استخراج طلا از زباله‌های الکتریکی با استفاده از آب پنیر!

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از نیواطلس، جامعه هزاران سال است که ارزش زیادی برای طلا قائل هستند. اخیرا نیز از این ماده ارزشمند برای کاربرد‌های فنی در الکترونیک و میکروالکترونیک، هوا فضا، پزشکی، بیوتکنولوژی و نانوتکنولوژی استفاده می‌کنند. اما چالشی که وجود دارد این است که طلا هم مانند هر فلز دیگری، یک منبع تجدید ناپذیر و به طور فزاینده‌ای ارزشمند است.

در یک مطالعه جدید، محققان دانشگاه صنعتی زوریخ سوئیس، یک روش پایدار و مقرون به صرفه برای استخراج انتخابی طلا از زباله‌های الکترونیکی کشف کرده‌اند

رافائل مزنگا، نویسنده مرتبط با این مطالعه می‌گوید: حقیقتی که من بیش از همه دوست دارم این است که ما از یک محصول جانبی صنایع غذایی برای به دست آوردن طلا از زباله‌های الکترونیکی استفاده می‌کنیم.

محصول جانبی صنعت غذایی مزانگا به آب پنیر اشاره دارد، بخش آبکی شیر که هنگام درست کردن پنیر از آن جدا می‌شود. در اینجا، محققان این زباله لبنی را به ماتریکسی از فیبر‌های آمیلوئید پروتئین تبدیل کردند که از آن به عنوان جاذب برای حذف انتخابی طلا از زباله‌های الکترونیکی استفاده می‌کردند.

تحت شرایط اسیدی و دمای بالا، پروتئین‌های آب پنیر دناتوره شدند (تخریب ساختار اولیه پروتئین به یک ساختار شل‌تر و تصادفی)  که باعث تجمع آن‌ها در نانوفیبریل‌ها در ژل می‌شود. درنهایت ژل خشک شد و به شکل اسفنج در آمد.

محققان قطعات فلزی را از ۲۰ مادربرد کامپیوتر قدیمی استخراج کرده و آن‌ها را در حمام اسید حل کردند تا فلزات را یونیزه کنند و آن‌ها را به یون‌های مثبت و منفی تبدیل کنند. وقتی اسفنج فیبریل پروتئینی در محلول یون فلزی قرار گرفت، یون‌های طلا به آن چسبیدند. در حالی که فلزات دیگر - مثلا مس و آهن - نیز توسط اسفنج جذب می‌شدند، طلا به مراتب کارآمدتر جذب می‌شد.

پس از جذب یون‌های طلا، اسفنج فیبریل پروتئینی در معرض حرارت قرار گرفت و یون‌ها را به پوسته‌هایی   تبدیل کرد که در نهایت به یک قطعه طلا با جرم حدود ۵۰۰ میلی گرم تبدیل شد. تجزیه و تحلیل نشان داد که این قطعه عمدتاً از طلا (۹۰.۸ درصد وزنی) ساخته شده است که مس و نیکل به ترتیب ۱۰.۹ درصد وزنی و ۰.۰۱۸ درصد وزنی دارند. یافته‌ها خلوص بالای قطعه را نشان می‌دهد که مربوط به ۲۱ یا ۲۲ قیراط است.

محققان در مقاله خود، قابلیت تجاری روش خود را نشان دادند. با در نظر گرفتن هزینه‌های تهیه مواد منبع و هزینه‌های انرژی برای کل فرآیند، هزینه کل بازیابی ۱ گرم طلا از ضایعات الکترونیکی ۵۰ برابر کم‌تر از ارزش طلای بازیابی شده بود.

این روش از نقطه نظر زیست محیطی بهتر است. استفاده از کربن فعال معمولی برای بازیابی ۱ گرم طلا از زباله‌های الکترونیکی حدود ۱۱۶ گرم دی اکسید کربن تولید می‌کند، در حالی که ردپای کربن اسفنج فیبریل پروتئین کم‌تر است و منجر به حدود ۸۷ گرم گاز گلخانه‌ای می‌شود. دلیل اصلی تاثیر زیست محیطی بیشتر استفاده از کربن فعال، مصرف انرژی بالاتر آن در طول تولید است که عمدتاً به دلیل منابع سوخت غیر قابل تجدید همراه با ظرفیت جذب کمتر از اسفنج است.

تلاش‌های قبلی برای استخراج طلا همگی دارای اشکالاتی مانند مقیاس پذیری بودند.

از آنجا که آب پنیر یک پروتئین حیوانی است، اسفنج فیبریل پروتئینی احتمالا آسیب اکوسیستم بیشتری نسبت به کربن فعال ایجاد خواهد کرد. به این ترتیب، محققان بررسی خواهند کرد که آیا پروتئین‌های گیاهی، مانند پروتئین‌های مشتق شده از نخود و سیب زمینی، می‌توانند به جای آب پنیر استفاده شوند یا خیر.

محققان قصد دارند این فن آوری را برای ارائه بازار آماده کنند. در حالی که زباله‌های الکترونیکی یک منبع آغاز امیدوارکننده برای استخراج طلا هستند، اما آنها به موارد دیگری از جمله زباله‌های صنعتی حاصل از فرایند‌های تولید ریزتراشه یا فرآیند‌های آبکاری طلا چشم دوخته اند.

این مطالعه در مجله «مواد پیشرفته» (Advanced Materials) منتشر شده است.