El año pasado, el laboratorio de análisis inorgánico de Empa recibió el estatus de "Laboratorio de referencia" dentro del alcance del proyecto ProSUM. financiado por la UE. Muestras de grano fino de desechos de trituradoras de automóviles desguazados, Los desechos electrónicos o los vertederos de minas de toda Europa terminan aquí. Los químicos de Empa descubren lo que contienen, qué vale la pena extraer y qué podría ser peligroso para el personal de las plantas de reciclaje.

"Ponte las gafas y no toques nada, "dice Renato Figi, jefe del laboratorio de análisis inorgánico de Empa. Tan pronto como entremos en su laboratorio, nos damos cuenta de que este saludo un tanto inusual tiene mucho sentido:hay vasos de precipitados verdes, soluciones de color amarillo y mandarina colocadas en la campana de humos. El vaso de precipitados de mandarina está cubierto con un vidrio de reloj, cual Figi, usando guantes protectores, elimina y aclara cuidadosamente con agua destilada. "El vaso contiene agua regia, una mezcla de ácido clorhídrico concentrado y ácido nítrico. "Una gota en tu camisa y podrás despedirte con un beso; si te salpica en el ojo, es un viaje inmediato al hospital para usted.

Sin embargo, no solo los visitantes del laboratorio necesitan protección contra las soluciones cáusticas; va en ambos sentidos. Después de todo, estamos hablando de cantidades medidas en "partes por billón" (ppb). O para decirlo de otra manera:una mil millonésima parte de un gramo de la sustancia bajo investigación en un gramo de sustancia de muestra. Una mota de polvo de la calle un copo de caspa:esto ya sería fatal para el nivel de precisión por el que se esfuerzan los químicos de Empa.

Para el proyecto ProSUM, Figi y su equipo analizaron muestras granuladas de diferentes grupos de residuos:dispositivos eléctricos y electrónicos puestos a tierra, chatarra de vehículos, todo tipo de baterías troceadas y desechos mineros. La decodificación de una muestra comienza en seco, con un análisis de fluorescencia de rayos X (XRF). "Gracias a este dispositivo, podemos encontrar todos los elementos que son más pesados ​​que el flúor con el peso atómico 19 hasta el uranio con el peso atómico 238, "explica Figi. Muchos laboratorios de análisis de la industria se contentan con este tipo de análisis; su precisión, sin embargo, termina en el rango de porcentaje.

Para bajar al nivel de ppb, necesita una buena química húmeda antigua:las muestras se vierten en un recipiente de teflón junto con ácido nítrico concentrado, peróxido de hidrógeno, agua regia o incluso ácido fluorhídrico y se calienta a temperaturas de hasta 280 grados centígrados en un horno de microondas especial. Figi:"Esto disuelve la mayoría de las cosas, salvo un par de compuestos de fluoruro con tierras raras. "Las muestras líquidas se atomizan y analizan en 18, Plasma de 000 grados. Esto es proporcionado por dos dispositivos especiales llamados ICP-OES (Espectrómetro de emisión óptica de plasma acoplado inductivo) y QQQ-ICP-MS (Espectrómetro de masas de plasma acoplado inductivo). Figi y su colega Claudia Schreiner evalúan los espectros resultantes, una serie de figuras en una tabla de computadora, para evitar perder algo. Pero aquí es cuando comienza el verdadero trabajo de detective.

Dejando rastros - leyendo rastros

Como sabe Figi:muchos elementos que solo están presentes en pequeñas cantidades en la muestra podrían estar escondidos detrás de otros componentes más dominantes. Hierro y níquel, por ejemplo, están cerca en términos de peso atómico, es decir, no siempre son fáciles de diferenciar en el espectrómetro de masas. Sin embargo, los detectives de química tienen un truco bajo la manga:"Podemos eliminar los elementos no deseados de la solución mediante una reacción química, "explica Figi." Precipito el hierro de la solución como óxido de hierro, dejando solo níquel en el espectro de masas, y puedo determinar la cantidad exacta en la muestra ". A veces, el químico incluso va un paso más allá y agrega una pequeña cantidad de un elemento, que sospecha que está en la muestra, vuelve a analizarlo bajo el espectroscopio y compara los resultados. Esto se conoce como "picos".

"Terminas asombrado por todas las cosas que puedes encontrar en un ambiente normal, secador de pelo común y corriente, ", dice Figi. No solo el neodimio de los imanes para el motor eléctrico del secador, eso es de esperar. El equipo de Empa también encontró rastros de praseodimio y samario en las muestras". Buscar rastros no se trata solo de reciclar los desechos en el forma más lucrativa posible, ", dice Figi." También es una cuestión de proteger al personal de las plantas de reciclaje para que no se envenenen ". Por ejemplo, si entra en contacto con ácidos, un alto contenido de arsénico en una muestra puede causar la formación de arsina, un gas venenoso notorio de la Primera Guerra Mundial. "Huele fuertemente a ajo, "dice Figi." Una bocanada y sólo hay una cosa que hacer:¡lárgate de aquí! "