se si pensa che per il coltan (il minerale che contiene il tantalio in natura e che si trova solo in alcune aree del mondo come il Congo, la Cina e il Brasile) si sono combattute delle guerre e che l’Europa sta avviando politiche per il suo uso efficiente, è immediato capire quanto sia importante poter disporre di tantalio riciclato: “Siamo pronti ad accogliere tutte le imprese interessate – dicono infine da Torino -, sia quelle che lavorano nello smaltimento rifiuti, sia quelle che usano il tantalio come materia prima“.
Fonte immagine: Politecnico di Torino