Sử dụng rác để thu lọc uranium từ rác

Với việc sử dụng vi khuẩn và inositol phosphate có đặc điểm hóa học giống như chất thải từ thực vật, các nhà nghiên cứu tại đại học Birmingham đã thu lọc được uranium từ nước thải tại các mỏ khai thác uranium. Công nghệ này cũng được sử dụng để làm sạch rác thải hạt nhân. Mới đây, giáo sư Lynne Macaskie đã trình bày kết quả công trình nghiên cứu trước buổi họp của Hiệp hội Vi trùng học tổ chức tại đại học Heriot-Watt, Edinburgh.

Vi khuẩn, cụ thể trong trường hợp này là E. coli, có khả năng phân chia nguồn inositol phosphate (hay còn gọi là axit phytic), một dạng dự trữ của photpho trong hạt, để giải phóng các phân tử photphat. Photphat sau đó sẽ kết hợp với uranium, hình thành kết tủa uranium photphat trên tế bào vi khuẩn. Người ta có thể chiết xuất kết tủa này ra và từ đó thu về uranium.

Cách thức này được nhắc đến lần đầu vào năm 1995, nhưng khi đó người ta sử dụng một loại phụ gia đắt tiền hơn nhiều, cộng với giá thành uranium thấp, khiến cho quá trình tỏ ra không mấy hiệu quả về mặt kinh tế. Phát hiện rằng inositol phosphate, một loại chất thải rẻ tiền, có hiệu quả gấp 6 lần so với loại phụ gia trước đó đã khiến cho quá trình trở nên khả thi, đặc biệt trong bối cảnh giá uranium trên thế giới ngày một tăng do các quốc gia mở rộng công nghệ hạt nhân trong một nỗ lực nhằm sản xuất ra năng lượng có mức carbon thấp.

Ví dụ, nếu inositol phosphate nguyên chất được mua từ các nhà cung cấp thương mại, chi phí cho toàn bộ quá trình thu lọc uranium này là 1,72 £ cho mỗi gam uranium thu được. Nếu có một nguồn inositol phosphate rẻ hơn (ví dụ như canxi phytate) được sử dụng, thì chi phí sẽ giảm xuống còn 0.09 £ cho mỗi gam uranium. Giá uranium trên thị trường quốc tế là 0.211 £/g năm 2007, và 0.09 £/g ở thời điểm hiện tại. Những con số này nhìn chung đảm bảo tính khả thi về mặt kinh tế, vì bên cạnh uranium thu được, việc làm này còn có lợi ích về mặt môi trường. Nếu sử dụng inositol phosphate thứ phẩm từ rác thải nông nghiệp thậm chí sẽ còn khiến cho chi phí hạ thấp và hiệu quả kinh phí tăng cao hơn nữa, đặc biệt là khi giá thành uranium được dự báo sẽ tiếp tục tăng trong tương lai.

Macaskie phát biểu: “Nước Anh không có trữ lượng uranium tự nhiên, chỉ có một lượng đáng kể uranium sinh ra trong quá trình sản xuất hạt nhân. Hiện tại thế giới chưa bị rơi vào tình trạng thiếu hụt uranium, nhưng xét về mặt an ninh năng lượng, EU cần chuẩn bị cho mình khả năng thu lọc càng nhiều uranium càng tốt từ các vùng sau khai thác uranium (nơi môi trường bị ô nhiễm nặng nề) cũng như tái chế uranium từ chất thải sản xuất hạt nhân. Với việc sử dụng nguồn nguyên liệu rẻ tiền từ rác thực vật, chúng tôi đã chứng minh được rằng quá trình thu lọc uranium này là hoàn toàn khả thi, hiệu quả về mặt kinh tế và đảm bảo tinh thần của phát triển bền vững.”