Metais nobres recuperados do lixo eletrônico com pasteurização instantânea

Metais nobres recuperados do lixo eletrônico com pasteurização instantânea

Um novo processo para extrair metais valiosos do lixo eletrônico usa até 500 vezes menos energia do que os métodos de laboratório atuais e produz um subproduto limpo o suficiente para ser aplicado em terras agrícolas.

Bing Deng e seus colegas da Universidade Rice, nos EUA, chamam o processo de ganha-ganha-ganha, já que há benefícios para a mineração, a indústria e o meio ambiente.

A ideia é viabilizar a chamada “mineração urbana”, uma forma mais avançada de reciclagem e reaproveitamento que diminui a pressão sobre as escassas reservas de minerais e elementos essenciais para a tecnologia tirando proveito do lixo tecnológico.

A técnica de extração é chamado de “aquecimento Joule”, e já havia sido usada pela equipe para produzir grafeno a partir de restos de alimentos e plásticos. Também conhecida como “pasteurização instantânea”, trata-se essencialmente de fazer uma forte corrente elétrica passar através de um condutor, produzindo uma temperatura altíssima em períodos de tempo muito curtos.

Agora o aquecimento Joule foi aplicado para recuperar ródio, paládio, ouro e prata, com a vantagem adicional de produzir esses metais livres de contaminantes de metais pesados tóxicos, incluindo cromo, arsênico, cádmio, mercúrio e chumbo.

Metais nobres recuperados do lixo eletrônico com pasteurização instantânea

Os metais se depositam no fundo de um frasco após serem separados de outros componentes.
[Imagem: Jeff Fitlow/Rice University]

Vaporização e separação por evaporação

Deng descobriu que a melhor matéria-prima para o aquecimento Joule exige transformar as placas de circuito impresso em pó e depois adicionar haletos, como teflon ou sal de cozinha, e uma pitada de negro de fumo para melhorar o rendimento da recuperação.

A técnica é simples e consiste no aquecimento rápido do lixo eletrônico em pó até 3.120 ºC, o que vaporiza instantaneamente os metais, fazendo-os saltar a fase líquida.

Feita a vaporização, o processo depende de uma separação por evaporação dos vapores de metal, uma espécie de destilação fracionada para gases: Os vapores são transportados da câmara flash sob vácuo para outro recipiente, uma armadilha fria, onde se condensam em seus metais constituintes. “As misturas de metais recuperados na armadilha podem ser posteriormente purificadas para metais individuais por métodos de refino bem estabelecidos,” disse Deng.

O processo de “mineração instantânea” consome cerca de 939 quilowatts/hora por tonelada de material processado, 80 vezes menos energia do que os fornos de fundição comerciais e 500 vezes menos do que os fornos tubulares de laboratório, de acordo com os pesquisadores.

A concentração de chumbo no material restante ficou abaixo de 0,05 parte por milhão, o nível considerado seguro para solos agrícolas. Os níveis de arsênio, mercúrio e cromo foram reduzidos ainda mais com o aumento do número de flashes. O processo também elimina a longa purificação exigida pelos processos de fundição e lixiviação.

Bibliografia:

Artigo: Urban mining by flash Joule heating
Autores: Bing Deng, Duy Xuan Luong, Zhe Wang, Carter Kittrell, Emily A. McHugh, James M. Tour
Revista: Nature Communications
Vol.: 12, Article number: 5794
DOI: 10.1038/s41467-021-26038-9