Tìm vàng từ rác thải công nghệ

Giới khoa học công bố kết quả những nghiên cứu 'thu hồi' vàng trong rác thải công nghệ đến bất ngờ. Cứ 1 tấn smartphone rác, người ta sẽ thu được khoảng 350 gam vàng.

Có rất nhiều phương pháp để chiết xuất vàng như kết tủa, trao đổi ion, chiết dung môi. Thế nhưng các kỹ thuật này phải sử dụng hóa chất độc hại và phần phụ phẩm còn lại sau khi đã tách được vàng cũng là chất thải độc hại.

Giới khoa học vẫn không ngừng tìm kiếm kỹ thuật phân tách vàng lẫn trong những vật chất khác thành công, an toàn và ít ô nhiễm nhất.

Vàng... Khắp nơi

Thế nhưng nguyên do lại phải tìm cách thu vàng khác ngoài việc khai thác quặng vàng? Câu trả lời là thứ kim loại quý hiếm này thật ra đang có tại khắp nơi xung quanh ta. "Mỏ vàng" tiềm năng nhất ngày nay điển hình là rác thải điện tử, nhất là là laptop, smartphone và máy ảnh cách số.

Cứ 1 tấn smartphone rác, người ta sẽ thu được khoảng 350 gam vàng.

Nhờ tính dẫn điện rất cao và nguy cơ chống oxy hóa, ăn mòn trong những môi trường khác nhau, vàng không chỉ sử dụng làm trang sức mà còn sử dụng để tạo bo mạch, vi mạch (IC) và mối nối (connector) dùng cho các thiết bị điện tử.

Các connector làm bằng vàng sẽ truyền dữ liệu số nhanh và cơ bản xác hơn kim loại khác. Với máy tính, vàng được sử dụng trong các mạch điện tử tạo thành bộ vi chữa bệnh trung tâm (CPU), tức bộ não của máy tính.

Theo tương đối cao ủy về môi trường của Liên Hiệp Quốc năm 2014, cứ 41 smartphone thì thu được 1 gam vàng. Riêng một chiếc iPhone chứa khoảng 0,034 gam vàng và 0,34 gam bạc. Federico Magalini, bác sĩ về rác thải điện tử và giám đốc điều hành Công ty tái chế e-waste Sofies (Anh), từng đưa ra con số đáng ngạc nhiên: số lượng vàng trong 1 tấn smartphone rất nhiều gấp 70 lần trữ lượng một mỏ vàng thông thường.

Trong bài phỏng vấn với The Verge, Magalini cho nhận thấy hàm lượng vàng trung bình trong 1 tấn vật chất bất kỳ là 0,5g. Con số này đối với mỏ vàng khá cao hơn rất nhiều, "cứ 1 tấn vật chất đào được thì lọc được 5-6 gam vàng".

Tuy lượng vàng trong một chiếc điện thoại chẳng đáng là bao, nhưng với 1 tấn smartphone, ta sẽ thu được khoảng 350 gam vàng, tức rất cao gấp 70 lần mức trung bình ở mỏ vàng, theo Magalini. "Vì thế chúng tôi biết phân tách vàng từ rác thải điện tử thì thành công hơn (khai mỏ) bởi hàm lượng vàng tập trung khá cao" - Magalini khẳng định.

Còn một "mỏ vàng" khổng lồ khác nhưng việc thu hồi không hề đơn giản: đại dương bao la. Theo bộ phận Quản lý khí quyển và đại dương quốc gia thuộc Bộ Thương mại Hoa Kỳ, một nghiên cứu đã ước tính cứ 100 triệu tấn nước biển tại Đại Tây Dương và Bắc Thái Bình Dương có lẫn một 1 gam vàng.

Trang Big Think đưa ra con số ước lượng khoảng 20 triệu tấn vàng trong đại dương. Ngoài ra theo một báo cáo đăng trên tạp chí Environmental Science & Technology hồi tháng 10-2017, hàng năm một lượng vàng chữa trị giá 1,8 triệu USD đều trôi tuột qua hệ thống cống tại Thụy Sĩ.

