Recupero sostenibile del rame da polveri multi-metalliche di scarto ed ottimizzazione del processo attraverso approcci di Design of Experiment

Grazie ai continui sviluppi della tecnologia e all’attenzione verso l’ambiente, si richiede un uso sempre più consapevole delle risorse e materie prime disponibili. Il rame è essenziale per tutti le strategie di transizione energetica come, ad esempio, nelle tecnologie solare ed eolica, nell’immagazzinamento dell’energia e nei veicoli elettrici e, per questo, è stato inserito dall’Unione Europea, a partire dal 2023, tra cosiddetti SRM (Strategical Raw Material). La sua produzione parte principalmente da materiale primario (minerali) estratto in regioni come Sud America o Asia attraverso processi ad alto impatto ambientale, che utilizzano acidi e basi inorganici forti. Proprio per questo motivo è importante focalizzare le attività di ricerca e sviluppo su processi più sostenibili e utilizzare fonti di rame secondarie che possano essere convenientemente sfruttate da paesi che scarseggiano di fonti primarie, come gli stati europei. L'obiettivo generale di questo lavoro di tesi magistrale è quello di ottimizzare un processo idrometallurgico sostenibile per il recupero del rame da polveri multi-metalliche di scarto in cui la selezione dell'agente complessante o lisciviante, essenziale per l'estrazione selettiva del rame, riveste un ruolo chiave. È fondamentale che tale agente sia facilmente recuperabile e/o riciclabile per future applicazioni, garantendo così un processo sostenibile ed efficiente, e nel contempo sia abbondante, economico e non impattante dal punto di vista dell’ambiente e della salute. Nello specifico, questo lavoro di tesi si focalizza sul recupero del rame a partire da una polvere multi-metallica, testando diversi acidi carbossilici e amminoacidi come potenziali complessanti del Cu(II), effettuando una selezione degli stessi e perfezionando le condizioni di recupero ottimali. È stato utilizzato un approccio tradizionale basato su complessazione in acqua, a bassa temperatura e a pressione ambiente, avvalendosi anche, per ottimizzare gli esperimenti, di uno strumento statistico, il Design of Experiment. Tale approccio consente di ottimizzare i parametri di processo (pH, tempo, temperatura, rapporto molare rame/legante), evidenziando quelli che influiscono di più sul processo, riducendo così i costi e il dispendio di risorse (energia, reagenti, tempi). Inoltre, la formazione dei complessi è stata studiata e monitorata utilizzando diverse tecniche spettroscopiche quali UV-Vis, IR e Raman, mentre la resa e la selettività del processo sono state determinate tramite ICP-OES.