Bactérias são usadas para extrair terras raras de lâmpadas fluorescentes

Elas deixarão de ser produzidas em 2027, o que deve aumentar a quantidade de descarte desse resíduo.

O objetivo dos pesquisadores foi tentar reverter o cenário atual, em que poucas empresas reciclam lâmpadas fluorescentes e, quando o fazem, o processo envolve agentes químicos danosos ao meio ambiente.

A pesquisa foi publicada na revista científica internacional ACS Sustainable Resource Management e apresenta um método de biolixiviação, no qual bactérias são utilizadas para extrair os metais presentes no material descartado.

De acordo com os pesquisadores, o trabalho mostrou que é possível recuperar quase totalmente alguns desses elementos, especialmente ítrio e európio, alcançando 96% de pureza.

O pós-doutorando e um dos pesquisadores, Ailton Guilherme Rissoni Toledo, afirmou que as lâmpadas fluorescentes estão sendo substituídas por modelos de LED e que, na melhor das hipóteses, o material triturado acaba nos aterros sanitários.

"É um desperdício enorme, porque a concentração de metais como ítrio e európio nesse resíduo é muito maior do que a encontrada em minérios naturais”, afirmou Ailton.

Lâmpadas — Foto: Reprodução/TV Anhanguera

De acordo com o pesquisador, enquanto muitos depósitos minerais apresentam menos de 1% desses elementos, o pó de lâmpadas fluorescentes pode atingir concentrações próximas de 10%, o que torna esse resíduo uma fonte valiosa.

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💡 Processo de extração

🔎 A biolixiviação é um processo sustentável que utiliza microrganismos (bactérias acidófilas) para extrair metais, como cobre e ouro, de minérios de baixo teor e rejeitos. Essa biotecnologia oxida sulfetos metálicos, solubilizando o metal com custos operacionais reduzidos, menor impacto ambiental e menor emissão de gases, sendo ideal para o reaproveitamento de materiais.

O processo de recuperação dos materiais envolve a bactéria Acidithiobacillus thiooxidans, um microrganismo capaz de oxidar enxofre e produzir ácido sulfúrico. A professora e diretora do IQ, Denise Bevilaqua, explicou que essa bactéria apresenta características interessantes para processos industriais.

"Esse microrganismo é autotrófico. Ele usa gás carbônico do ar para crescer, então não precisamos adicionar matéria orgânica ao processo. Além disso, o enxofre utilizado pode ser um resíduo industrial", afirmou Denise.

As bactérias são cultivadas sozinhas em meio de cultura para que cresçam e produzam o ácido sulfúrico. Após essa etapa, o resíduo das lâmpadas trituradas é adicionado a esse meio, momento em que o ácido sulfúrico produzido pelas bactérias libera as terras raras do pó.

Processo biotecnológico foi usado para extrair elementos de terra rara de lâmpadas fluorescentes — Foto: Reprodução

🔬 Vantagens do método

Uma vantagem do método é que, ao contrário das técnicas convencionais de extração de terras raras a partir de resíduos, ele ocorre em temperatura ambiente e sem alta pressão, o que reduz os riscos associados ao transporte e ao manuseio de grandes volumes de ácido.

O docente do Laboratório de Materiais Fotônicos do IQ e um dos autores do estudo, Elias Ferreira, afirmou que a qualidade do material obtido foi uma das principais surpresas da pesquisa. "Em poucos dias, conseguimos solubilizar praticamente todo o ítrio e o európio presentes no resíduo".

Professor Elias mostra o líquido com o composto duas terras raras (pó branco) isoladas — Foto: Ely Venâncio/EPTV

De acordo com Elias, o material recuperado apresentou propriedades luminescentes semelhantes às de materiais comerciais, indicando potencial para aplicações tecnológicas.

"Na nossa pesquisa, utilizamos um resíduo industrial, que é um subproduto da reciclagem de lâmpadas fluorescentes e contém diversas impurezas. Em muitos estudos da literatura, os experimentos são feitos com materiais mais puros, como o fosfato sintético contendo ítrio e európio. Mesmo trabalhando com um resíduo complexo e pouco aproveitado, foi possível alcançar alta eficiência na extração utilizando a biolixiviação", disse Ailton.

🧪 Próximas etapas

Lâmpada — Foto: TV Globo/Reprodução

Apesar dos resultados, os pesquisadores esclareceram que o processo ainda precisa avançar para possibilitar o escalonamento da produção.

"Os experimentos foram realizados em escala de laboratório. Agora precisamos avaliar como esse processo se comporta em reatores maiores e em condições próximas das industriais", explicou Denise.

Outro desafio dos pesquisadores é a separação individual dos diferentes elementos de terras raras recuperados, que possuem propriedades químicas muito semelhantes.

"Nesse estudo, o ítrio e o európio foram recuperados juntos. Para aumentar o valor econômico do processo, o ideal é conseguir separá-los de forma seletiva", disse Ailton.

De acordo com Elias, a ideia é desenvolver métodos para conseguir separar esses elementos e também utilizá-los em materiais tecnológicos, como dispositivos de iluminação e displays.

Pesquisadores desenvolvem método que usa bactérias para extração de terras raras de lâmpadas fluorescentes — Foto: Ely Venâncio/EPTV

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