استخراج طلا از زباله های الکتریکی با استفاده از آب پنیر!

محققان، یک روش جدید برای بازیابی طلای با خلوص بالا از لوازم الکترونیکی دور ریختنی پیدا کردند.

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری نتکانف به نقل از نیواطلس، جامعه هزاران سال است که ارزش زیادی برای طلا قایل هستند. اخیرا نیز از این ماده ارزشمند برای کاربرد های فنی در الکترونیک و میکروالکترونیک، هوا فضا، پزشکی، بیوتکنولوژی و نانوتکنولوژی استفاده می کنند. اما چالشی که وجود دارد این است که طلا هم مانند هر فلز دیگری، یک منبع تجدید ناپذیر و به طور فزاینده ای ارزشمند است.

در یک مطالعه جدید، محققان دانشگاه صنعتی زوریخ سوییس، یک روش پایدار و مقرون به صرفه برای استخراج انتخابی طلا از زباله های الکترونیکی کشف کرده اند

رافایل مزنگا، نویسنده مرتبط با این مطالعه می گوید: حقیقتی که من بیش از همه دوست دارم این است که ما از یک محصول جانبی صنایع غذایی برای به دست آوردن طلا از زباله های الکترونیکی استفاده می کنیم.

محصول جانبی صنعت غذایی مزانگا به آب پنیر اشاره دارد، بخش آبکی شیر که هنگام درست کردن پنیر از آن جدا می شود. در اینجا، محققان این زباله لبنی را به ماتریکسی از فیبر های آمیلویید پروتیین تبدیل کردند که از آن به عنوان جاذب برای حذف انتخابی طلا از زباله های الکترونیکی استفاده می کردند.

تحت شرایط اسیدی و دمای بالا، پروتیین های آب پنیر دناتوره شدند (تخریب ساختار اولیه پروتیین به یک ساختار شل تر و تصادفی)  که باعث تجمع آن ها در نانوفیبریل ها در ژل می شود. درنهایت ژل خشک شد و به شکل اسفنج در آمد.

محققان قطعات فلزی را از 20 مادربرد کامپیوتر قدیمی استخراج کرده و آن ها را در حمام اسید حل کردند تا فلزات را یونیزه کنند و آن ها را به یون های مثبت و منفی تبدیل کنند. وقتی اسفنج فیبریل پروتیینی در محلول یون فلزی قرار گرفت، یون های طلا به آن چسبیدند. در حالی که فلزات دیگر – مثلا مس و آهن – نیز توسط اسفنج جذب می شدند، طلا به مراتب کارآمدتر جذب می شد.

پس از جذب یون های طلا، اسفنج فیبریل پروتیینی در معرض حرارت قرار گرفت و یون ها را به پوسته هایی   تبدیل کرد که در نهایت به یک قطعه طلا با جرم حدود 500 میلی گرم تبدیل شد. تجزیه و تحلیل نشان داد که این قطعه عمدتاً از طلا (90.8 درصد وزنی) ساخته شده است که مس و نیکل به ترتیب 10.9 درصد وزنی و 0.018 درصد وزنی دارند. یافته ها خلوص بالای قطعه را نشان می دهد که مربوط به 21 یا 22 قیراط است.

محققان در مقاله خود، قابلیت تجاری روش خود را نشان دادند. با در نظر گرفتن هزینه های تهیه مواد منبع و هزینه های انرژی برای کل فرآیند، هزینه کل بازیابی 1 گرم طلا از ضایعات الکترونیکی 50 برابر کم تر از ارزش طلای بازیابی شده بود.

این روش از نقطه نظر زیست محیطی بهتر است. استفاده از کربن فعال معمولی برای بازیابی 1 گرم طلا از زباله های الکترونیکی حدود 116 گرم دی اکسید کربن تولید می کند، در حالی که ردپای کربن اسفنج فیبریل پروتیین کم تر است و منجر به حدود 87 گرم گاز گلخانه ای می شود. دلیل اصلی تاثیر زیست محیطی بیشتر استفاده از کربن فعال، مصرف انرژی بالاتر آن در طول تولید است که عمدتاً به دلیل منابع سوخت غیر قابل تجدید همراه با ظرفیت جذب کمتر از اسفنج است.

تلاش های قبلی برای استخراج طلا همگی دارای اشکالاتی مانند مقیاس پذیری بودند.

از آنجا که آب پنیر یک پروتیین حیوانی است، اسفنج فیبریل پروتیینی احتمالا آسیب اکوسیستم بیشتری نسبت به کربن فعال ایجاد خواهد کرد. به این ترتیب، محققان بررسی خواهند کرد که آیا پروتیین های گیاهی، مانند پروتیین های مشتق شده از نخود و سیب زمینی، می توانند به جای آب پنیر استفاده شوند یا خیر.

محققان قصد دارند این فن آوری را برای ارایه بازار آماده کنند. در حالی که زباله های الکترونیکی یک منبع آغاز امیدوارکننده برای استخراج طلا هستند، اما آنها به موارد دیگری از جمله زباله های صنعتی حاصل از فرایند های تولید ریزتراشه یا فرآیند های آبکاری طلا چشم دوخته اند.

این مطالعه در مجله «مواد پیشرفته» (Advanced Materials) منتشر شده است.