Mineração urbana de metais faz montanhas de lixo virarem tesouro
Técnica de aquecimento recupera metais preciosos de restos eletrônicos em segundos
Pixabay
Uma rotatividade cada vez mais rápida tem impulsionado o aumento mundial do lixo eletrônico
Apelidado por seus criadores de “mineração urbana”, um processo desenvolvido na Universidade de Rice, no Texas (EUA), para extrair metais valiosos de lixo eletrônico também usaria até 500 vezes menos energia do que os métodos de laboratório atuais para produzir um subproduto limpo o suficiente para ser aplicado em terras agrícolas.
O método de aquecimento flash Joule foi apresentado ano passado, mas com o objetivo de produzir grafeno a partir de fontes de carbono, como resíduos de alimentos e plástico. Agora, o sistema foi adaptado para recuperar ródio, paládio, ouro e prata para reutilização.
Um artigo publicado em outubro na Nature Communications pelo Químico James Tour, um dos autores do estudo, também mostra que o processo é capaz de remover metais pesados altamente tóxicos, como cromo, arsênico, cádmio, mercúrio e chumbo dos materiais laminados, deixando um subproduto com teor mínimo de metal.
O aquecimento instantâneo dos resíduos a 3.400 Kelvin (cerca de 3.120 ºC) com um choque de eletricidade vaporiza os metais preciosos e os gases são ventilados para separação, armazenamento ou descarte.
Tour avaliou que, com mais de 40 milhões de toneladas de lixo eletrônico produzidas globalmente a cada ano, há muito potencial para “mineração urbana”. Para o pesquisador, o crescimento desse tipo de resíduo se tornará “um tesouro” cada vez maior a ser explorado ao mesmo tempo que “reduzirá a necessidade de percorrermos o mundo para extrair minérios em lugares remotos e perigosos, despojando a superfície da Terra e usando muitos recursos hídricos. O tesouro está em nossas lixeiras”, afirmou o pesquisador.
Max Esterhuizen/Virginia Tech
“Transformamos lixo em um recurso sustentável”, diz Tour
O Químico observou que uma rotatividade cada vez mais rápida de dispositivos pessoais, como telefones celulares, tem impulsionado o aumento mundial do lixo eletrônico, com apenas cerca de 20% dos resíduos de aterro sendo reciclados.
“Encontramos uma maneira de recuperar os metais preciosos e transformar o lixo eletrônico em um recurso sustentável”, disse Tour. “Os metais tóxicos podem ser
removidos para poupar o meio ambiente”, completou.
Guiados pelo autor principal e associado de pesquisa de pós-doutorado de Rice, Bing Deng, os pesquisadores pulverizaram placas de circuito usadas para testar o processo e adicionaram haletos, como teflon ou sal de cozinha, e uma pitada de negro de fumo para melhorar o rendimento da recuperação.
Uma vez disparado, o processo depende da “separação por evaporação” dos vapores de metal. 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 metal recuperadas na armadilha podem ser depois purificadas para metais individuais por métodos de refino bem estabelecidos”, disse Deng.
Os pesquisadores relataram que uma reação flash Joule reduziu a concentração de chumbo no carvão restante para menos de 0,05 partes 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.
“Como cada flash leva menos de um segundo, isso é fácil de fazer”, disse Tour. O processo escalável 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. O método também elimina a longa purificação exigida pelos processos de fundição e lixiviação.
Os coautores do artigo são Duy Xuan Luong, ex-aluno da Instituição, os alunos de pós-graduação Zhe Wang e Emily McHugh e o cientista pesquisador Carter Kittrell. Tour é professor de ciência da computação e de ciência de materiais e nanoengenharia. O Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea e o Departamento de Energia dos EUA apoiaram a pesquisa.
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