Biến rác thành kho báu: Khai thác vàng từ rác thải điện tử

Cuộc khủng hoảng toàn cầu

Rác thải điện tử không chỉ là vấn đề môi trường, đó là cuộc khủng hoảng toàn cầu. Những tiến bộ công nghệ nhanh chóng và tuổi thọ sản phẩm ngắn hơn đã thúc đẩy sự gia tăng chưa từng có của các thiết bị điện tử bị loại bỏ.

Phần lớn rác thải đến từ các nước có thu nhập cao, nhưng việc xử lý rác thải lại ảnh hưởng không cân xứng đến các nước có thu nhập thấp, nơi các quy định lỏng lẻo dẫn đến hoạt động tái chế không an toàn.

Rác thải điện tử được tháo dỡ thủ công tại nhiều khu vực phi chính thức thường khiến người lao động tiếp xúc với các chất độc hại như chì, thủy ngân và chất chống cháy brom.

Những hóa chất độc hại này không chỉ gây hại cho sức khỏe con người mà còn ngấm vào đất và nước, gây ra những rủi ro sinh thái lâu dài.

Ý tưởng chiết xuất vàng từ rác thải điện tử không phải là mới. Có ước tính rằng một tấn rác thải điện tử chứa ít nhất 10 lần lượng vàng so với một tấn quặng thông thường mà vàng được khai thác.

Nhưng vấn đề nằm ở quy trình khai thác vàng. Các kỹ thuật truyền thống liên quan đến việc sử dụng các chất độc hại như xyanua gây ra những rủi ro lớn cho môi trường.

Tuy nhiên, các nhà khoa học tại Cao đẳng Nông nghiệp và Khoa học Sự sống thuộc Đại học Cornell đã đưa ra một giải pháp mới thân thiện với môi trường và mang lại lợi ích gấp đôi.

Phương pháp mới này không chỉ chiết xuất vàng từ rác thải điện tử mà còn sử dụng kim loại quý này để chuyển đổi carbon dioxide (CO2), một loại khí nhà kính phổ biến, thành các hóa chất hữu ích.

Nghiên cứu do nhà nghiên cứu Amin Zadehnazari dẫn đầu bắt nguồn từ việc tạo ra các khung hữu cơ liên kết vinyl (VCOF).

Các VCOF này được thiết kế để chọn ra các ion và hạt nano vàng từ các bảng mạch phức tạp có trong các thiết bị điện tử bị loại bỏ và chúng thực hiện việc này với độ chính xác và hiệu quả đáng kinh ngạc.

VCOF có thể thu giữ tới 99,9% vàng, bỏ lại các kim loại khác như niken và đồng.

“Sau đó, chúng tôi có thể sử dụng COF chứa vàng để chuyển đổi CO2 thành các hóa chất hữu ích. Bằng cách này, chúng tôi không chỉ giảm nhu cầu xử lý chất thải mà còn mang lại lợi ích về mặt môi trường và kinh tế tế. Đây là một giải pháp đôi bên cùng có lợi cho môi trường”, ông Zadehnazari lưu ý.

Xây dựng một tương lai xanh hơn

Tính chất độc đáo của VCOF nằm ở các thành phần cấu tạo nên chúng là tetrathiafulvalene (TTF) và tetraphenylethylene (TPE).

Tetrathiafulvalene giàu lưu huỳnh, khiến nó trở thành nam châm tự nhiên đối với vàng. TTF cũng chứng minh được độ bền đáng kinh ngạc, chịu được 16 lần làm sạch và tái sử dụng mà không làm giảm đáng kể hiệu quả hấp phụ.

Một khía cạnh hấp dẫn khác của phương pháp này là khả năng chuyển đổi CO2 thành chất hữu cơ dưới áp suất CO2 xung quanh ở nhiệt độ 50 độ C, là kết quả của quá trình cacboxyl hóa.

Quá trình này nhân đôi lợi ích của kỹ thuật này vì nó không chỉ chiết xuất được kim loại quý mà còn làm giảm nồng độ khí nhà kính mạnh.

Đồng tác giả nghiên cứu Alireza Abbaspourrad, giáo sư về hóa học thực phẩm và công nghệ thành phần, đã nhấn mạnh tầm quan trọng của quá trình phục hồi có chọn lọc này.

Ông Abbaspourrad cho biết: “Việc biết được có bao nhiêu vàng và các kim loại quý khác được sử dụng trong các loại thiết bị điện tử này, khả năng thu hồi chúng theo cách có thể thu được kim loại mà bạn muốn một cách có chọn lọc, trong trường hợp này là vàng, là rất quan trọng”.

Theo ông Abbaspourrad, khi toàn cầu phải đối mặt với tương lai phải gánh chịu 80 triệu tấn rác thải điện tử vào năm 2030, việc tìm ra những giải pháp bền vững để giải quyết vấn đề này trở nên quan trọng hơn bao giờ hết.

Phương pháp do nhóm Đại học Cornell phát triển mang lại viễn cảnh về tương lai nơi rác thải trở thành của cải, nơi thói quen công nghệ của con người phục vụ thiên nhiên thay vì gây hại cho nó.

Công nghệ VCOF mới được phát triển tại Đại học Cornell cũng được đánh giá là bước tiến quan trọng trong việc giải quyết những thách thức ngày càng gia tăng của rác thải điện tử.

Nghiên cứu đầy đủ đã được công bố trên tạp chí Nature Communications.