Электронные отходы - не только один из основных загрязнителей на современных свалках, но и потенциальный источник полезных ресурсов. Инженеры из Университета Райса нашли относительно простой и недорогой способ извлекать из старой электроники драгоценные металлы и редкоземельные минералы.
Ежегодная погоня за новыми гаджетами делает электронные отходы самым быстрорастущим видом мусора в мире. В 2019 году было выброшено около 59 млн тонн старой электроники.
По оценкам ученых, внутри этих выброшенных устройств содержится огромное количество драгоценных металлов - золота, серебра, меди и платины. Эти металлы могут стоить миллиарды долларов, но из-за сложности их извлечения сегодня в мире перерабатывается менее 20% мировых электронных отходов. Команда Университета Райса (Техас, США) решила исправить эту ситуацию.
В своей предыдущей работе исследователи продемонстрировали методику, называемую мгновенным нагревом. Метод заключается в том, что материал разогревается до высокой температуры миллисекундными импульсами электричества. С помощью этого метода ученые смогли преобразовывать углерод в графен или алмазы, чередуя длину вспышек.
Теперь команда применила тот же метод для работы с электронными отходами. Они начали с того, что измельчили старые печатные платы в порошок, а затем разогрели полученную смесь до 3127 градусов Цельсия. При такой температуре металлы просто испаряются, а затем конденсируются в специальном охладителе. Далее, используя обычные способы рафинирования можно отделать конкретные металлы для повторного использования.
Ученые говорят, что такой метод позволяет восстанавливать более 60% золота и более 80% серебра, палладия и родия. Также он позволяет удалять токсичные тяжелые металлы, такие как хром, мышьяк, кадмий, ртуть и свинец, которые могут попадать в окружающую среду из электронных отходов на свалках.
Самое важное - процесс очень энергоэффективен и его легко масштабировать. Обработка потребляет около 939 кВт·ч на тонну материала. Это в 80 раз меньше энергии, чем требуется при промышленной переплавке, и в 500 раз меньше, чем потребляют промышленные печи.
При таком энергопотреблении старая электроника из мусора превращается в ресурс.
«Крупнейший растущий источник отходов становится сокровищем. Технология сокращает необходимость ездить по всему миру, добывая руду в отдаленных и опасных местах, сдирая поверхность Земли и используя кучу водных ресурсов. Сокровище в наших мусорных урнах», - говорит Джеймс Тур, ведущий автор исследования.
Технология подробно описана в журнале Nature Communications.
