Новый метод безопасно извлекает ценные металлы, запертые в выброшенной электронике и низкосортной руде, используя значительно меньше энергии и меньшего количества химических материалов, чем нынешние методы, сообщают исследователи Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне в журнале Nature Chemical Engineering. Статья называется «Окислительно-восстановительная электрохимическая жидкостно-жидкостная экстракция (e-LLE) для селективного извлечения металлов».
Золото и металлы платиновой группы, такие как палладий, платина и иридий, пользуются большим спросом для использования в электронике. Однако получение этих металлов в результате добычи полезных ископаемых и современных методов переработки электроники не является устойчивым и имеет высокий углеродный след. Золото, используемое в электронике, обеспечивает 8% общего спроса на металл, а 90% золота, используемого в электронике, ежегодно попадает на свалки в США, говорится в исследовании.
Исследование, проведенное профессором химической и молекулярной инженерии Сяо Су, описывает первый процесс извлечения и разделения драгоценных металлов, полностью основанный на внутренней энергии электрохимической жидкостно-жидкостной экстракции, или e-LLE. В этом методе используется реакция восстановления-окисления для селективного извлечения ионов металлов золота и платиновой группы из жидкости, содержащей растворенные электронные отходы .
В лаборатории команда растворила каталитические нейтрализаторы , электронные отходы, такие как старые печатные платы, и смоделировала добычу руд, содержащих золото и металлы платиновой группы, с помощью органического растворителя . Затем система пропускает растворенную электронику или руду через специализированные электроды в три последовательные экстракционные колонны: одну для окисления, одну для выщелачивания и одну для восстановления.
«Затем металлы преобразуются в твердые вещества с помощью гальванического покрытия, а оставшаяся жидкость может быть обработана для улавливания оставшихся металлов и переработки органического растворителя», — сказал Су. «Поток, содержащий органический экстрагент, затем перекачивается обратно в первую экстракционную колонну, замыкая контур, что значительно сводит к минимуму отходы».
Экономический анализ нового подхода показал, что стоимость нового метода на два порядка ниже, чем текущие промышленные процессы. «Социальная ценность этой работы на самом деле заключается в ее способности быстро производить зеленое золото за один этап, что значительно повышает прозрачность и доверие к бесконфликтным переработанным драгоценным металлам», — сказал постдокторант Стивен Котти, первый автор исследования.
Су сказал, что одним из многих преимуществ этого нового метода является то, что он может работать непрерывно и является очень селективным с точки зрения способа извлечения драгоценных металлов . «Мы можем извлечь из потока золото и металлы платиновой группы, но мы также можем отделить их от других металлов, таких как серебро, никель, медь и другие менее ценные металлы, чтобы значительно повысить чистоту — с чем сталкиваются другие методы».
Команда заявила, что они работают над совершенствованием этого метода, совершенствуя инженерный дизайн и выбор растворителя.
В этом исследовании внесли свой вклад учёный-исследователь Йоханнес Эльберт и аспирантка Адерийике Фаниян. Су также является сотрудником Института передовых наук и технологий Бекмана и профессором гражданского и экологического строительства в Иллинойсе.
Университет Иллинойса Урбана-Шампейн подал предварительный патент на технологию, представленную в этой работе.
Теги: микроэлектроника, экология
