طلا در میان زباله ها؛ استخراج طلا از پسماندهای الکترونیکی

به گزارش تهران خبر و به نقل از تسنیم،  پسماندهای الکترونیکی، یا زباله‌های الکترونیکی، به سرعت در حال تبدیل شدن به یک مشکل جهانی هستند و هر ساله، حدود 50 میلیون تن از این نوع زباله در سطح دنیا تولید می‌شود.

از این زباله‌ها تنها 20 درصد  بازیافت می‌شود و بقیه آنها به محل‌های دفن یا سوزاندن زباله منتقل می‌شوند که هر دو به آلودگی محیط زیست کمک می‌کنند.

با این حال، دانشمندان در میان این واقعیت تلخ، فرصت درخشانی یافته‌اند که ثابت می‌کند هر زباله الکترونیکی، حتماً یک لبه نقره‌ای (یا طلا) دارد.

با پیشرفت سریع فناوری، مردم به‌طور مداوم دستگاه‌های خود را ارتقا می‌دهند و دستگاه‌های قدیمی را رها می‌کنند که غالباً به محل‌های دفن زباله می‌روند. متاسفانه، زباله‌های الکترونیکی می‌توانند برای محیط زیست مضر باشند، زیرا بسیاری از وسایل الکترونیکی حاوی مواد سمی مانند سرب، جیوه و کادمیوم هستند. این مواد سمی می‌توانند به خاک و آب نفوذ کرده و اکوسیستم‌ها را آلوده کرده و خطرات بهداشتی برای انسان‌ها و حیات وحش ایجاد کنند.

بسیاری از قطعات وسایل الکترونیکی، مانند فلزات، پلاستیک‌ها و شیشه‌ها، می‌توانند در تولید محصولات جدید مورد استفاده قرار گیرند. بازیافت صحیح زباله‌های الکترونیکی نه تنها به کاهش آلودگی محیط زیست کمک می‌کند بلکه منابع ارزشمند را نیز حفظ می‌کند. با این حال، بازیافت زباله‌های الکترونیکی نیازمند فرآیندهای تخصصی برای استخراج ایمن این مواد است و همه مراکز بازیافت توانایی انجام این کار را ندارند.

دانشمندان امیدوارند که این کشف جدید، فرآیند بازیافت را برای مراکز بازیافت بسیار سودآورتر کرده و آن‌ها را ترغیب کند تا به حل این مشکل جهانی کمک کنند.

تبدیل زباله‌های الکترونیکی به طلا

ایده استخراج طلا از زباله‌های الکترونیکی جدید نیست. برآوردها نشان می‌دهند که یک تن زباله الکترونیکی حداقل 10 برابر بیشتر از یک تن سنگ معدن معمولی که از آن طلا استخراج می‌شود، طلا دارد اما مشکل در جزئیات است، یا در این مورد، در فرآیند استخراج طلا. روش‌های سنتی از سموم قوی مانند سیانید استفاده می‌کنند که خطرات محیطی عمده‌ای به همراه دارد.

با این حال، دانشمندان در دانشکده کشاورزی و علوم زندگی دانشگاه کرنل راه‌حل هوشمندانه‌ای پیدا کرده‌اند که دوستدار محیط زیست است و دو برابر مفید است. روش جدید فقط طلا را از زباله‌های الکترونیکی استخراج نمی‌کند، بلکه از این فلز گرانبها برای تبدیل دی‌اکسید کربن (CO2) که یکی از گازهای گلخانه‌ای اصلی است، به مواد شیمیایی مفید استفاده می‌کند.

تحقیقات به رهبری محقق پسا دکتری امین زاده‌نازاری بر اساس ایجاد ساختارهای ارگانیک کووالانسی پیوندی وینیل (VCOFs) استوار است. این VCOFs به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که یون‌ها و نانوذرات طلا را از مدارهای پیچیده در دستگاه‌های الکترونیکی دور ریخته شده استخراج می‌کنند و این کار را با دقت و کارایی بی‌نظیر انجام می‌دهند. یکی از این VCOFs توانست 99.9 درصد طلا را جذب کند و فلزاتی مانند نیکل و مس را کنار بگذارد.

