Ka ar i fshehur në iPhone-in tuaj – dhe kimistët kanë gjetur një mënyrë të sigurt për ta nxjerrë atë

Në vitin 2022, njerëzit prodhuan rreth 62 milionë tonë mbetje elektronike – sa mjafton për të mbushur më shumë se 1.5 milionë kamionë mbeturinash. Kjo ishte një rritje prej 82% nga viti 2010 dhe pritet të rritet në 82 milionë tonë deri në vitin 2030.

Këto mbetje elektronike përfshijnë laptopë dhe telefona të vjetër, të cilët përmbajnë materiale të çmuara si ari. Më pak se një e katërta e tyre mblidhen dhe riciklohen në mënyrë të duhur. Por një teknikë e re që kolegët dhe unë kemi zhvilluar për të nxjerrë arin në mënyrë të sigurt dhe të qëndrueshme nga mbetjet elektronike mund të ndihmojë në ndryshimin e kësaj.

Teknika jonë e re për nxjerrjen e arit, të cilën e përshkruajmë në një artikull të ri të botuar sot në Nature Sustainability, mund të bëjë që minierat e arit në shkallë të vogël të jenë më pak të dëmshme për njerëzit – dhe planetin.

Kërkesa globale në rritje

Ari ka luajtur një rol të rëndësishëm në jetën e njeriut për shumë shekuj. Ai ka qenë një formë e monedhës dhe një mjet për artin dhe modën për shekuj me radhë. Ari është gjithashtu thelbësor në industritë moderne duke përfshirë sektorët e elektronikës, prodhimit kimik dhe hapësinore.

Por ndërsa kërkesa globale për këtë metal të çmuar po rritet, minierimi i tij është i dëmshëm për mjedisin.

Deforestimi dhe përdorimi i kimikateve toksike janë dy nga këto probleme. Në minierat formale, në shkallë të gjerë, cyanidi shumë toksik përdoret gjerësisht për të nxjerrë ar nga miniera. Ndërsa cyanidi mund të degradohet, përdorimi i tij mund të shkaktojë dëm për faunën dhe damsat e mbeturinave që ruajnë produktet toksike të operacioneve minierare paraqesin rrezik për mjedisin më të gjerë.

Në minierat e vogla dhe artisanal, merkur është përdorur gjerësisht për të nxjerrë ar. Në këtë praktikë, ar reagojnë me merkurin për të formuar një amalgam të dendur që mund të izolohen lehtësisht. Pastaj, arrihet përmes ngrohjes së amalgamit për të avulluar merkurin.

Minierat e vogla dhe artisanal janë burimi më i madh i ndotjes me merkuri në Tokë, dhe emetimet e merkuri janë të rrezikshme për minatorët dhe ndotin mjedisin. Duhet të zhvillohen metoda të reja për të reduktuar ndikimin e minierave të arit.

Një alternativë më e sigurt

Ekipi ynë ndërdisiplinor i shkencëtarëve dhe inxhinierëve ka zhvilluar një teknikë të re për të nxjerrë ar nga mineralet dhe mbeturinat elektronike. Qëllimi ishte të ofrojmë një alternativë më të sigurt ndaj merkurit dhe cianurit dhe të zvogëlojmë ndikimet shëndetësore dhe mjedisore të nxjerrjes së arit.

Shumë teknika janë raportuar më parë për nxjerrjen e arit nga mineralet ose mbeturinat elektronike, duke përfshirë metoda pa merkur dhe cianur. Megjithatë, shumë prej këtyre metodave janë të kufizuara në shpejtësi, rendiment, shkallë dhe kosto. Shpesh këto metoda konsiderojnë vetëm një hap në gjithë procesin e rikuperimit të arit, dhe riciklimi dhe menaxhimi i mbeturinave shpesh injorohen.

Në kundërshtim, qasja jonë konsideroi qëndrueshmërinë gjatë gjithë procesit të nxjerrjes, rikuperimit dhe rafinimit të arit. Teknologjia jonë e re e shtrydhjes përdor një kimikat të zakonshëm në sanitimin e ujit dhe klorimin e pishinave: acidi trikloroizocianurik.

