Берлинская лазурь поможет извлечь драгоценные металлы из ядерных и электронных отходов
Большая проблема с утилизацией ядерных и электронных отходов заключается в том, что в процессе утилизируются драгоценные металлы, такие как золото и металлы платиновой группы, которые являются ключевыми металлами в компьютерных чипах. Исследователи из Университета Нагоя в сотрудничестве с учеными из Токийского технологического института обнаружили, что решение этой насущной экологической и технологической проблемы может заключаться в пигменте под названием берлинская лазурь. Используя их технику, золото может быть извлечено из электронных отходов, таких как смартфоны, в количествах, в 10-80 раз превышающих объемы, получаемые из природных руд.
Новый метод помогает извлекать золото из электронных отходов с большей скоростью, чем его можно извлечь из свежей руды. Авторы и права: Рейко Мацусита, Шинта Ватанабэ
В мире искусства берлинская лазурь первоначально использовалась в качестве красителя для красок и чернил и использовалась такими художниками, как Ван Гог и Хокусай, из-за ее темно-синего цвета. Однако в мире химии у этого пигмента есть еще одно интересное свойство. Его пространства нанометрового размера (называемые нанопространствами) имеют решетку в форме спортзала в джунглях, которая, как показали предыдущие эксперименты, может поглощать металлы платиновой группы. Однако было неясно, как происходит поглощение этих поливалентных металлов.
В исследовании, опубликованном в Scientific Reports, группа, состоящая из Дзюн Оноэ и Шинта Ватанабэ из Высшей инженерной школы Университета Нагоя, в сотрудничестве с Кендзи Такэсита из Токийского технологического института, использовала рентгеновские лучи и ультрафиолетовую спектроскопию, чтобы узнать больше о процесс. «Я был удивлен, обнаружив, что берлинская лазурь поглощает драгоценные металлы платиновой группы, замещая их ионами железа в каркасе, сохраняя при этом структуру джунглей», — объясняет профессор Оноэ. Этот механизм позволяет берлинской лазури поглощать больше золота и металлов платиновой группы, чем обычные абсорбенты на биологической основе.
Еще одним преимуществом исследования было то, что оно показало способ решения одной из основных проблем утилизации ядерных отходов . В настоящее время отработавшее ядерное топливо электростанций вывозится на завод по переработке, где жидкие радиоактивные отходы переводятся в стеклообразное состояние для геологического захоронения. При этом остатки металлов платиновой группы часто оседают на поверхности боковых стенок плавильной печи, создавая тем самым неравномерное распределение тепла. Этот дисбаланс влияет на качество и стабильность остеклованных объектов и увеличивает затраты, поскольку расплавитель необходимо промыть, прежде чем его можно будет использовать снова.
«Наши результаты показывают, что берлинская лазурь или ее аналоги являются кандидатами на улучшение переработки драгоценных металлов из ядерных и электронных отходов, — говорит профессор Оноэ, — особенно по сравнению с обычно используемыми адсорбентами/активированными углями на биологической основе».
Потеря ценных металлов при удалении отходов является серьезной проблемой, особенно в нынешней ситуации все более ограниченных природных ресурсов. Делая переработку металлов более эффективной, берлинская лазурь обещает сделать переработку более экологически и экономически чистой.
