Il processo di riscaldamento flash Joule sviluppato alla Rice University è stato adattato per recuperare metalli preziosi e tossici dai rifiuti elettronici. Il processo consente l'"estrazione urbana" di risorse che potrebbe essere una vittoria per l'ambiente e per i produttori. Credito:Jeff Fitlow/Rice University
In quello che dovrebbe essere un vantaggio per l'ambiente, un processo sviluppato alla Rice University per estrarre metalli preziosi dai rifiuti elettronici utilizzerebbe anche fino a 500 volte meno energia rispetto agli attuali metodi di laboratorio e produrrebbe un sottoprodotto sufficientemente pulito per i terreni agricoli.
Il metodo di riscaldamento flash Joule introdotto lo scorso anno per produrre grafene da fonti di carbonio come rifiuti alimentari e plastica è stato adattato per recuperare il rodio, palladio, oro e argento da riutilizzare.
Un rapporto in Comunicazioni sulla natura dal laboratorio Rice del chimico James Tour mostra anche metalli pesanti altamente tossici tra cui cromo, arsenico, cadmio, il mercurio e il piombo vengono rimossi dai materiali lampeggianti, lasciando un sottoprodotto con un contenuto di metallo minimo.
Riscaldando istantaneamente i rifiuti a 3, 400 Kelvin (5, 660 gradi Fahrenheit) con una scossa di elettricità vaporizza i metalli preziosi, e i gas vengono scaricati via per la separazione, stoccaggio o smaltimento. Tour ha affermato che con oltre 40 milioni di tonnellate di rifiuti elettronici prodotti a livello globale ogni anno, c'è molto potenziale per l'"estrazione urbana".
"Qui, la più grande fonte di rifiuti in crescita diventa un tesoro, " Tour ha detto. "Questo ridurrà la necessità di andare in tutto il mondo per estrarre da minerali in luoghi remoti e pericolosi, spogliando la superficie terrestre e utilizzando gocce di risorse idriche. Il tesoro è nei nostri cassonetti".
Ha notato che un fatturato sempre più rapido di dispositivi personali come i telefoni cellulari ha guidato l'aumento mondiale dei rifiuti elettronici, con solo il 20% circa dei rifiuti in discarica attualmente in fase di riciclo.
"Abbiamo trovato un modo per recuperare i metalli preziosi e trasformare i rifiuti elettronici in una risorsa sostenibile, " ha detto. "I metalli tossici possono essere rimossi per risparmiare l'ambiente".
James Tour, chimico della Rice University, sinistra, e l'associato di ricerca post-dottorato Bing Deng si preparano a "lampeggiare" i rifiuti elettronici per recuperare i loro metalli preziosi per il riciclaggio. Il processo del laboratorio, sviluppato per la prima volta per trasformare gli scarti di cibo e altre fonti di carbonio in grafene, è stato adattato per recuperare altri materiali. Credito:Jeff Fitlow/Rice University
Il laboratorio ha trovato rifiuti elettronici lampeggianti richiede una certa preparazione. Guidato dall'autore principale e associato di ricerca post-dottorato di Rice, Bing Deng, i ricercatori hanno polverizzato i circuiti stampati utilizzati per testare il processo e hanno aggiunto alogenuri, come il teflon o il sale da cucina, e un pizzico di nerofumo per migliorare la resa di recupero.
Un processo di riscaldamento flash Joule sviluppato presso la Rice University recupera metalli preziosi e tossici dai rifiuti elettronici. Il processo consente l'"estrazione urbana" delle risorse. Credito:Jeff Fitlow/Rice University
Una volta lampeggiato, il processo si basa sulla "separazione evaporativa" dei vapori metallici. I vapori vengono trasportati dalla camera flash sotto vuoto ad un altro recipiente, una trappola fredda, dove si condensano nei loro metalli costituenti. "Le miscele di metalli recuperati nella trappola possono essere ulteriormente purificate in singoli metalli mediante metodi di raffinazione consolidati, " ha detto Deng.
I ricercatori hanno riferito che una reazione flash Joule ha ridotto la concentrazione di piombo nel char rimanente a meno di 0,05 parti per milione, il livello ritenuto sicuro per i terreni agricoli. Livelli di arsenico, mercurio e cromo sono stati ulteriormente ridotti aumentando il numero di lampi.
I metalli si depositano sul fondo di una fiala dopo essere stati separati da altri componenti in un circuito stampato frantumato tramite riscaldamento Joule flash. Il processo sviluppato alla Rice University potrebbe portare a "estrazione urbana" per metalli preziosi dai rifiuti elettronici. Credito:Jeff Fitlow/Rice University
"Poiché ogni flash richiede meno di un secondo, È facile da fare, " Disse Giro.
Il processo scalabile del riso consuma circa 939 chilowattora per tonnellata di materiale lavorato, 80 volte meno energia dei forni fusori commerciali e 500 volte meno dei forni tubolari da laboratorio, secondo i ricercatori. Elimina anche la lunga purificazione richiesta dai processi di fusione e lisciviazione.