Kur ky kimikat i disponueshëm gjerësisht dhe me kosto të ulët aktivizohet me ujë kripë, ai mund të reagojë me arin dhe ta konvertojë atë në një formë të tretshme në ujë.

Për të rikuperuar arin nga zgjidhja, ne krijuam një sorbent polimer me shumë sulfid. Sorbentët polimerikë izolojnë një substancë të caktuar nga një lëng ose gaz, dhe jonë është bërë duke bashkuar një bllok kryesor ndërtimi (një monomer) përmes një reaksioni zinxhir.

Sorbenti ynë polimerik është interesant sepse rrjedh nga sulfuri elementar: një burim me kosto të ulët dhe shumë i pasur. Sektori i naftës gjeneron më shumë sulfid sesa mund ta përdorë ose ta shesë, kështu që sinteza jonë polimerike është një përdorim i ri për këtë burim të pakërdorur.

Polimeri ynë mund të lidhë dhe të heqë selektivisht arin nga zgjidhja, edhe kur në përzierje janë të pranishme shumë lloje të tjera metalesh.

Metodat e thjeshta të shtrydhjes dhe rikuperimit u demonstruan në mineral, karta qarku nga kompjuterë të vjetruar dhe mbetje shkencore. Me rëndësi, ne gjithashtu zhvilluam metoda për të rigjeneruar dhe ricikluar të dy kimikatet e shtrydhjes dhe sorbentin polimerik. Gjithashtu, kemi vendosur metoda për të pastruar dhe ricikluar ujin e përdorur në proces.

Gjatë zhvillimit të sorbentit polimerik të riciklueshëm, ne krijuam kimikë të ri emocionues për të bërë polimerin duke përdorur dritë, dhe pastaj ta “çmontonim” sorbentin pasi ai lidhi arin. Kjo metodë riciklimi ktheu polimerin në bllokun e tij fillestar të ndërtimit (monomerin) dhe e ndau atë nga arri.

Monomeri i rikuperuar mund të riciklohet përsëri në polimerin që lid arin: një demostrim i rëndësishëm i mënyrës se si procesi është në përputhje me një ekonomi qarku.

Një rrugë e gjatë dhe komplekse përpara

Në punën e ardhshme, ne planifikojmë të bashkëpunojmë me industrinë, qeverinë dhe grupe jo fitimprurëse për të testuar metodën tonë në operacione minierash të vogla. Qëllimi ynë afatgjatë është të ofrojmë një metodë të qëndrueshme dhe të sigurt për nxjerrjen e arit, duke eliminuar nevojën për kimikate shumë toksike si cianuri dhe mercury.

Do të ketë shumë sfida për t’u kapërcyer duke përfshirë rritjen e prodhimit të sorbentit polimerik dhe proceseve të riciklimit kimik. Për pranimin, ne gjithashtu duhet të sigurohemi që shkalla, rendimenti dhe kostoja të jenë konkurruese me metodat më tradicionale të minierave të arit. Rezultatet tona paraprake janë inkurajuese. Por, ende ka një rrugë të gjatë dhe komplekse përpara para se teknikat tona të reja të zëvendësojnë cianurin dhe mercurin.

Motivimi ynë më i gjerë është të mbështesim jetesën e qindra mijëra minatorë artisanal dhe të vegjël që varen nga merkurii për të rikuperuar arin.

Ata zakonisht operojnë në zona të largëta dhe rurale me pak mundësi të tjera ekonomike. Qëllimi ynë është të mbështesim këta minatorë ekonomikisht ndërsa ofrojmë alternativa më të sigurta për merkurin. Po ashtu, rritja e “minierave urbane” dhe riciklimit të mbetjeve elektronike do të përfitonte nga metoda më të sigurta dhe më të thjeshta për rikuperimin e metaleve të çmuara.

Suksesi në rikuperimin e arit nga mbetjet elektronike do të zvogëlojë gjithashtu nevojën për minierë primare dhe kështu do të ulë ndikimin e saj në mjedis.