Прогноз развития добычи полезных ископаемых в городах — журнал Resource World

Быстрый Джоулев нагрев на рисовой мельнице позволяет извлекать драгоценные металлы из электронных отходов за секунды

Майк Уильямс

Процесс, разработанный в Университете Райса для извлечения ценных минералов из электронных отходов, должен быть выгодным для окружающей среды, а также потреблять до 500 раз меньше энергии, чем существующие лабораторные методы, и производить побочный продукт, достаточно чистый для сельскохозяйственных угодий.

Метод мгновенного нагрева Джоуля Сделано в прошлом году Для производства графена из источников углерода, таких как пищевые отходы и пластмассы, и был адаптирован для извлечения родия, палладия, золота и серебра для повторного использования.

отчет в Связи с природой Через химика лаборатории Райса Джеймс Тур также показывает, что высокотоксичные тяжелые металлы, включая хром, мышьяк, кадмий, ртуть и свинец, удаляются из флуоресцентного материала, оставляя побочный продукт с минимальным содержанием металлов.

При мгновенном нагреве отходов до 3400 К (5660 градусов по Фаренгейту) с помощью электрического удара драгоценные металлы испаряются, а газы выпускаются для разделения, хранения или утилизации. По словам Тур, при том, что ежегодно во всем мире производится более 40 миллионов тонн электронных отходов, существует большой потенциал для «городской добычи полезных ископаемых».

Он отметил, что быстро увеличивающийся оборот персональных устройств, таких как мобильные телефоны, привел к увеличению количества электронных отходов во всем мире, при этом в настоящее время перерабатывается только около 20% отходов на свалках. «Здесь самый большой источник растущих отходов становится сокровищем», — сказал Тур. Это ограничит необходимость путешествовать по всему миру для добычи руды в удаленных и опасных местах, очищая поверхность земли и используя водные ресурсы. Сокровище в наших мусорных баках «.

«Мы нашли способ восстановить драгоценные металлы и превратить электронные отходы в устойчивый ресурс», — сказал он. «Токсичные металлы можно удалить, чтобы сохранить окружающую среду».

Лаборатория обнаружила, что мигание электронных отходов требует некоторой подготовки. Под руководством ведущего автора и научного партнера Rice Peng Deng исследователи высушили печатные платы, которые они использовали для тестирования процесса, и добавили галогениды, такие как тефлон или поваренную соль, и немного сажи для повышения выхода извлечения.

После вспышки процесс основан на «испарительном отделении» металлических паров. Пары переносятся из испарительной камеры под вакуумом в другой сосуд, холодная ловушка, где он конденсируется в составляющих его минералах. «Минеральные смеси, восстановленные в ловушке, могут быть переработаны в отдельные минералы с помощью хорошо зарекомендовавших себя методов очистки», — сказал Дин.

«Поскольку каждая вспышка занимает меньше секунды, это легко сделать», — сказал Тур. Исследователи сообщили, что мгновенная реакция с одним джоулем снизила концентрацию свинца в остаточном древесном угле до менее 0,05 частей на миллион, уровня, который считается безопасным для выращивания. почва. Уровни мышьяка, ртути и хрома были дополнительно снижены за счет увеличения количества вспышек.

По словам исследователей, масштабируемый процесс производства риса потребляет около 939 кВтч на тонну обрабатываемого материала, что в 80 раз меньше, чем у коммерческих доменных печей и в 500 раз меньше, чем у лабораторных трубчатых печей. Это также исключает длительную очистку, необходимую для плавки и номинация Процессы.

Соавторами статьи являются выпускник школы Rice Дуй Сюань Лонг, аспиранты Чжэ Ван и Эмили МакХью, а также ученый-исследователь Картер Киттрелл. Тур является заведующим кафедрой химии TT и WF Chao, а также профессором компьютерных наук, материаловедения и наноинженерии. Управление научных исследований ВВС (FA9550-19-1-0296) и Министерство энергетики (DE-FE0031794) поддержали исследование.

Соавторами статьи являются выпускник школы Rice Дуй Сюань Лонг, аспиранты Чжэ Ван и Эмили МакХью, а также ученый-исследователь Картер Киттрелл. Тур является заведующим кафедрой химии TT и WF Chao, а также профессором компьютерных наук, материаловедения и наноинженерии. Управление научных исследований ВВС (FA9550-19-1-0296) и Министерство энергетики (DE-FE0031794) поддержали исследование.

Майк Уильямс — старший специалист по связям со СМИ в Управлении по связям с общественностью Университета Райса.

Переиздано с разрешения Офис по связям с общественностью Университета Райса.