Le procédé de chauffage flash Joule développé à l'Université Rice a été adapté pour récupérer les métaux précieux et toxiques des déchets électroniques. Le processus permet une « exploitation urbaine » des ressources qui pourrait être bénéfique pour l'environnement ainsi que pour les fabricants. Crédit :Jeff Fitlow/Université Rice
Dans ce qui devrait être un gagnant-gagnant pour l'environnement, un processus développé à l'Université Rice pour extraire les métaux précieux des déchets électroniques utiliserait également jusqu'à 500 fois moins d'énergie que les méthodes de laboratoire actuelles et produirait un sous-produit suffisamment propre pour les terres agricoles.
La méthode de chauffage flash Joule introduite l'année dernière pour produire du graphène à partir de sources de carbone telles que les déchets alimentaires et le plastique a été adaptée pour récupérer le rhodium, palladium, or et argent pour réutilisation.
Un rapport en Communication Nature par le laboratoire Rice du chimiste James Tour montre également des métaux lourds hautement toxiques, y compris le chrome, arsenic, cadmium, le mercure et le plomb sont éliminés des matériaux flashés, laissant un sous-produit avec une teneur minimale en métal.
Chauffer instantanément les déchets à 3, 400 Kelvin (5, 660 degrés Fahrenheit) avec une décharge électrique vaporise les métaux précieux, et les gaz sont évacués pour la séparation, stockage ou élimination. Tour a déclaré qu'avec plus de 40 millions de tonnes de déchets électroniques produits dans le monde chaque année, il y a beaucoup de potentiel pour « l'exploitation minière urbaine ».
"Ici, la plus grande source croissante de déchets devient un trésor, " Tour a déclaré. " Cela réduira le besoin d'aller partout dans le monde pour extraire des minerais dans des endroits éloignés et dangereux, décaper la surface de la Terre et utiliser des paraisons de ressources en eau. Le trésor est dans nos bennes à ordures."
Il a noté qu'une rotation de plus en plus rapide des appareils personnels comme les téléphones portables a entraîné l'augmentation mondiale des déchets électroniques, avec seulement environ 20 % des déchets mis en décharge actuellement recyclés.
"Nous avons trouvé un moyen de récupérer les métaux précieux et de transformer les déchets électroniques en une ressource durable, " at-il dit. " Les métaux toxiques peuvent être éliminés pour épargner l'environnement. "
Le chimiste de l'Université Rice James Tour, la gauche, et l'associé de recherche postdoctoral Bing Deng se préparent à « flasher » les déchets électroniques pour récupérer leurs précieux métaux en vue de leur recyclage. Le processus du laboratoire, développé pour transformer les déchets alimentaires et autres sources de carbone en graphène, a été adapté pour récupérer d'autres matériaux. Crédit :Jeff Fitlow/Université Rice
Le laboratoire a trouvé des déchets électroniques clignotants nécessite une certaine préparation. Guidé par l'auteur principal et associé de recherche postdoctoral Rice Bing Deng, les chercheurs ont pulvérisé des circuits imprimés qu'ils ont utilisés pour tester le processus et ajouté des halogénures, comme le téflon ou le sel de table, et un trait de noir de carbone pour améliorer le rendement de récupération.
Un procédé de chauffage flash Joule développé à l'Université Rice récupère les métaux précieux et toxiques des déchets électroniques. Le processus permet une « exploitation urbaine » des ressources. Crédit :Jeff Fitlow/Université Rice
Une fois flashé, le procédé repose sur la "séparation par évaporation" des vapeurs métalliques. Les vapeurs sont transportées de la chambre flash sous vide vers un autre récipient, un piège froid, où ils se condensent en leurs métaux constitutifs. "Les mélanges de métaux récupérés dans le piège peuvent être purifiés davantage en métaux individuels par des méthodes de raffinage bien établies, " dit Deng.
Les chercheurs ont rapporté qu'une réaction flash Joule a réduit la concentration de plomb dans le charbon restant à moins de 0,05 partie par million, le niveau jugé sans danger pour les sols agricoles. Niveaux d'arsenic, le mercure et le chrome ont tous été encore réduits en augmentant le nombre d'éclairs.
Les métaux se déposent au fond d'un flacon après avoir été séparés des autres composants d'un circuit imprimé écrasé par chauffage flash Joule. Le processus développé à l'Université Rice pourrait conduire à une « exploitation minière urbaine » de métaux précieux à partir de déchets électroniques. Crédit :Jeff Fitlow/Université Rice
"Comme chaque flash prend moins d'une seconde, Cela est facile à faire, ", a déclaré la tournée.
Le procédé Rice évolutif consomme environ 939 kilowattheures par tonne de matière traitée, 80 fois moins d'énergie que les fours de fusion commerciaux et 500 fois moins que les fours tubulaires de laboratoire, selon les chercheurs. Il élimine également la longue purification requise par les processus de fusion et de lixiviation.
