استخراج طلا از زبالههای الکترونیکی به کمک ضایعات کشاورزی
- مجموعه: نوآوری و کشفیات علمی
به گزارش ایسنا، با گسترش استفاده از تجهیزات الکترونیکی مانند تلفنهای همراه، رایانهها و وسایل هوشمند، حجم زبالههای الکترونیکی در سراسر جهان بهطور چشمگیری افزایش یافته است. این زبالهها نهتنها به دلیل وجود مواد سمی و خطرناک میتوانند موجب آلودگی شدید خاک، آب و هوا شوند، بلکه از سوی دیگر حاوی مقادیر قابل توجهی فلزات باارزش هستند. بردهای مدار چاپی که بخش کلیدی بسیاری از تجهیزات الکترونیکی به شمار میروند، ترکیبی پیچیده از عناصر شیمیایی مختلف دارند و بخش قابل توجهی از وزن آنها را فلزات تشکیل میدهد. همین ویژگی باعث شده است که زبالههای الکترونیکی، برخلاف تصور عمومی، بهعنوان یک منبع ثانویه مهم برای تأمین فلزات مورد توجه قرار گیرند.
اهمیت این موضوع زمانی بیشتر میشود که بدانیم ذخایر طبیعی بسیاری از فلزات گرانبها، بهویژه طلا، محدود است و استخراج آنها از معادن طبیعی هزینهبر و همراه با آسیبهای زیستمحیطی فراوان است. در مقابل، میزان فلزات ارزشمند موجود در زبالههای الکترونیکی در برخی موارد حتی چندین برابر مواد معدنی طبیعی گزارش شده است. برای مثال، از بازیافت یک تن تلفن همراه میتوان مقادیر قابل توجهی مس، نقره، طلا و فلزات گروه پلاتین به دست آورد. به همین دلیل، بازیافت این زبالهها نهتنها از نظر اقتصادی توجیهپذیر است، بلکه میتواند نقش مهمی در کاهش فشار بر منابع طبیعی و کاهش آلودگیهای زیستمحیطی ایفا کند.
در همین زمینه، نفیسه حسنزاده از دانشکده مهندسی و علم مواد دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی به همراه چهار همکار همدانشگاهی خود، پژوهشی را در زمینه بازیابی فلزات ارزشمند از زبالههای الکترونیکی انجام دادهاند. این گروه پژوهشی با تمرکز بر بازیابی طلا و با الهام از رویکردهای نوین، به بررسی یک روش جایگزین برای فرآیندهای متداول پرداختهاند که در آن از ترکیب یک محلول خاص برای استخراج و یک جاذب زیستپایه استفاده شده است. هدف این تحقیق، ارائه راهکاری سادهتر، کمهزینهتر و سازگارتر با محیط زیست برای استفاده از منابع موجود در ضایعات الکترونیکی بوده است.
در روش کار این پژوهش، ابتدا از فرآیندی موسوم به «لیچینگ غیرسیانیدی» استفاده شد. لیچینگ به زبان ساده به معنای حل کردن فلز مورد نظر از یک ماده جامد درون یک محلول است. در این تحقیق، به جای مواد بسیار سمی رایج، از نوعی محلول یدید استفاده شد. سپس برای جداسازی طلا از محلول، از نانوبیوچار که نوعی زغال زیستی است بهعنوان جاذب بهره گرفته شد. این نانوبیوچار از شاخههای هرسشده درخت زردآلو تولید شده است؛ به این معنا که یک پسماند کشاورزی به مادهای کاربردی تبدیل شده است. پژوهشگران سپس با استفاده از روش طراحی آزمایش، تأثیر عواملی مانند دما، زمان فرآیند و اندازه ذرات بیوچار را بررسی و شرایط بهینه را مشخص کردند.
یافتههای این تحقیق که در فصلنامه «نانومقیاس» وابسته به انجمن نانوفناوری ایران منتشر شدهاند، نشان دادند که در شرایط بهینه، این روش میتواند عملکرد قابل توجهی داشته باشد. در دمای ۷۰ درجه سانتیگراد، زمان جذب ۵ ساعت و اندازه ذرات مشخص بیوچار، راندمان بازیابی طلا به ۸۸ درصد رسید. این میزان بازیابی نشان میدهد که استفاده از نانوبیوچار زیستپایه میتواند نقش مؤثری در جذب طلا از محلول داشته باشد. همچنین این روش از نظر کارایی با روشهای متداولی مانند رسوب شیمیایی و الکتروشیمیایی مقایسه شد و نتایج امیدوارکنندهای را نشان داد.
در بخش نتیجهگیری، پژوهشگران تأکید کردهاند که ترکیب لیچینگ یدید-ید با جاذب نانوبیوچار، علاوه بر دستیابی به راندمان مناسب، مزایای دیگری نیز دارد. این روش از نظر هزینه، سهولت اجرا و سازگاری با محیط زیست نسبت به بسیاری از روشهای رایج برتری دارد. بهویژه حذف استفاده از سیانید، که مادهای بسیار سمی و خطرناک است، میتواند این فرآیند را به گزینهای ایمنتر برای کاربردهای صنعتی در آینده تبدیل کند.
از نکات تکمیلی مهم این پژوهش، توجه همزمان به دو نوع پسماند است: زبالههای الکترونیکی و ضایعات کشاورزی. استفاده از شاخههای هرسشده درخت زردآلو برای تولید بیوچار، نمونهای از رویکرد اقتصاد چرخشی است که در آن پسماندها به منابع ارزشمند تبدیل میشوند. این موضوع میتواند به کاهش حجم زبالههای کشاورزی و ایجاد ارزش افزوده برای آنها کمک کند.
همچنین بهینهسازی دقیق پارامترهای فرآیند با روشی موسوم به «تاگوچی» نشان داده است که میتوان با کنترل شرایط سادهای مانند دما، زمان و اندازه ذرات، به حداکثر کارایی دست یافت. این ویژگی، امکان مقیاسپذیری و استفاده عملی از این روش را در آینده افزایش میدهد و میتواند زمینهساز توسعه فناوریهای سبز در حوزه بازیافت فلزات گرانبها باشد.
