El proceso de calentamiento flash Joule desarrollado en la Universidad de Rice se ha adaptado para recuperar metales valiosos y tóxicos de los desechos electrónicos. El proceso permite la “minería urbana” de recursos que podría ser beneficiosa para el medio ambiente y para los fabricantes. Crédito:Jeff Fitlow / Rice University
En lo que debería ser un beneficio mutuo para el medio ambiente, un proceso desarrollado en la Universidad de Rice para extraer metales valiosos de desechos electrónicos también usaría hasta 500 veces menos energía que los métodos de laboratorio actuales y produciría un subproducto lo suficientemente limpio para tierras agrícolas.
El método de calentamiento flash Joule introducido el año pasado para producir grafeno a partir de fuentes de carbono como residuos de alimentos y plástico se ha adaptado para recuperar el rodio. paladio, oro y plata para su reutilización.
Un informe en Comunicaciones de la naturaleza por el laboratorio de Rice del químico James Tour también muestra metales pesados altamente tóxicos, incluido el cromo, arsénico, cadmio, el mercurio y el plomo se eliminan de los materiales flasheados, dejando un subproducto con un contenido mínimo de metal.
Calentando instantáneamente los residuos a 3, 400 Kelvin (5, 660 grados Fahrenheit) con una sacudida de electricidad vaporiza los metales preciosos, y los gases se ventilan para la separación, almacenamiento o eliminación. Tour dijo que con más de 40 millones de toneladas de desechos electrónicos producidos en todo el mundo cada año, hay mucho potencial para la "minería urbana".
"Aquí, la mayor fuente creciente de desechos se convierte en un tesoro, ", Dijo Tour." Esto reducirá la necesidad de ir a todo el mundo para extraer minerales en lugares remotos y peligrosos, despojar la superficie de la Tierra y utilizar montones de recursos hídricos. El tesoro está en nuestros contenedores de basura ".
Señaló que una rotación cada vez más rápida de dispositivos personales como teléfonos celulares ha impulsado el aumento mundial de los desechos electrónicos. con solo alrededor del 20% de los desechos de los vertederos que se reciclan actualmente.
"Encontramos una manera de recuperar los metales preciosos y convertir los desechos electrónicos en un recurso sostenible, ", dijo." Los metales tóxicos se pueden eliminar para proteger el medio ambiente ".
James Tour, químico de la Universidad de Rice, izquierda, y el asociado de investigación postdoctoral Bing Deng se preparan para “flashear” los desechos electrónicos para recuperar sus metales valiosos para su reciclaje. El proceso del laboratorio, desarrollado por primera vez para convertir los desechos de alimentos y otras fuentes de carbono en grafeno, ha sido adaptado para recuperar otros materiales. Crédito:Jeff Fitlow / Rice University
El laboratorio descubrió que los desechos electrónicos intermitentes requieren cierta preparación. Guiado por el autor principal y asociado de investigación postdoctoral de Rice, Bing Deng, los investigadores pulverizaron placas de circuitos que utilizaron para probar el proceso y agregaron haluros, como teflón o sal de mesa, y una pizca de negro de humo para mejorar el rendimiento de recuperación.
Un proceso de calentamiento flash Joule desarrollado en la Universidad de Rice recupera metales valiosos y tóxicos de los desechos electrónicos. El proceso permite la “minería urbana” de recursos. Crédito:Jeff Fitlow / Rice University
Una vez destellado, el proceso se basa en la "separación evaporativa" de los vapores metálicos. Los vapores se transportan desde la cámara de flash al vacío a otro recipiente, una trampa fría, donde se condensan en sus metales constituyentes. "Las mezclas de metales recuperados en la trampa se pueden purificar aún más en metales individuales mediante métodos de refinación bien establecidos, "Dijo Deng.
Los investigadores informaron que una reacción instantánea de Joule redujo la concentración de plomo en el carbón restante a menos de 0,05 partes por millón. el nivel considerado seguro para suelos agrícolas. Niveles de arsénico, el mercurio y el cromo se redujeron aún más aumentando el número de destellos.
Los metales se depositan en el fondo de un vial después de ser separados de otros componentes en una placa de circuito triturada mediante calentamiento instantáneo Joule. El proceso desarrollado en la Universidad de Rice podría conducir a la “minería urbana” de metales valiosos a partir de desechos electrónicos. Crédito:Jeff Fitlow / Rice University
"Dado que cada destello dura menos de un segundo, Esto es fácil de hacer, "Dijo Tour.
El proceso escalable de Rice consume alrededor de 939 kilovatios-hora por tonelada de material procesado, 80 veces menos energía que los hornos de fundición comerciales y 500 veces menos que los hornos de tubo de laboratorio, según los investigadores. También elimina la prolongada purificación requerida por los procesos de fundición y lixiviación.
