Los investigadores de la Universidad de Rice han adaptado un método denominado “calentamiento instantáneo de Joule”, desarrollado originalmente para producir grafeno a partir de fuentes de carbono como los residuos de alimentos, para recuperar rodio, paladio, oro y plata de los residuos electrónicos.
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En un informe publicado en la revista Nature Communications, los científicos explican que el proceso utiliza hasta 500 veces menos energía que los métodos de laboratorio actuales y, dado que elimina los metales pesados altamente tóxicos, como el cromo, el arsénico, el cadmio, el mercurio y el plomo de los materiales calcinados, también produce un subproducto lo suficientemente limpio para la tierra agrícola.
El calentamiento Joule Flash consiste en calentar los residuos a 3.400 Kelvin (5.660 grados Fahrenheit) con una descarga eléctrica que vaporiza los metales preciosos contenidos en el alimento. Los gases se expulsan para su separación, almacenamiento o eliminación.
Para llevar a cabo su experimento, los investigadores primero pulverizaron placas de circuitos y añadieron haluros, como el teflón o la sal de mesa, y una pizca de negro de humo para mejorar el rendimiento de la recuperación.
Una vez que se ha realizado el flasheo, el proceso se basa en la “separación evaporativa” de los vapores metálicos. Los vapores se transportan desde la cámara de evaporación al vacío a otro recipiente, una trampa fría, donde se condensan en los metales que los componen.
Según el autor principal, Bing Deng, las mezclas de metales recuperadas en la trampa pueden purificarse aún más hasta obtener los metales individuales mediante métodos de refinado bien establecidos.
Deng y su equipo informaron de que una reacción flash Joule redujo la concentración de plomo en el carbón restante a menos de 0,05 partes por millón, el nivel considerado seguro para los suelos agrícolas. Los niveles de arsénico, mercurio y cromo se redujeron aún más al aumentar el número de destellos, algo que es fácil de hacer porque cada destello dura menos de un segundo.
El grupo también dijo que el proceso escalable consume unos 939 kilovatios-hora por tonelada de material procesado, 80 veces menos energía que los hornos de fundición comerciales y 500 veces menos que los hornos tubulares de laboratorio. También elimina la larga purificación que requieren los procesos de fundición y lixiviación.
En su opinión, se trata de hallazgos importantes que pueden fomentar la idea de la minería urbana, sobre todo teniendo en cuenta que la rotación cada vez más rápida de dispositivos personales como los teléfonos móviles ha impulsado el aumento mundial de los residuos electrónicos, que ahora alcanzan los 40 millones de toneladas al año y que actualmente sólo se recicla un 20% de los residuos de los vertederos.
“Aquí, la mayor fuente de residuos en crecimiento se convierte en un tesoro”, dijo James Tour, autor principal del estudio, en una declaración a los medios. “Esto reducirá la necesidad de ir por todo el mundo a extraer minerales en lugares remotos y peligrosos, despojando la superficie de la tierra y utilizando montones de recursos hídricos. El tesoro está en nuestros basureros”.
