En 2022, los humanos produjeron Se estima que 62 millones de toneladas de desechos electrónicos – Suficiente para llenar más de 1.5 millones de camiones de basura. Esto aumentó un 82 por ciento desde 2010 y se espera que aumente a 82 millones de toneladas en 2030.
Este desecho electrónico incluye viejas computadoras portátiles y teléfonos, que contienen materiales preciosos como el oro. Menos de un cuarto de él se recoge y recicla adecuadamente. Pero los colegas de la nueva técnica y yo hemos desarrollado para extraer de manera segura y sostenible el oro de los desechos electrónicos podría ayudar a cambiar eso.
Nuestra nueva técnica de extracción de oro, que describimos en un Nuevo artículo publicado hoy en Sostenibilidad de la naturalezatambién podría hacer que la minería de oro a pequeña escala sea menos venenosa para las personas, y el planeta.
Demanda global altísima
El oro ha jugado durante mucho tiempo un papel crucial en la vida humana. Ha sido una forma de moneda y un medio para el arte y la moda durante siglos. El oro también es esencial en las industrias modernas, incluida la electrónica, la fabricación química y los sectores aeroespaciales.
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Pero mientras La demanda global de este precioso metal se está elevandominería es perjudicial para el medio ambiente.
La deforestación y el uso de productos químicos tóxicos son dos de estos problemas. En minería formal a gran escala, El cianuro altamente tóxico se usa ampliamente extraer oro del mineral. Si bien el cianuro puede degradarse, su uso puede causar daño a la vida silvestre y las presas de relaves que almacenan los subproductos tóxicos de las operaciones mineras representar un riesgo para el entorno más amplio.
En minería artesanal y a pequeña escala, El mercurio se usa ampliamente para extraer oro. En esta práctica, el oro reacciona con mercurio para formar una amalgama densa que se puede aislar fácilmente. El oro se recupera calentando la amalgama para vaporizar el mercurio.
La minería artesanal y a pequeña escala es la mayor fuente de contaminación de mercurio en la tierray las emisiones de mercurio son peligrosas para los mineros y contaminan el medio ambiente. Se requieren nuevos métodos para reducir los impactos de la minería de oro.
Una alternativa más segura
Nuestro equipo interdisciplinario de científicos e ingenieros ha desarrollado una nueva técnica para extraer oro del mineral y los desechos electrónicos. El objetivo era proporcionar una alternativa más segura al mercurio y el cianuro y reducir los impactos ambientales y de salud de la minería de oro.
Muchas técnicas tienen anteriormente se ha informado para extraer oro de mineral o desechos electrónicos, incluyendo métodos sin mercurio y cianuro. Sin embargo, muchos de estos métodos son limitados en tasa, rendimiento, escala y costo. A menudo, estos métodos también consideran solo un paso en todo el proceso de recuperación de oro, y a menudo se descuida el reciclaje y la gestión de residuos.
En contraste, nuestro enfoque consideró la sostenibilidad a lo largo de todo el proceso de extracción de oro, recuperación y refinación. Nuestra nueva tecnología de lixiviación utiliza un químico comúnmente utilizado en saneamiento del agua y cloración de la piscina: ácido tricloroisocianúrico.
Cuando este químico ampliamente disponible y de bajo costo se activa con agua salada, puede reaccionar con el oro y convertirlo en una forma soluble en agua.
Para recuperar el oro de la solución, inventamos un sorbente de polímero rico en azufre. Los sorbentes de polímeros aislan una cierta sustancia de un líquido o gas, y el nuestro se realiza uniendo un bloque de construcción clave (un monómero) a través de una reacción en cadena.
Nuestro sorbente de polímero es interesante porque se deriva del azufre elemental: una materia prima de bajo costo y altamente abundante. El sector petrolero genera más azufre de lo que puede usar o vender, por lo que nuestra síntesis de polímero es un nuevo uso para este recurso infrautilizado.
Nuestro polímero podría unir y eliminar selectivamente el oro de la solución, incluso cuando muchos otros tipos de metales estaban presentes en la mezcla.
Los métodos simples de lixiviación y recuperación se demostraron en el mineral, placas de circuitos de computadoras obsoletas y desechos científicos. Es importante destacar que también desarrollamos métodos para regenerar y reciclar tanto el químico de lixiviación como el sorbente del polímero. También establecimos métodos para purificar y reciclar el agua utilizada en el proceso.
Al desarrollar el sorbente de polímero reciclable, inventamos una nueva química emocionante para hacer que el polímero use la luz, y luego “desanimar” el sorbente después de que ató el oro. Este método de reciclaje convirtió el polímero en su bloque de construcción de monómero original y lo separó del oro.
El monómero recuperado podría volver a hacer en el polímero de unión a oro: una importante demostración de cómo el proceso está alineado con una economía circular.
Un camino largo y complejo por delante
En el trabajo futuro, planeamos colaborar con los grupos de la industria, el gobierno y sin fines de lucro para probar nuestro método en operaciones mineras a pequeña escala. Nuestro objetivo a largo plazo es proporcionar un método robusto y seguro para extraer oro, eliminando la necesidad de productos químicos altamente tóxicos como cianuro y mercurio.
Habrá muchos desafíos que superar, incluida la ampliación de la producción del sorbente del polímero y los procesos de reciclaje químico. Para la absorción, también debemos asegurarnos de que la tasa, el rendimiento y el costo sean competitivos con métodos más tradicionales de minería de oro. Nuestros resultados preliminares son alentadores. Pero todavía hay un camino largo y complejo por delante antes de que nuestras nuevas técnicas reemplacen el cianuro y el mercurio.
Nuestra motivación más amplia es apoyar el sustento de la millones de mineros artesanales y a pequeña escala que confían en Mercurio para recuperar el oro.
Normalmente operan en regiones remotas y rurales con pocas otras oportunidades económicas. Nuestro objetivo es apoyar a estos mineros económicamente mientras ofrece alternativas más seguras al Mercurio. Del mismo modo, el aumento de la “minería urbana” y el reciclaje de desechos electrónicos se beneficiaría de métodos más seguros y operacionalmente simples para la recuperación de metales preciosos.
El éxito en la recuperación del oro de los desechos electrónicos también reducirá la necesidad de minería primaria y, por lo tanto, disminuirá su impacto ambiental.
Justin M. ChalkerProfesor de química, Universidad de Flinders
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