Ny metod hjälper till att återvinna guld från e-avfall i en högre takt än vad det kan utvinnas från färsk malm. Kredit:Reiko Matsushita, Shinta Watanabe
Ett stort problem med omhändertagande av kärnkrafts- och elektroniskt avfall är att processen går till spillo med ädelmetaller som guld och metaller från platinagruppen, som är nyckelmetaller i datachips. Forskare från Nagoya University i samarbete med de från Tokyo Institute of Technology har upptäckt att en lösning på detta akuta miljömässiga och tekniska problem kan ligga i ett pigment som heter Preussian blue. Med hjälp av deras teknik kunde guld utvinnas från elektroniskt avfall, såsom smarta telefoner, i mängder 10 till 80 gånger större än vad som kan erhållas från naturliga malmer.
I konstens värld användes preussiskt blått ursprungligen som färgämne i färg och bläck och har använts av målare som Picasso, Van Gogh och Hokusai för sin mörkblå färg. Men i kemins värld har detta pigment en annan intressant egenskap. Dess nanometerstora utrymmen (kallade nanorymden) har ett djungelgymformat galler, som tidigare experiment fann kunde ta upp metaller från platinagruppen. Det var dock inte klart hur upptaget av dessa multivalenta metaller fungerade.
I en studie publicerad i Scientific Reports , ett team bestående av Jun Onoe och Shinta Watanabe från Graduate School of Engineering, Nagoya University, i samarbete med Kenji Takeshita från Tokyo Institute of Technology, använde röntgenstrålar och ultraviolett spektroskopi för att lära sig mer om processen. "Jag blev förvånad över att upptäcka att preussiskt blått tar upp platinagruppens ädelmetaller genom att ersätta dem med järnjoner i ramverket samtidigt som djungelgymstrukturen behålls", förklarar professor Onoe. Denna mekanism gör att preussiskt blått kan ta upp mer guld- och platinametaller än konventionella biobaserade absorbenter.
En annan fördel med studien var att den visade ett sätt att lösa ett av de stora problemen med bortskaffande av kärnavfall. För närvarande förs använt kärnbränsle som genereras från kraftverk till en upparbetningsanläggning där det radioaktiva flytande avfallet omvandlas till ett glasliknande tillstånd för geologisk slutförvaring. I denna process lägger sig ofta överblivna metaller från platinagruppen på smältlimsapplikatorns sidoväggsyta, vilket skapar en ojämn värmefördelning. Denna obalans påverkar kvaliteten och stabiliteten hos de förglasade föremålen och ökar kostnaderna eftersom smältlimsapplikatorn måste spolas innan den kan användas igen.
"Våra resultat visar att preussiskt blått eller dess analoger är en kandidat för att förbättra återvinningen av ädelmetaller från kärnkrafts- och elektroniskt avfall", säger professor Onoe, "särskilt jämfört med konventionellt använda biobaserade adsorbenter/aktivt kol."
Förlusten av värdefulla metaller vid avfallshantering är ett allvarligt problem, särskilt i den nuvarande situationen med alltmer begränsade naturresurser. Genom att effektivisera återvinningen av metaller lovar Prussian blue att göra återvinningen mer miljö- och ekonomiskt vänlig. + Utforska vidare
