مواد و ساخت پیشرفته

محققان موسسه علم و فناوری کره اعلام کردند فناوری جدیدی ایجاد کرده‌اند که از مواد نساجی برای بازیابی انتخابی طلا با خلوص بالا از زباله‌های الکتریکی و الکترونیکی حاوی فلزات مختلف استفاده کردند. اکثر منابع فلزی کره وارداتی است. با این حال، با توجه به کاهش منابع و افزایش هزینه‌های مواد خام، در سال‌های اخیر "منابع چرخه‌ای" یا منابع فلزی ضایعات بازیافتی روبه فزونی هستند.

از اینرو کره‌ای‌ها برنامه‌ای میان‌مدت تا بلندمدت طراحی کرده‌اند تا بیش از 30 درصد زباله‌های تولید شده در طول فرآیند تولید نیمه‌رسانا را که تا سال 2030 میلادی بازیافت و مجدداً مورد استفاده قرار دهند. پیش‌بینی می‌شود که اندازه بازار جهانی اقتصاد چرخه‌ای بیش از دو برابر شود و از 338 میلیارد دلار در سال 2022 میلادی به 712 میلیارد دلار در سال 2026 میلادی برسد.

به طور معمول، جاذب‌های گرانولی برای بازیافت فلز استفاده می‌شود زیرا سطح ویژه بالای آنها باعث می‌شود که جذب کارآمدتر شوند. با این حال مدیریت این جاذب‌ها در زیر آب می‌تواند چالش برانگیز باشد که منجر به نرخ بازیابی ضعیف و حتی آلودگی محیطی ثانویه می‌شود. ولی موادی که شبیه الیاف هستند پتانسیل زیادی برای استفاده صنعتی دارند زیرا دستکاری آنها در زیر آب ساده است و می‌توان آنها را به اشکال مختلف بافته کرد و هنگام اعمال بازیافت طلا روی بستر به دلیل استحکام کم و ضخامت نازک به راحتی شکسته می‌شوند.

برای افزایش عملکرد بازیافت مولکولی طلا و پایداری ساختاری الیاف پلی‌اکریلونیتریل این محققان مولکول‌های قلیایی را به صورت شیمیایی روی سطوح آن‌ها تثبیت کرده‌اند. در مقایسه با مواد اولیه جذب گرانولی طلا، الیاف پلیمری حاوی آمین می‌تواند عملکرد جذب یون‌های طلا در زباله‌ها را تا 2.5 برابر (از 576 میلیگرم بر گرم به 1462 میلیگرم در گرم) بهبود بخشد

این جاذب فیبری به بازده بازیابی طلا نزدیک به 100 درصد در محدوده وسیع پی‌اچ از 1 تا 4 در بیشتر مایعات حاصل ضایعات دست یافت که حتی در شرایط واقعی راندمان بازیابی طلا بیش از 99.9 درصد در محلول‌های به‌دست‌آمده از شستشوی سی‌پی‌یو‌های واقعی را نشان داد. به علاوه با توجه به اینکه 14 یون فلزی دیگر در محیط وجود داشت این واقعیت که تنها یون‌های طلا (با خلوص بالای بیش از 99.9 درصد) می‌توانند از محلول استخراج شوند قابل توجه است. حتی پس از ده بار استفاده، نرخ بازیابی طلا 91 درصد باقی ماند که نشان دهنده قابلیت استفاده مجدد فوق‌العاده آن است.

منبع