Биотехнологи Пермского Политеха нашли способ извлечь редкие металлы из экранов смартфонов
Молодая исследовательница из Пермского Политеха разработала способ извлечения редких и дорогостоящих металлов из старых мониторов и экранов. Разработка позволит возвращать эти металлы в производство, а не «терять» на мусорных полигонах. У технологии нет аналогов в мире.
По данным биотехнологов университета, к 2020 году во всем мире образовалось около 53,6 млн тонн электронных отходов. Их количество ежегодно растет, и через 10 лет эта цифра может достигнуть 74,7 млн. Только в России каждый год появляется 1,6 млн тонн электронных отходов.
В состав электронных отходов входит множество редких и дорогостоящих металлов, таких как индий, золото, церий и эрбий. Кроме того, они содержат другие полезные элементы: алюминий, мышьяк, бор, барий, кальций, хром, медь, железо, калий, магний, молибден, натрий, никель, свинец, олово, сурьму, стронций и цинк. Так, экраны покрывают индием и оловом для получения тач-скрина. Большинство смартфонов оборудовано дисплеем из смеси оксида алюминия и двуокиси кремния. Дополнительно его закаляют ионами калия, чтобы увеличить прочность. Более редкие элементы используют для того, чтобы дисплей стал цветным и мог противостоять УФ-излучению.
Редкие металлы сейчас добывают из природных источников, но разведанных запасов хватит на 20 лет. Их содержание в источнике составляет от 0,001 % до 0,1 %. При добыче остаются неиспользованными более 90% дополнительных примесей. Таким образом, перерабатывая электронику, можно получить больше полезного материала и снизить класс опасности отходов. Выделение конкретного металла из всего потока позволит вернуть его в производственный цикл. Поиск ответов для экологических вызовов - одно из приоритетных направлений для Пермского НОЦ «Рациональное недропользование».
– Средний срок службы мобильных телефонов и компьютеров постепенно сокращается и сейчас составляет от 2 до 6 лет. Затем устройства становятся отходами, которые очень мало перерабатывают. Мы предложили способ, который позволит вернуть в производственный цикл редкие и дорогостоящие металлы, – рассказывает аспирант кафедры «Охрана окружающей среды» факультета химических технологий, промышленной экологии и биотехнологий Пермского Политеха Анастасия Чугайнова. – Мы выщелачиваем металлы в раствор, который нужно довести до необходимого уровня pH. Микроскопические водоросли Chlorella Vulgaris, Chlorella Sorokiniana, Chlorella Spirulina и Scenedesmus sp. поглощают их из экранов и мониторов. Затем мы сжигаем водоросли, а металлы остаются в зольном остатке. Сейчас мы «обучаем» водоросли «избирательно» извлекать редкие металлы. Наша группа уже определила необходимые условия обработки экранов и извлечения металлов, – поясняет биотехнолог.
По мнению биотехнологов, разработка может быть интересна потребителям редких металлов – производителям электронной техники и предприятиям машиностроительной и металлургической отраслей. Кроме того, технологию можно применять на полигонах твердых коммунальных отходов.