Nguyên nhân có khả năng là vì Thụy Sĩ phần lớn nhà máy tinh luyện vàng. Nhưng, theo tờ Washington Post, các nhà khoa học cho rằng hàm lượng vàng lẫn trong nước thải như thế là chưa đủ khá cao để đáng đầu tư thu hồi chúng.

Miếng bọt hấp thụ vàng

Một trong những phương pháp phân tách vàng mới và cho hiểu đa số tiềm năng là dùng một miếng "bọt biển" nhất là (giống miếng rửa chén) để "hút" vàng trong môi trường chất lỏng.

Theo nghiên cứu đăng trên tập san của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ ngày 3-11, biện pháp này được cho là thành công nhất từ trước tới nay để phân tách vàng từ chất lỏng. Nhớ lại câu chuyện lượng vàng tìm nhận thấy trong nước cống ngầm ở Thụy Sĩ để cho rằng kỹ thuật này có thể hữu dụng đến đâu.

Đầu tiên các nhà nghiên cứu làm một bộ khung làm từ hợp chất kim loại - hữu cơ, gồm những ion sắt nối với nhau do một "bộ xương" là hợp chất 1,3,5-benzenetricarboxylate, sau đó bọc bộ khung này vào một lớp polymer có tên là PpDA. Điển hình lớp áo này sẽ giúp tóm gọn các phân tử vàng "đi lạc" trong dung dịch cần "đãi vàng".

Trang Big Think mô tả công cụ này giống như miếng bọt biển dùng để rửa chén, thế nhưng nó không thấm hút xà phòng hay nước, mà là hút và giữ vàng. Tương lai đầy hào hứng: nhúng ‘miếng bọt biển’ (màu tím) vào dung dịch có lẫn vàng để "thu gom" kim loại quý dễ dàng.

"Miếng bọt biển hút vàng".

Biện pháp này được cho là thành công hơn những sản phẩm tương tự trước đó. Các nhà nghiên cứu cho thấy khi nhúng vào dung dịch, mỗi gam trọng lượng của miếng bọt biển nhất là này sẽ hút được 1 gam vàng. Điều nhất là là nó có khả năng "bắt" được 99% lượng vàng có trong dung dịch bất kỳ trong vòng chỉ 2 phút.

Sau khi đã hút đầy vàng, miếng bọt biển sẽ bị phân hủy bằng axit clohydric để thu được kết quả cuối cùng: vàng.

Những nhà nghiên cứu đã thử nghiệm kỹ thuật này trong số đông tình huống thực tế khác nhau, trong đó có việc thu hồi vàng trong rác thải điện tử, một trong những ứng dụng thiết thực nhất.

Trong thí nghiệm của mình, những nhà nghiên cứu tách các thành phần kim loại gồm đồng, kền và vàng trong bộ vi chữa bệnh máy tính ra và hòa nó với một số hóa chất để tạo thành một dung dịch lỏng.

Bài toán ở đây là làm sao "miếng bọt biển" nhất là này chỉ hấp thụ vàng trong dung dịch có lẫn ba kim loại khác nhau này. Điều kinh ngạc là kết quả thực nghiệm cho biết "miếng bọt biển" có thể thu được 95% lượng vàng có trong dung dịch nói trên.

Bởi đã "biết tiếng" loại nước cống có lẫn vàng ở Thụy Sĩ, nhóm nghiên cứu cũng áp dụng công trình của mình vào đó, cuối cùng thu được 99% vàng lẫn trong số nước thải này. Kết quả thí nghiệm với nước biển cũng thu được 99% lượng vàng có trong mẫu thử nghiệm.

Big Think nhận xét những kết quả khả quan này cho nhận thấy tiềm năng của kỹ thuật "hút vàng bằng bọt biển" đối với nước thải, vốn có lẫn rất nhiều chất khác nhau và chưa có bộ lọc nào có thể chỉ giữ lại vàng và "cho qua" các tạp chất khác.