Un nuevo proceso para extraer metales valiosos de los desechos electrónicos podría usar 500 veces menos energía que los métodos existentes, reducir la demanda de materias primas extraídas y producir desechos ecológicos, han dicho los científicos.
La técnica se basa en el "método de calentamiento flash Joule", que fue pionero en la producción de grafeno de sustancia superfina a partir de fuentes de carbono como la madera y el plástico.
Pero las nuevas adaptaciones realizadas por un equipo de la Universidad de Rice en Texas significan que el método se puede utilizar para recuperar sustancias como el rodio, el paladio, el oro y la plata de los desechos para que puedan reutilizarse.
Funciona al calentar instantáneamente los desechos a 3 mil 400 Kelvin (3.124 °C) con una descarga de electricidad que vaporiza los metales anteriores, y luego los gases se ventilan para su separación, almacenamiento o eliminación.
Los metales pesados residuales altamente tóxicos como el cromo, arsénico, cadmio, mercurio y plomo se eliminan de los materiales “flasheados”, dejando un subproducto con un contenido mínimo de metal, dijo el equipo.
Con más de 40 millones de toneladas de desechos electrónicos producidos en todo el mundo cada año, existe un gran potencial para esta forma de " minería urbana", lo que también puede significar que las empresas de tecnología no tendrían que obtener todas sus materias primas de países y regiones con corrupción y conflictos.
“Aquí, la mayor fuente creciente de desechos se convierte en un tesoro”, dijo el profesor James Tour de la Universidad de Rice.
“Esto reducirá la necesidad de viajar por todo el mundo para extraer minerales en lugares remotos y peligrosos, despojar la superficie de la Tierra y utilizar gran cantidad de recursos hídricos.
"El tesoro está en nuestros contenedores de basura".
Dijo que una rotación cada vez más rápida de dispositivos personales como el teléfono móvil ha impulsado el rápido aumento de los desechos electrónicos en todo el mundo.
Actualmente, solo se recicla alrededor del 20 por ciento de estos residuos.
"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".
El equipo de investigación dijo que encontraron que flashear los desechos electrónicos requiere cierta preparación.
Guiados por el autor principal y asociado de investigación postdoctoral de la Universidad de Rice, el Dr. Bing Deng, los investigadores pulverizaron placas de circuito que usaron para probar el proceso e introdujeron aditivos particulares, como teflón o sal de mesa, y una pizca de carbón negro para mejorar el rendimiento de recuperación.
Una vez flasheado, el proceso se basa en la "separación por evaporación" de los vapores metálicos.
Los vapores se transportan desde la cámara de evaporación a vacío a otro recipiente 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 el Dr. 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.
Los niveles de arsénico, mercurio y cromo se redujeron aún más al aumentar el número de “flashes”.
"Dado que cada flash toma menos de un segundo, esto es fácil de hacer", dijo el profesor Tour.
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El proceso 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.
Dijeron que también elimina la prolongada purificación requerida por los procesos de fundición y lixiviación.
La investigación se publicó en la revista Nature Communications.
YasBer
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