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毫秒级超高温加热技术可用于有效地回收电子垃圾中的贵金属

电子废物(或称电子垃圾)不仅是垃圾填埋场的主要污染物,而且大量的有用资源也被丢弃了。莱斯大学的工程师们现在已经证明,通过用毫秒级加热磨碎的电子产品,可以回收贵金属和稀土矿物质。每年对更新、更闪亮的手机的追求使电子垃圾成为世界上增长最快的废物流,仅2019年就产生了5900万吨。

如果清理工作不够积极,那么经济上的激励也许有用。据估计,所有这些被丢弃的笔记本电脑、手机平板等产品含有价值数百亿美元的贵金属,如金、银、铜和铂。不幸的是,世界上只有不到20%的电子垃圾被回收,因此莱斯大学团队开始着手使这一过程变得更容易,成本更低。

在之前的工作中,研究人员展示了一种叫做“闪电焦耳加热”的技术,涉及到毫秒级的电击,将材料加热到高温。最初,研究小组用这种方法从废品中制造石墨烯,后来通过交替使用加热的时间长短,将几乎任何来源的碳转化为石墨烯或钻石。

在新的研究中,该团队将注意力转向了电子垃圾问题。他们首先将废弃的旧电路板研磨成粉末,然后将混合物加热到3127℃(5,660°F)。这会使金属气化,然后蒸汽被输送到一个冷阱中,在那里它们重新凝结成固体金属。从那里,普通的精炼方法可以分离出特定的金属以供使用。

粉状金属在使用闪电焦耳加热技术分离出来后沉淀在管子的底部

该团队表示,这一过程可以回收样品中60%以上的黄金,以及80%以上的银、钯和铑。它还能去除有毒的重金属,如铬、砷、镉、汞和铅,这些金属会从填埋的电子垃圾中渗入环境。

重要的是,研究人员说,这个过程是高效节能和可扩展的。它每处理一吨材料消耗约939千瓦时,是商业冶炼消耗量的80分之一,是熔炉的500分之一。

这项研究的首席研究员James Tour说:"在这里,最大的废物增长源变成了财富。这将减少在全世界范围内从偏远和危险的地方开采矿石的需要,剥离地球表面并使用大量的水资源。宝藏就在我们的垃圾箱里。"

这项研究发表在《自然通讯》杂志上。该团队在下面的视频中描述了这个过程。

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