Czyste złoto z elektrośmieci

Jeśli chodzi o większość metali potrzebnych do produkcji przemysłowej, Korea Południowa jest krajem uzależnionym od importu. W związku z wyczerpywaniem się zasobów i rosnącymi cenami surowców, w ostatnich latach coraz cześciej stosuje się tam zamnięty obieg zasobów – czyli recykling metali z odpadów i zużytych urządzeń.

Na przykład firma SK hynix opracowała średnio- i długoterminowy plan wykorzystania odpadów powstających przy produkcji półprzewodników, który ma na celu zwiększenie do ponad 30 proc. przed rokiem 2030 odsetka odzyskanych i ponownie wykorzystanych cennych metali (na przykład złota i miedzi). Samsung Electronics z kolei prowadzi zbiórkę zużytych telefonów komórkowych we współpracy z organizacją non-profit E-Circulation Governance.

Specjaliści oczekują, że globalny rynek gospodarki o obiegu zamkniętym wzrośnie ponad dwukrotnie - z około 338 miliardów dolarów w 2022 r. do około 712 miliardów dolarów w 2026 r.

Tymczasem zespół kierowany przez dr Jae-Woo Choia z Koreańskiego Instytutu Nauki i Technologii (KIST) ogłosił, że opracował technologię umożliwiającą selektywne odzyskiwanie złota o wysokiej czystości z urządzeń elektrycznych i odpadów elektronicznych zawierających różne metale przy użyciu materiałów tekstylnych.

Metoda (DOI: 10.1016/j.cej.2024.149602) radykalnie skraca proces odzyskiwania i zmniejsza jego koszty. Sam materiał tekstylny może być wytwarzany masowo i wielokrotnie poddawany recyklingowi.

Zwykle do odzyskiwania metali z odpadów uzywa się adsorbentów w formie granulatu, co pozwala uzyskać dużą powierzchnię wiążącą metal. Jednak taki adsorbent trudno później odzyskać, co może prowadzić do wtórnego zanieczyszczenia środowiska. Materiały włókniste są pod tym względem dużo łatwiejsze do kształtowania i wykorzystania. Ponadto ze względu na małą grubość i niewielką wytrzymałość łatwo ulegają zniszczeniu.

Badacze z projektu KIST chemicznie unieruchomili cząsteczki zasadowe na powierzchni włókien poliakrylonitrylowych (PANF), aby poprawić zarówno wydajność odzyskiwania złota molekularnego, jak i stabilność strukturalną. Włókno polimerowe zawierające aminę ma znacznie większą powierzchnię, co może poprawić skuteczność adsorpcji jonów złota (Au) w odpadach nawet 2,5 raza (z 576 mg/g do 1462 mg/g) w porównaniu z wcześniej opracowanym przez zespół granulowanym materiałem do adsorpcji złota.

Nowy włóknisty adsorbent nie tylko wykazał skuteczność odzysku złota na poziomie ponad 99,9 proc., ale także osiągnął skuteczność odzysku złota bliską 100 proc. w szerokim zakresie pH 1-4, co obejmuje większość cieczy odpadowych.

Na szczególną uwagę zasługuje fakt, że można odzyskać praktycznie same jony złota. Czystość uzyskanego metalu przekracza 99,9 proc. nawet w obecności 14 innych jonów metali współistniejących w roztworze. Co więcej, stopień odzysku złota utrzymywał się na poziomie 91proc. nawet po 10 użyciach adsorbentu.

"Umożliwiając wydajne i przyjazne dla środowiska odzyskiwanie zasobów metali, adsorbent włóknisty opracowany przez KIST może zmniejszyć zależność Korei od importu surowców i przygotować na ryzyko wzrostu cen surowców" – powiedział dr Jae-Woo Choi.

"Planujemy poszerzyć zakres przyszłych badań w celu selektywnego odzyskiwania różnych metali docelowych oprócz złota" - dodał dr Youngkyun Jung.(PAP)

Paweł Wernicki

pmw/ zan/