Các nhà khoa học Trung Quốc đã tìm ra phương pháp thu hồi vàng từ rác thải điện tử với chi phí thấp hơn 1/3 so với giá thị trường hiện tại.
Phương pháp này có thể chiết tách vàng từ các bộ xử lý trung tâm (CPU) đã qua sử dụng trong điện thoại di động, máy tính cũ, cũng như từ bảng mạch in (PCB) của các thiết bị gia dụng thông qua 1 công đoạn rửa hóa chất trong vòng chưa đầy 20 phút.
Giải pháp này đạt hiệu suất tách vàng trên 98,2% từ CPU và PCB thải ra, đồng thời ít gây ô nhiễm hơn so với các phương pháp truyền thống.
Theo các nhà nghiên cứu, xử lý 10 kg PCB có thể thu được khoảng 1,4g (0,05 ounce) vàng với tổng chi phí khoảng 72 USD (1,9 triệu VNĐ), tương đương 1.455 USD/ounce. Đây là phương pháp tốn ít chi phí nhất từng được biết cho đến nay, biến việc tái chế vàng từ rác thải điện tử trở thành một ngành kinh doanh có lãi.
Với việc Trung Quốc tạo ra hàng triệu tấn rác thải điện tử mỗi năm, bước đột phá công nghệ này mang đến một giải pháp có tiềm năng thay đổi cuộc chơi đối với tình trạng khan hiếm tài nguyên và tác hại môi trường, khi Bắc Kinh định vị khai thác đô thị là tương lai của thu hồi kim loại quý bền vững.
Vàng, bạch kim, paladi và các kim loại khác được sử dụng rộng rãi trong ngành điện tử, chất xúc tác và trang sức nhờ tính ổn định, dẫn điện và đặc tính xúc tác tuyệt vời. Tuy nhiên, chúng khan hiếm nên việc khai thác thường dẫn đến tác hại đối với môi trường sống, gây ô nhiễm đất và nước.
Khai thác rác thải điện tử để lấy kim loại quý là một hoạt động sinh lời và bền vững – một hoạt động được gọi là “khai thác đô thị”. Tuy nhiên, các phương pháp hiện tại thường sử dụng các hóa chất có tính ăn mòn hoặc độc hại cao, gây hại cho môi trường và sức khỏe con người.
Những nỗ lực gần đây nhằm phát triển các kỹ thuật lọc nhẹ nhàng hơn, chẳng hạn như quang xúc tác, vẫn dựa vào chất xúc tác bên ngoài, chất phụ gia kim loại chuyển tiếp hoặc năng lượng bổ sung. Điều này thường làm cho quá trình trở nên phức tạp, lãng phí và tốn nhiều năng lượng.
Để giải quyết những thách thức này, một nhóm nghiên cứu từ Viện Chuyển đổi Năng lượng Quảng Châu, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Đại học Công nghệ Nam Trung Quốc đã đưa ra một phương pháp tiếp cận mới, được trình bày chi tiết trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Angewandte Chemie International Edition vào tháng 11.
Họ tiến hành phương pháp chỉ sử dụng dung dịch hỗn hợp kali peroxymonosulfat (PMS) và kali clorua (KCl) để thu hồi vàng một cách hiệu quả ở nhiệt độ phòng mà không cần bất kỳ chất xúc tác bên ngoài nào.
Điểm độc đáo của kỹ thuật này nằm ở cơ chế “tự xúc tác” – các kim loại quý đóng vai trò là chất xúc tác để kích hoạt và đẩy nhanh quá trình hòa tan.
Trên bề mặt vàng hoặc paladi, các ion PMS và clorua (Cl⁻) trong dung dịch được kích hoạt; chúng phản ứng và tạo ra 2 chất quan trọng: oxy đơn nguyên tử và axit hypochlorous.
Các chất oxy hóa này sau đó sẽ phân hủy các nguyên tử kim loại, cho phép các ion clorua bám vào và hòa tan chúng vào dung dịch để dễ dàng thu hồi.
Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra cơ chế này thông qua các thí nghiệm làm nguội và phân tích quang phổ. Thông qua các thử nghiệm có hệ thống, họ cũng đã xác định được lượng hóa chất tối ưu cần sử dụng để đạt hiệu quả cao nhất.
Giá trị của nghiên cứu này không chỉ nằm ở những kết quả thí nghiệm ấn tượng mà còn ở lợi ích kinh tế và môi trường, cho thấy tiềm năng ứng dụng đáng kể.
So với các phương pháp xyanua truyền thống, chi phí thuốc thử giảm khoảng 93,2%, chủ yếu là do sử dụng PMS và KCl rẻ tiền và dễ kiếm mà không cần chất xúc tác đắt tiền. Phương pháp này tiêu thụ ít năng lượng hơn nhiều – khoảng 62,5% – do hoạt động ở nhiệt độ phòng mà không cần nguồn điện bổ sung.
Quy trình này cũng đơn giản và thân thiện với môi trường hơn, giảm thiểu chất thải thứ cấp như bùn thải. Nước rỉ có thể được xử lý trực tiếp sau khi khử bằng axit ascorbic, cô đặc và nung để thu được vàng nguyên chất.
Theo số liệu từ Hiệp hội Tái chế Tài nguyên Trung Quốc, lượng rác thải điện tử hàng năm của Trung Quốc đã vượt 10 triệu tấn và tiếp tục tăng nhanh. Bên cạnh điện thoại di động và máy tính đã qua sử dụng, các thiết bị gia dụng như tivi và tủ lạnh cũng chứa các bảng mạch điện tử.
Mặc dù nhiều công ty hoạt động trong lĩnh vực này, quy mô và hiệu quả rất khác nhau, cho thấy tiềm năng đáng kể để cải thiện việc thu hồi tài nguyên.
Theo báo cáo của China Science Daily, nghiên cứu này cung cấp một phương pháp tái chế bền vững và hiệu quả hơn để thu hồi kim loại quý từ rác thải điện tử.
Với tiềm năng nhân rộng quy mô, phương pháp này có thể giúp giảm sự phụ thuộc vào khai thác mỏ và thúc đẩy quá trình chuyển đổi ngành công nghiệp thu hồi kim loại quý sang các phương pháp xanh và tiên tiến hơn.
(Y Vân: Tham khảo SCMP)
