Många sällsynta metaller är bristfälliga, men efterfrågan på användning inom elektronik, medicinsk instrumentering, och andra syften fortsätter att öka. Som avfall, dessa metaller förorenar miljön och skadar människors hälsa. Helst vi skulle återvinna metallerna från avfallet för återanvändning. Tyvärr, nuvarande återvinningsmetoder är en kombination av komplexa, dyr, toxisk, slösaktig, och slutligen ineffektivt.

I en kommande studie i Chemical Engineering Journal , forskare från Kanazawa University rapporterar en stor förbättring när det gäller att återvinna silver- och palladiumjoner från surt vattenhaltigt avfall. Återvinning av metaller i elementära, metallisk form är enkel - bränn helt enkelt extraktionsmaterialet och samla upp den återstående metallen efter ytterligare uppvärmning.

Forskarna modifierade kemiskt ultrasmå partiklar av cellulosa, en riklig och ogiftig biopolymer, för att selektivt adsorbera silver- och palladiumjoner vid rumstemperatur. Adsorptionen var nästan fullständig vid surt pH med syrakoncentrationer på omkring 1 till 13 volymprocent. Detta är rimliga experimentella förhållanden.

"Adsorbenten kelerade selektivt de mjuka sura silver- och palladiumkatjonerna, " förklarar huvudförfattaren Foni Biswas. "Av de 11 konkurrerande basmetallerna vi testade, endast koppar- och blykatjoner adsorberades också, men vi tog bort dem med lätthet."

Maximal metalljonadsorption var snabb – t.ex. en timme för silver. Maximal adsorption kräver vanligtvis många timmar med andra tillvägagångssätt.

"Intrapartikeldiffusion hindrade inte adsorption, som är en endoterm, spontan kemisk process, " förklarar seniorförfattaren Hiroshi Hasegawa. "Maximal metalladsorptionskapacitet – t.ex. 11 mmol/g för silver - är betydligt högre än vad som rapporterats i tidigare forskning."

Efter adsorption, forskarna brände helt enkelt cellulosapartiklarna för att få elementärt silver eller palladiumpulver. Efterföljande förbränning vid högre temperatur omvandlade pulvret till pellets. Cyanid eller andra giftiga extraktionsmedel krävdes inte. Spektroskopiska analyser visade att de slutliga metallpelletarna var i metallisk snarare än oxidform.

"Vi tog bort nästan allt silver och palladium från verkliga industriavfallsprover, " säger huvudförfattaren Biswas. "Att erhålla rena och elementära metaller gick lika smidigt som i våra testkörningar."

Palladium och silver är värdefulla metaller men de naturliga tillgångarna blir alltmer begränsade. Framtida behov kräver att vi återvinner de metaller vi redan har på ett praktiskt sätt. Den forskning som redovisas här är en viktig utveckling som kommer att undvika försörjnings- och distributionssvårigheter som bara kommer att öka under de kommande åren.