O processo de aquecimento flash Joule desenvolvido na Rice University foi adaptado para recuperar metais valiosos e tóxicos de lixo eletrônico. O processo permite a “mineração urbana” de recursos que podem ser uma vitória para o meio ambiente e também para os fabricantes. Crédito:Jeff Fitlow / Rice University
No que deve ser um ganha-ganha-ganha para o meio ambiente, um processo desenvolvido na Rice University para extrair metais valiosos de lixo eletrônico também usaria até 500 vezes menos energia do que os métodos de laboratório atuais e produziria um subproduto limpo o suficiente para terras agrícolas.
O método de aquecimento flash Joule introduzido no ano passado para produzir grafeno a partir de fontes de carbono, como resíduos de alimentos e plástico, foi adaptado para recuperar o ródio, paládio, ouro e prata para reutilização.
Um relatório em Nature Communications pelo laboratório de arroz do químico James Tour também mostra metais pesados altamente tóxicos, incluindo cromo, arsênico, cádmio, mercúrio e chumbo são removidos dos materiais laminados, deixando um subproduto com conteúdo mínimo de metal.
Aquecendo instantaneamente os resíduos para 3, 400 Kelvin (5, 660 graus Fahrenheit) com um choque de eletricidade vaporiza os metais preciosos, e os gases são ventilados para separação, armazenamento ou eliminação. Tour disse que com mais de 40 milhões de toneladas de lixo eletrônico produzido globalmente a cada ano, há muito potencial para a "mineração urbana".
"Aqui, a maior fonte crescente de resíduos torna-se um tesouro, "Tour disse." Isso vai reduzir a necessidade de ir a todo o mundo para extrair minérios em lugares remotos e perigosos, desnudando a superfície da Terra e usando grandes quantidades de recursos hídricos. O tesouro está em nossas lixeiras. "
Ele observou que uma rotatividade cada vez mais rápida de dispositivos pessoais, como telefones celulares, levou ao aumento mundial do lixo eletrônico, com apenas cerca de 20% dos resíduos de aterro sendo reciclados.
"Encontramos uma maneira de recuperar os metais preciosos e transformar o lixo eletrônico em um recurso sustentável, "disse ele." Os metais tóxicos podem ser removidos para poupar o meio ambiente. "
James Tour do químico da Rice University, deixou, e o associado de pesquisa de pós-doutorado Bing Deng prepara-se para “piscar” o lixo eletrônico para recuperar seus metais valiosos para reciclagem. O processo do laboratório, desenvolvido pela primeira vez para transformar resíduos de alimentos e outras fontes de carbono em grafeno, foi adaptado para recuperar outros materiais. Crédito:Jeff Fitlow / Rice University
O laboratório que encontrou o lixo eletrônico piscando requer alguma preparação. Guiado pelo autor principal e associado de pesquisa de pós-doutorado de Rice, Bing Deng, os pesquisadores pulverizaram placas de circuito que usaram para testar o processo e adicionaram haletos, como teflon ou sal de cozinha, e uma pitada de negro de fumo para melhorar o rendimento da recuperação.
Um processo de aquecimento flash Joule desenvolvido na Rice University recupera metais valiosos e tóxicos de lixo eletrônico. O processo permite a “mineração urbana” de recursos. Crédito:Jeff Fitlow / Rice University
Uma vez exibido, o processo depende da "separação por evaporação" dos vapores metálicos. Os vapores são transportados da câmara flash sob vácuo para outro recipiente, uma armadilha fria, onde eles se condensam em seus metais constituintes. "As misturas de metais recuperados na armadilha podem ser posteriormente purificadas para metais individuais por métodos de refino bem estabelecidos, "Deng disse.
Os pesquisadores relataram que uma reação flash Joule reduziu a concentração de chumbo no carvão restante para menos de 0,05 partes por milhão, o nível considerado seguro para solos agrícolas. Níveis de arsênico, mercúrio e cromo foram reduzidos ainda mais com o aumento do número de flashes.
Os metais se depositam no fundo de um frasco após serem separados de outros componentes em uma placa de circuito triturada por meio de aquecimento Joule flash. O processo desenvolvido na Rice University pode levar à “mineração urbana” de metais valiosos de lixo eletrônico. Crédito:Jeff Fitlow / Rice University
"Como cada flash leva menos de um segundo, isso é fácil de fazer, "Tour disse.
O processo escalonável do arroz consome cerca de 939 quilowatt-hora por tonelada de material processado, 80 vezes menos energia do que fornos de fundição comerciais e 500 vezes menos do que fornos tubulares de laboratório, de acordo com os pesquisadores. Ele também elimina a longa purificação exigida pelos processos de fundição e lixiviação.