زاده‌نازاری می‌گوید: ما می‌توانیم از این COFs طلا-loaded برای تبدیل CO2 به مواد شیمیایی مفید استفاده کنیم. با تبدیل CO2 به مواد با ارزش افزوده، نه تنها تقاضای دفع زباله‌ها کاهش می‌یابد، بلکه منافع زیست‌محیطی و عملی نیز فراهم می‌شود. این یک برد-برد برای محیط زیست است.

تتراستیافول‌والن غنی از گوگرد است که آن را به یک آهن‌ربای طبیعی برای طلا تبدیل می‌کند. همچنین، TTF از مقاومت شگفت‌انگیزی برخوردار است و 16 بار شستشو و استفاده مجدد را تحمل کرده و بدون کاهش قابل توجهی در کارایی جذب، باقی می‌ماند.

یکی دیگر از جنبه‌های جالب این روش، توانایی تبدیل CO2 به مواد آلی تحت فشار معمولی CO2 در دمای 50 درجه سانتیگراد (122 درجه فارنهایت) است که نتیجه‌ای از فرآیند کربوکسیلاسیون می‌باشد.

این فرآیند دو برابر فایده این تکنیک را افزایش می‌دهد، زیرا علاوه بر استخراج فلز گرانبها، میزان گاز گلخانه‌ای قدرتمند را نیز کاهش می‌دهد.

بازیابی انتخابی طلا از زباله‌های الکترونیکی

آلیرضا عباس‌پورراد، یکی از نویسندگان این مطالعه و استاد شیمی مواد غذایی و تکنولوژی مواد افزودنی، بر اهمیت این بازیابی انتخابی تاکید کرده است.

او می‌گوید: “دانستن اینکه چه مقدار طلا و فلزات گرانبها در این دستگاه‌های الکترونیکی وجود دارد و توانایی بازیابی آن‌ها به‌گونه‌ای که بتوانید فلزی که می‌خواهید – در اینجا طلا – را انتخاباً استخراج کنید، بسیار مهم است.”

با توجه به اینکه در آینده ممکن است 80 میلیون تن زباله الکترونیکی تا سال 2030 تولید شود، پیدا کردن روش‌های پایدار برای مقابله با این مشکل از اهمیت بیشتری برخوردار است.

روش توسعه یافته توسط تیم کرنل به ما یک امید جدید می‌دهد – تصویری از آینده‌ای که در آن زباله تبدیل به ثروت می‌شود و عادت‌های فناوری ما به جای آسیب رساندن به طبیعت، به آن خدمت می‌کند.

چالش رو به رشد زباله‌های الکترونیکی

زباله‌های الکترونیکی تنها یک مشکل زیست‌محیطی نیستند؛ بلکه یک بحران جهانی هستند. پیشرفت‌های سریع فناوری و کاهش عمر مفید محصولات موجب افزایش بی‌سابقه‌ای در زباله‌های الکترونیکی شده‌اند.

بیشتر این زباله‌ها از کشورهای با درآمد بالا می‌آید، اما دفع آن‌ها بیشتر بر کشورهای با درآمد پایین تاثیر می‌گذارد، جایی که مقررات ضعیف منجر به شیوه‌های بازیافت غیر ایمن می‌شود.

در بسیاری از مناطق، زباله‌های الکترونیکی به‌طور دستی در بخش‌های غیررسمی باز می‌شوند، که معمولاً کارگران را در معرض مواد سمی مانند سرب، جیوه و مواد ضد اشتعال برومینی قرار می‌دهد.

این مواد شیمیایی سمی نه تنها به سلامت انسان آسیب می‌زنند بلکه به خاک و آب نفوذ کرده و خطرات اکولوژیکی طولانی‌مدت ایجاد می‌کنند.

تکنولوژی جدید VCOF توسعه یافته در دانشگاه کرنل، گامی مهم به جلو در حل چالش‌های روزافزون زباله‌های الکترونیکی است.

مطالعه کامل در مجله Nature Communications منتشر شده است.

انتهای پیام/