در دو دهه اخیر به دلیل پیشرفت تکنولوژی، علم مواد و فرآیندهای تولید، تولید و استفاده از لوازم الکترونیکی و الکتریکی به شدت افزایش یافته است. میزان تولید ضایعات الکترونیکی جهان در حدود 20- 50 میلیون در سال است.
موبایل های همراه با عبور از میزان فروش 1 میلیارد در سال 2009، نقشی اساسی را در ضایعات الکترونیکی دارند. طبق مطالعه ای که در کشور استرالیا صورت گرفته، مشخص شده است که مردم به صورت متوسط هر 8 ماه یکبار موبایل خود را عوض می کنند. این به این معناست که هر 8 ماه یکبار در این کشور 16 میلیون گوشی موبایل ضایعاتی تولید می شود. علی رغم اینکه عمر متوسط یک موبایل 7 سال است اما متوسط جهانی نشان می دهد که استفاده کنندگان هر 11 ماه گوشی خود را تعویض می کنند.
ضایعات موبایل شامل عوامل سمی همچون سرب، جیوه، کادمیوم، نیکل و غیره هستند که می توانند به محیط زیست ما آسیب برسانند. همچنین فلزات بسیار با ارزشی همانند طلا، نقره، پلاتین و پالادیوم در نیز در این ضایعات وجود دارند. با توجه به وجود عوامل آسیب زا، فلزات با ارزش و حجم زیاد تولیدی این مواد، انجام عملیات بازیافت بر روی این مواد امری غیر قابل اجتناب است.
بازیافت ضایعات برد موبایل
برای بازیافت ضایعات برد موبایل روش های شیمیایی همانند روش پیرومتالورژیکال و هیدرومتالورژیکال مورد استفاده قرار می گیرند. روش پیرومتالورژیکال از گذشته برای استخراج فلزات مورد استفاده قرار می گیرد اما به دلیل استفاده از سیانید و گازهای سمی که این فرآیند تولید می کند در حال جایگزینی با فرآیندهای هیدرومتالورژیکال است.
بازیابی متعارف طلا و سایر فلزات از سنگ معدن های پیچیده از طریق سیانید، در حدود 100 سال قدمت دارد. اما با توجه به اثرات سمی سیانید این کار در بسیاری از کشورها ممنوع شده است. Thiourea ((SC(NH2)2 یک ماده غیر سیانیدی موثر برای استخراج طلا از جامدات است، اما به دلیل بالا بودن هزینه آن از نظر اقتصادی به صرفه نیست. استخراج طلا توسط تیوسولفات دهه هاست که شناخته شده است اما تحقیقات در این مورد 2 دهه است که گسترش پیدا کرده است.
استخراج فلزات گرانبها از ضایعات موبایل
فرآیند استخراج طلا از ضایعات موبایل یک روش نوآورانه برای استخراج فلزات گرانبهاست. تا کنون مطالعات محدودی در زمینه استخراج فلزات گرانبها از بردهای موبایل انجام شده است. آمونیوم تیوسولفات [(NH4)2S2O3] یک استخراج گر غیر سمی و اقتصادی است. این ماده طلا را به صورت یک ترکیب آنیونی تثبیت می کند که برای تثبیت طلا کافی است. استخراج با تیوسولفات مزیت های بسیاری در مقایسه با فرآیند سیانید دارد که شامل سرعت استخراج بالاتر و تداخل کمتر با یون های خارجی می شود.
تیوسولفات هنگامی که با طلا مخلوط می شود، ترکیب آئوروتیوسولفات [Au (S2O3)23-] همانگونه که در واکنش شماره 1 نشان داده شده است، شکل میگیرد. از سولفات مس به عنوان کاتالیست و عامل اکسید کننده استفاده می شود که در واکنش با آمونیوم یک ترکیب پایدار کوپریک تترا آمین تشکیل می دهد (واکنش 2).
(1) 4Au + 8S2O32- + O2 + 2H2O → 4Au(S2O33-) + 4OH-
(2) Au + 5S2O32- + Cu(NH3)42+ → Au(S2O3)23- + 4NH3 + Cu(S2O3)35-
یون های کوپریک تترا آمین در این فرآیند به وسیله واکنش اکسیژن حل شده با Cu(S2O3)35- باز تولید می شوند.
چگونه از برد موبایل طلا استخراج کنیم؟
همانگونه که در بالا نیز اشاره شد برای بازیافت فلزات گرانبها از ضایعات موبایل روش های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند که برخی فیزیکی و برخی دیگر شیمیایی هستند. روش های ساده ای وجود دارند که می توان توسط آن ها طلا را از ضایعات برد موبایل استخراج کرد که در ادامه به آن می پردازیم:
استخراج با استفاده از اسید نیتریک
اسید نیتریک از جمله اسیدهای قوی است که هم رزین ها (بدنه پلاستیکی برد) و هم فلزات را در خود حل می کند. برای انجام این کار مقداری اسید نیتریک تهیه کنید (توجه داشته باشید که اسید نیتریک به دلیل کاربردهایی که در ساخت مواد منفجره دارد، در بسیاری از کشورها استفاده از آن محدودیت قانونی دارد). دقت کنید که قبل از انجام این کار حتما از لباس مخصوص ضخیم، ماسک و دستکش ضخیم بپوشید.
بردها را به قطعات کوچک تبدیل کرده و آنها را در یک ظرف شیشه ای بریزید، سپس اسید را با احتیاط به آن اضافه کنید. حال بوسیله یک میله شیشه ای مخلوط را هم بزنید تا کل برد در اسید به خوبی حل شود.
پس از حل شدن کامل، محلول را از یک صافی عبور دهید. آنچه که بر روی صافی باقی خواهد ماند رسوبات طلا است، در مواردی هم می تواند رسوبات سایر فلزات بر روی فیلتر باقی بماند که از رسوبات طلا قابل تشخیص است.
استخراج توسط تیزاب سلطانی
تیزاب سلطانی ترکیبی از اسید نیتریک و اسید هیدروکلریک با نسبت های مشخص است. در این روش هم همانند روش قبل استفاده از لوازم ایمنی ضروری است. برای انجام آزمایش از ظرف های پلاستیکی استفاده کنید.اسید را به ضایعات برد موبایل اضافه کنید. فرآیند حل شدن کامل در اسید بین یک تا دو ساعت به طول خواهد انجامید. با حل شدن برد در اسید گازهایی از آن متساعد خواهند شد، برای از بین بردن گازها به آن مقداری اوره اضافه کنید.
پس از حل شدن کامل طلا و سایر فلزات در اسید، اسید را به ظرفی دیگر منتقل کنید (معمولا از اسید می توان برای چند مرحله استفاده کرد)، حال اسید را تا 160 درجه فارنهایت گرما دهید. گرما دادن باعث می شود که طلای خالص به صورت رسوبات درشت در ته ظرف ته نشین شود. رسوب طلا به رنگ قهوه ای و درخشان در ته طرف ته نشین می شود و می توان آن را جدا نمود.
