Flash Joule -uppvärmningsprocessen som utvecklats vid Rice University har anpassats för att återvinna värdefulla och giftiga metaller från elektroniskt avfall. Processen möjliggör ”urban mining” av resurser som kan vara en vinst för miljön såväl som för tillverkare. Upphovsman:Jeff Fitlow/Rice University
I vad som borde vara en win-win-win för miljön, en process som utvecklats vid Rice University för att extrahera värdefulla metaller från elektroniskt avfall skulle också använda upp till 500 gånger mindre energi än nuvarande laboratoriemetoder och producera en biprodukt som är tillräckligt ren för jordbruksmark.
Flash -Joule -uppvärmningsmetoden som introducerades förra året för att producera grafen från kolkällor som matavfall och plast har anpassats för att återvinna rodium, palladium, guld och silver för återanvändning.
En rapport i Naturkommunikation av kemist James Tours rislabb visar också mycket giftiga tungmetaller inklusive krom, arsenik, kadmium, kvicksilver och bly avlägsnas från de flashade materialen, lämnar en biprodukt med minimalt metallinnehåll.
Omedelbart värma avfallet till 3, 400 Kelvin (5, 660 grader Fahrenheit) med ett skott av elektricitet förångar ädelmetallerna, och gaserna ventileras bort för separation, förvaring eller bortskaffande. Tour sa att med mer än 40 miljoner ton e-avfall som produceras globalt varje år, det finns gott om potential för "urban mining".
"Här, den största växande avfallskällan blir en skatt, "Tour sa." Detta kommer att begränsa behovet av att gå över hela världen för att bryta från malmer på avlägsna och farliga platser, avlägsna jordens yta och använda vattenkällor. Skatten finns i våra soptunnor. "
Han noterade en allt snabbare omsättning av personliga enheter som mobiltelefoner har drivit den globala ökningen av elektroniskt avfall, med endast cirka 20% av deponierna för närvarande återvinns.
"Vi hittade ett sätt att få tillbaka ädelmetallerna och göra e-avfall till en hållbar resurs, "sa han." De giftiga metaller kan tas bort för att skona miljön. "
Rice University -kemisten James Tour, vänster, och postdoktorat Bing Deng förbereder sig för att ”blinka” elektroniskt avfall för att återvinna sina värdefulla metaller för återvinning. Laboratoriets process, utvecklades först för att förvandla mat och andra kolkällor till grafen, har anpassats för att återvinna annat material. Upphovsman:Jeff Fitlow/Rice University
Labbet fann att blinkande e-avfall kräver viss förberedelse. Guidad av huvudförfattare och Rice postdoktorala forskningsassistent Bing Deng, forskarna pulveriserade kretskort som de använde för att testa processen och tillsatte halogenider, som teflon eller bordsalt, och en skvätt kimrök för att förbättra återhämtningsutbytet.
En flash -Joule -uppvärmningsprocess som utvecklats vid Rice University återvinner värdefulla och giftiga metaller från elektroniskt avfall. Processen möjliggör ”urban mining” av resurser. Upphovsman:Jeff Fitlow/Rice University
En gång blinkade, processen bygger på "avdunstningsseparation" av metallångorna. Ångorna transporteras från blixtkammaren under vakuum till ett annat kärl, en kall fälla, där de kondenseras till sina ingående metaller. "De återvunna metallblandningarna i fällan kan renas ytterligare till enskilda metaller med väletablerade raffineringsmetoder, "Sa Deng.
Forskarna rapporterade att en flash -Joule -reaktion minskade koncentrationen av bly i den återstående rödingen till under 0,05 delar per miljon, den nivå som anses säker för jordbruksjord. Nivåer av arsenik, kvicksilver och krom minskades alla ytterligare genom att öka antalet blixtar.
Metaller sätter sig i botten av en injektionsflaska efter att ha separerats från andra komponenter i ett krossat kretskort genom flash -Joule -uppvärmning. Processen som utvecklats vid Rice University kan leda till ”stadsbrytning” för värdefulla metaller från elektroniskt avfall. Upphovsman:Jeff Fitlow/Rice University
"Eftersom varje blixt tar mindre än en sekund, det här är lätt att göra, "Sa Tour.
Den skalbara risprocessen förbrukar cirka 939 kilowattimmar per ton bearbetat material, 80 gånger mindre energi än kommersiella smältugnar och 500 gånger mindre än laboratorierörsugnar, enligt forskarna. Det eliminerar också den långa rening som krävs av smält- och urlakningsprocesser.
