استخلاص المعادن الحيوية من النفايات الإلكترونية.. تقنية رخيصة وصديقة للبيئة

تمكّن فريق من العلماء في جامعة هلسنكي الفنلندية من ابتكار طريقة سهلة ونظيفة لاستخلاص المعادن الحيوية -الذهب والفضة والنحاس- من النفايات الإلكترونية، ما يساعد على تسريع جهود التحول الأخضر.

وطوّر العلماء تقنية من 3 مراحل، تجري خلالها إذابة النحاس أولًا من النفايات الإلكترونية، تليها الفضة، وأخيرًا الذهب.

وتُعد النفايات الناجمة عن الهواتف الخلوية والألواح الشمسية وغيرها من الأجهزة الإلكترونية المُهملَة مصدرًا مهمًا للمعادن الأساسية مثل النحاس والقصدير، والمعادن الخاصة مثل الكوبالت والإنديوم، بالإضافة إلى المعادن النفيسة مثل الفضة والذهب والبلاديوم.

ويعوّل على التقنية الجديدة في الاستفادة من ملايين الأطنان من الأجهزة الإلكترونية البالية، التي تتراكم في الدول المتقدمة كل عام، بفضل التغيرات السريعة في التقنيات وانخفاض الأسعار، وينتهي بها الحال في مكبات النفابات، وفق متابعات منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).

تقنية مبتكرة

طوّر الباحثون في جامعة هلسنكي الفنلندية طرقًا مستدامة لإذابة المعادن الحيوية المتضمنة في النفايات الإلكترونية، وفق ما خلصت إليه نتائج دراسة حديثة نشرتها دورية أنغيواندتي كيمي إنترناشيونال (Angewandte Chemie International) الشهيرة المتخصصة في الكيمياء.

ويشير مصطلح النفايات الإلكترونية إلى كل ما تبقى من أجهزة الهواتف المحمولة وأجهزة الحاسوب ومصابيح الفلورسنت والمصابيح المتوهجة، إلى جانب الأجهزة المنزلية الكبيرة مثل التلفاز والثلاجات والغسالات ومكيفات الهواء، وغيرها.

وبناءً عليه، تساعد تلك التقنية في مواجهة التحديات البيئية التي تفرضها النفايات الإلكترونية، والتي تُعد من بين القضايا الملحة في القرن الحادي والعشرين.

في المقابل تستهلك الطرق الحالية المُستعمَلة -حاليًا- لاستخلاص المعادن الثمينة كميات هائلة من الكهرباء، إلى جانب كونها ضارة بالبيئة.

وتشكل تقنية التحميص، على وجه الخصوص، مخاطر على ممارسيها إلى جانب تداعياتها البيئية، نظرًا إلى ما ينبعث عنها من مواد كيميائية عالية الخطورة.

والتحميص هو مصطلح شائع في علم الفلزات، ويشير إلى نوع من أنواع المعالجات الحرارية للفلزات بتعريضها إلى درجات حرارة مرتفعة في ظل وجود كمية كافية من أكسجين الهواء.

وفي البلدان النامية، تُستخرَج المعادن الحيوية -حتى الآن- في ظروف بدائية من مدافن النفايات.

وعلى الرغم من أن عمليات التعدين المائية المتطورة تكون أكثر أمانًا ولديها القدرة على إذابة تلك المعادن المهمة، فإن النتيجة هي مزيج معدني يتطلب المزيد من عمليات المعالجة.

وبتلك الطريقة يمكن فصل المعادن الحيوية من البلاستيك والخزف والمواد الأخرى، وإنتاج معادن حيوية نقية تشتد الحاجة إليها في العديد من الأغراض والصناعات الإستراتيجية.

إعادة تدوير المذيبات

يمكن إعادة تدوير المذيبات المستعملة بسهولة، وفق ما طالعته منصة الطاقة المتخصصة.

واختبر الباحثون في جامعة هلسنكي والمنتمون لجمعية "التحفيز والكيمياء الخضراء" البحثية بقيادة أستاذ الكيمياء تيمو ريبو، المذيبات العضوية على لوحات الدوائر الكهربائية المسحوقة، ونجحوا في استخلاص الذهب والنحاس الموجود في تلك المذيبات.

والمذيب العضوي هو مادة قادرة على إذابة مادة أخرى بها دون حدوث تأثير في الخصائص الكيميائية لكلتا المادتين.

وفصل العلماء الفضة من الألواح الشمسية القديمة المسحوقة، وهو ما عُدَّ نتيجة مثيرة، على وجه الخصوص، نظرًا إلى أن الخلايا الشمسية تتسم بكبر الحجم، ما يجعل إعادة تدويرها مسألة صعبة للغاية.

وقالت الباحثة في مرحلة ما بعد الدكتوراه آني زوبانك من قسم الكيمياء بجامعة هلسنكي: "في تلك الدراسة، استعملنا ما يُعرَف بالمذيبات العميقة سهلة الانصهار، وهي السوائل المصنوعة من مواد صلبة في درجة حرارة الغرفة وتحت الضغط الطبيعي، مثل كلوريد الكولين المستعمَل في علف الدواجن، واليوريا، بالإضافة إلى المركبات العضوية الآمنة الأخرى".

والمذيبات العميقة سهلة الانصهار هي نوع خاص من المذيبات يتألف من مركبين بسيطين أو أكثر، التي تشكل -معًا- مزيجًا ذا نقطة انصهار منخفضة.

وتُعرَف تلك المذيبات بكونها سهلة الانصهار، نظرًا إلى أن نقطة انصهارها تكون أقل بكثير من نقطة انصهار كل مكون من مكوناتها.

مذيبات صديقة للبيئة

تبرُز المذيبات العميقة سهلة الانصهار صديقة جدًا للبيئة ومتجددة وفي كثير من الحالات قابلة للتحلل الحيوي، ولها العديد من التطبيقات كمذيبات، بما في ذلك في التفاعلات الكيميائية والتحفيز وتقنيات الاستخلاص.

وفي الدراسة استعمل الباحثون حمض اللاكتيك وبيروكسيد الهيدروجين كمذيبات -كذلك- حسب ما طالعته منصة الطاقة المتخصصة.

وأفاد أستاذ الكيمياء وقائد فريق البحث تيمو ريبو: "خلصنا، في تلك الدراسة، إلى نتيجة مهمة مؤداها أنه من الممكن إعادة استعمال المذيبات، ما يحوّل مبادئ الكيمياء الخضراء من النظرية إلى التطبيق".

وأوضح ريبو أن النتائج التي جرى الحصول عليها في ظروف معملية تشكل خطوة مهمة نحو عمليات الكيمياء المستدامة.

موضوعات متعلقة..

• نفايات الألواح الشمسية تلقي بظلال قاتمة على مستقبل الطاقة المتجددة
• كيف يرتفع الطلب على الفضة مع نمو الطاقة الشمسية والسيارات الكهربائية؟ (تقرير)
• استخلاص الفضة من الألواح الشمسية.. تقنية جديدة رخيصة وصديقة للبيئة
  

  اقرأ أيضًا..

• مشروع محطة نووية في بريطانيا يدخل النفق المظلم بسبب 25 مليار دولار
• نفط جنوب السودان في مأزق.. وجدل حول صفقة إماراتية بـ13 مليار دولار
• لصوص يسرقون وصلات شحن تيسلا في أميركا.. المرة الثانية خلال أسبوع