Các nhà nghiên cứu Trung Quốc vừa phát hiện một phương pháp chiết xuất vàng từ rác thải điện tử nhanh, chi phí thấp và thân thiện môi trường, có thể làm thay đổi căn bản ngành tái chế rác điện tử toàn cầu và giảm đáng kể sự phụ thuộc vào khai thác mỏ truyền thống.
Kỹ thuật mới này có khả năng tách vàng từ thiết bị điện tử thải bỏ chỉ trong chưa đầy 20 phút ở nhiệt độ phòng. Phương pháp được phát triển bởi nhóm nghiên cứu thuộc Viện Chuyển hóa Năng lượng Quảng Châu (Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc) phối hợp với Đại học Công nghệ Hoa Nam.
Nhóm cho biết, chi phí của quy trình mới chỉ bằng khoảng 1/3 giá thị trường hiện nay đối với công nghệ thu hồi vàng, khiến đây trở thành phương pháp hiệu quả về chi phí nhất từng được công bố.
Đáng chú ý, công nghệ này đạt hiệu suất hòa tách vàng trên 98,2% từ các CPU phế thải trong điện thoại cũ và bảng mạch in (PCB) từ đồ gia dụng, tất cả đều thực hiện ở điều kiện nhiệt độ phòng.
Tái chế vàng nhanh và rẻ
Rác thải điện tử (e-waste) hiện là một trong những dòng chất thải rắn tăng nhanh nhất thế giới. Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), mỗi năm lượng rác điện tử toàn cầu tăng thêm 2,6 triệu tấn, và dự kiến sẽ đạt 82 triệu tấn vào năm 2030.
Các loại rác điện tử phổ biến nhất gồm máy tính, thiết bị gia dụng cỡ lớn, điện thoại di động và thiết bị y tế. Những sản phẩm này chứa lượng nhỏ nhưng có giá trị cao của các kim loại quý như vàng (Au) và palladium (Pd), vốn được sử dụng rộng rãi nhờ khả năng dẫn điện tốt, độ ổn định cao và chống ăn mòn.
Trong khi đó, các phương pháp tái chế truyền thống thường dựa vào hóa chất độc hại như xyanua, gây rủi ro nghiêm trọng cho môi trường và sức khỏe con người. Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã phát triển một quy trình dựa trên cơ chế hòa tách tự xúc tác.
Cơ chế này không cần chất ăn mòn mạnh hay chất xúc tác bên ngoài. Thay vào đó, nó sử dụng dung dịch nước đơn giản gồm kali peroxymonosulfate (PMS) và kali clorua (KCl).
Khi dung dịch tiếp xúc với bề mặt vàng hoặc palladium, chính kim loại đóng vai trò chất xúc tác. Trên bề mặt kim loại, PMS và ion clorua (Cl⁻) được kích hoạt, tạo ra các chất oxy hóa có hoạt tính cao như oxy đơn (singlet oxygen) và axit hypochlorous.
Những chất oxy hóa này phá vỡ cấu trúc nguyên tử kim loại, cho phép ion clorua liên kết với chúng và hòa tan kim loại vào dung dịch, từ đó dễ dàng thu hồi. Trong nghiên cứu, nhóm đã tiến hành các thí nghiệm dập tắt phản ứng (quenching) và phân tích quang phổ để xác nhận cơ chế này.
Tái định nghĩa công nghệ khai thác vàng
Các nhà nghiên cứu cho biết, phương pháp mới đạt hiệu suất hòa tách vàng trên 98,2% từ CPU và PCB phế thải, đồng thời thu hồi được 93,4% palladium.
Điều này đồng nghĩa với việc chỉ cần xử lý khoảng 10 kg (22 pound) bảng mạch thải, có thể thu được khoảng 1,4 gram vàng, với tổng chi phí chỉ khoảng 72 USD. Tính ra, chi phí tương đương 1.455 USD mỗi ounce vàng, thấp hơn rất nhiều so với giá thị trường hiện nay.
Để so sánh, giá vàng quốc tế đầu tháng 1 đã lần đầu vượt mốc 4.400 USD/ounce trong lịch sử, và nhiều dự báo cho rằng giá có thể vượt 10.000 USD/ounce vào cuối thập kỷ này.
Không chỉ tiết kiệm chi phí, quy trình mới còn tiêu thụ ít hơn khoảng 62,5% năng lượng so với các kỹ thuật truyền thống. Chi phí hóa chất cũng giảm hơn 93% so với phương pháp sử dụng xyanua.
Ngoài ra, công nghệ này tạo ra lượng chất thải thứ cấp thấp hơn nhiều, chẳng hạn như bùn độc hại. Sau khi hòa tách, kim loại trong dung dịch có thể được thu hồi thông qua các bước khử và tinh luyện đơn giản, cho ra vàng có độ tinh khiết cao.
Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí khoa học uy tín Angewandte Chemie International Edition.
Theo IE
