Wetenschap
Onderzoekers ontwikkelen steeds duurzamere methoden om goud, zilver en koper uit gerecyclede materialen op te lossen
Afval van computers en mobiele telefoons, zonnepanelen en andere afgedankte elektronica wordt naast mijnbouw een belangrijke bron van edele metalen. Onderzoekers van de Universiteit van Helsinki hebben duurzame oplossingsmethoden voor edele metalen ontwikkeld.
De huidige extractiemethoden verbruiken veel energie en zijn schadelijk voor het milieu. De manier van branden is bijzonder gevaarlijk voor de beoefenaars en het milieu, omdat er gevaarlijke chemicaliën vrijkomen. In ontwikkelingslanden worden edelmetalen tot op de dag van vandaag onder ruwe omstandigheden gewonnen op stortplaatsen. Ook al zijn geavanceerde hydrometallurgische processen veiliger en kunnen ze edelmetalen oplossen, het resultaat zijn metaalmengsels die verdere verwerking vereisen.
De bevindingen van de onderzoeksgroep Catalysis and Green Chemistry onder leiding van hoogleraar scheikunde Timo Repo zijn gepubliceerd in het tijdschrift Angewandte Chemie International Edition .
Het artikel introduceert een proces in drie fasen waarbij eerst koper wordt opgelost uit elektronisch afval, gevolgd door zilver en ten slotte goud. Op deze manier kunnen metalen selectief worden gescheiden van plastic, keramiek en andere materialen, waardoor pure edelmetalen ontstaan. Bovendien kunnen de gebruikte oplosmiddelen eenvoudig worden gerecycled.
Onderzoekers van de Universiteit van Helsinki testten organische oplosmiddelen op gebroken printplaten, waarbij ze met succes het goud en koper eruit haalden. Zilver werd gescheiden van verpletterde oude zonnepanelen. Dit resultaat is vooral interessant omdat zonnepanelen een product met grote volumes zijn waarvan de recycling tot nu toe een enorme uitdaging is geweest.
"In dit onderzoek hebben we gebruik gemaakt van zogenaamde diep-eutectische oplosmiddelen, vloeistoffen die zijn gemaakt van stoffen die vast zijn bij kamertemperatuur en onder normale druk, zoals cholinechloride – ook gebruikt in pluimveevoer – en ureum, evenals andere veilige organische verbindingen”, zegt postdoctoraal onderzoeker Anže Zupanc van de afdeling scheikunde van de Universiteit van Helsinki.
Diep-eutectische oplosmiddelen zijn een speciaal type oplosmiddel dat bestaat uit twee of meer eenvoudige verbindingen, die samen een mengsel vormen met een laag smeltpunt. Deze oplosmiddelen staan bekend als diep-eutectisch, omdat hun smeltpunt aanzienlijk lager is dan het smeltpunt van elke component afzonderlijk.
Diep-eutectische oplosmiddelen zijn milieuvriendelijk, hernieuwbaar en in veel gevallen biologisch afbreekbaar. Ze hebben veel toepassingen als oplosmiddel, onder meer bij chemische reacties, katalyse en extractietechnieken.
In dit onderzoek werden ook melkzuur en waterstofperoxide als oplosmiddelen gebruikt.
"Een belangrijk resultaat was dat de oplosmiddelen konden worden hergebruikt, waardoor de principes van groene chemie in de praktijk werden gebracht", merkt professor Repo op.
Volgens Repo vormen de resultaten verkregen onder laboratoriumomstandigheden een belangrijke stap in de richting van duurzame chemische processen.