Các nhà khoa học Trung Quốc chiết xuất 98% vàng từ điện thoại cũ chỉ trong 20 phút

Kim loại quý trong rác thải điện tử, nguồn lợi khổng lồ bị lãng phí

Tái chế rác thải điện tử trở thành vũ khí mới của Mỹ trong cuộc chiến đất hiếm với Trung Quốc

Hóa giải rác thải điện tử bằng tư duy thiết kế xanh

Ảnh: royalmint

Nhóm nghiên cứu đến từ Viện Chuyển đổi Năng lượng Quảng Châu thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Đại học Công nghệ Nam Trung Quốc đã phát triển kỹ thuật có thể thu hồi vàng từ thiết bị điện tử bỏ đi trong vòng chưa đầy 20 phút ở nhiệt độ phòng. Điểm đặc biệt là quy trình này đạt hiệu suất chiết xuất hơn 98,2% từ chip xử lý trung tâm trong điện thoại di động cũ và bo mạch in từ thiết bị gia dụng.

Chi phí hoạt động của phương pháp mới chỉ bằng một phần ba so với giá thị trường hiện tại cho việc thu hồi vàng. Con số này biến nó trở thành phương pháp tiết kiệm nhất từng được các nhà khoa học công bố cho đến nay.

Rác thải điện tử đang bùng nổ toàn cầu

Rác thải điện tử đang trở thành một trong những dòng chất thải rắn tăng nhanh nhất hành tinh. Tổ chức Y tế Thế giới ghi nhận lượng rác thải điện tử hàng năm đang tăng 2,6 triệu tấn, và con số này dự kiến sẽ chạm mốc 82 triệu tấn vào năm 2030.

Máy tính, thiết bị gia dụng lớn, điện thoại di động và thiết bị y tế là những vật phẩm rác thải điện tử phổ biến nhất. Tuy nhiên, chúng chứa lượng kim loại quý có giá trị, đặc biệt là vàng và paladi. Người ta ưa chuộng hai kim loại này trong sản xuất điện tử nhờ khả năng dẫn điện tuyệt vời, tính ổn định cao và khả năng chống ăn mòn vượt trội.

Các phương pháp tái chế thông thường thường dựa vào hóa chất độc hại như xyanua. Điều này gây ra rủi ro nghiêm trọng cho môi trường và sức khỏe con người, tạo nên một nghịch lý khi hoạt động tái chế lại sinh ra ô nhiễm mới.

Cơ chế tự xúc tác độc đáo

Để giải quyết bài toán khó này, nhóm nghiên cứu đã phát triển quy trình dựa trên cơ chế chiết tách tự xúc tác hoàn toàn mới. Cơ chế này loại bỏ hoàn toàn nhu cầu sử dụng thuốc thử ăn mòn hoặc chất xúc tác bên ngoài. Thay vào đó, quy trình chỉ cần dung dịch nước đơn giản gồm kali peroxymonosulfat và kali clorua.

Theo đó, khi dung dịch tiếp xúc với bề mặt vàng hoặc paladi, chính các kim loại này tự biến thành chất xúc tác cho phản ứng chiết xuất. Trên bề mặt kim loại, kali peroxymonosulfat và ion clorua được kích hoạt, tạo ra các chất oxy hóa có phản ứng mạnh như oxy đơn tử và axit hypoclorơ. Các chất oxy hóa này phá vỡ các nguyên tử kim loại, cho phép ion clorua gắn kết với chúng và hòa tan chúng vào dung dịch để thu hồi.

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành nhiều thí nghiệm dập tắt phản ứng và phân tích quang phổ để chứng minh cơ chế này. Kết quả cho thấy phương pháp đạt tỷ lệ thu hồi paladi lên đến 93,4%, bên cạnh hiệu suất chiết xuất vàng hơn 98,2%.

Lợi ích kinh tế vượt trội

Con số cụ thể cho thấy rõ tiềm năng thương mại của công nghệ này. Chỉ cần xử lý 10 kg bo mạch điện tử bỏ đi, người ta có thể thu được khoảng 1,4 gram vàng với tổng chi phí khoảng 72 USD. Con số này tương đương khoảng 1.455 USD mỗi ounce, thấp hơn rất nhiều so với giá thị trường hiện tại.

Để có cái nhìn rõ hơn về khoảng cách này, giá vàng quốc tế đầu tháng 1 vừa vượt ngưỡng 4.400 USD mỗi ounce lần đầu tiên trong lịch sử. Các chuyên gia dự báo giá vàng có thể chạm mốc 10.000 USD mỗi ounce vào cuối thập kỷ này. Như vậy, biên lợi nhuận từ hoạt động tái chế vàng bằng công nghệ mới sẽ còn tăng mạnh trong tương lai.

Lợi ích không chỉ dừng lại ở chi phí nguyên liệu. Quy trình mới tiêu thụ khoảng 62,5% năng lượng ít hơn so với các kỹ thuật thông thường. Nó cũng cắt giảm chi phí thuốc thử hơn 93% so với các phương pháp dựa trên xyanua độc hại.

Giảm thiểu tác hại môi trường

Lợi ích môi trường của công nghệ mới cũng rất đáng kể. Quy trình tạo ra ít chất thải thứ cấp hơn nhiều, đặc biệt là bùn độc thường xuất hiện trong các phương pháp truyền thống. Sau khi chiết tách, các kim loại hòa tan có thể được thu hồi thông qua các bước khử và tinh chế đơn giản để có được vàng tinh khiết cao, sẵn sàng tái sử dụng trong sản xuất.

Với những ưu điểm này, công nghệ có tiềm năng thay đổi cục diện ngành tái chế rác thải điện tử toàn cầu. Nó không chỉ giúp thu hồi kim loại quý hiệu quả hơn, mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường từ cả hoạt động khai thác mỏ lẫn tái chế theo phương pháp cũ.