از لپ‌تاپ‌ و موبایل طلا استخراج کنید!

به گزارش هوشمند نیوز به نقل از هوشمند نیوز، در ضرابخانه سطلنتی در نزدیکی کاردیف در ولز جنوبی (جایی که به خاطر ساخت میلیارد‌ها سکه برای بیش از ۳۰ کشور دنیا شهرتی جهانی دارد)، یک برنامه و نقشه جذاب و هیجان‌انگیز در جریان است: راهکاری برای بازیابی فلزات از زباله‌های الکترونیکی.

برای ورود به این مکان، می‌بایست یک عینک ایمنی و یک کت سفید آزمایشگاهی را به تن کرد. از یک آزمایشگاه کوچک عبور کردم و هیلی مسنجر، شیمیدان متخصص در فلزات گران‌بهای پایدار به من توضیح داد که چرا در این آزمایشگاه، چیزی برچسب و لیبلی ندارد: «همه چیز اینجا رمزآلود است.» او در حالی که محلول سبز جادویی را در یک فلاسک شیشه‌ای یک لیتری که در آن برد‌های مدار متعددی قرار دارد می‌ریزد، این جمله را برزبان آورد.

او و تیمی از شیمیدانان، همراه با استارت‌آپ کانادایی Excir، روشی را اختراع و ثبت کرده‌اند که به ادعای آن‌ها ۹۹% از طلای موجود در مدار‌ها و برد‌های چاپی موجود در لپ‌تاپ‌های از رده خارج و گوشی‌های موبایل قدیمی را استخراج می‌کند. در اواخر امسال، ضرابخانه سلطنتی مینت، یک کارخانه جدید را با صرف هزینه چندین میلیون پوندی افتتاح خواهد کرد که قادر خواهد بود تا هر هفته، ۹۰ تن از برد‌های الکترونیکی را بعد از عملیاتی شدن کامل، پردازش کرده و سالانه صد‌ها کیلوگرم طلا را از این برد‌های الکترونیکی بازیابی کند.

هنگامی که مخلوط درخشان، در داخل فلاسک شروع به جوشیدن کرد، مسنجر با پیچاندن و بستن درب فلاسک، آن را روی دستگاه غلتکی قرار داد تا محتویات فلاسک را تکان دهد. تنها در طول چهار دقیقه، تمام قطعات طلا حل شده و وارد مایع می‌شود.

مسنجر توضیح داد: «تمام این روند در دمای اتاق و خیلی سریع اتفاق می‌افتد.» او در ادامه به این نکته اشاره کرد که این امکان وجود دارد تا از این محلول شیمیایی برای ۲۰ بار مجددا استفاده کرد و هربار غلظت طلای موجود در محلول افزایش پیدا می‌کند.»

زمانی که محلول اسرارآمیز دیگری به فلاسک اضافه می‌شود، طلا مجددا به فلزی جامد تبدیل خواهد شد. در مرحله بعد، این پودر فیلتر شده و در یک کوره ذوب می‌شود و در ادامه به قطعات بسیار ریز طلا تبدیل خواهد شد. این قطعات ریز طلا را می‌توان به شکل گردنبند، گوشواره و دکمه سرآستین تبدیل کرد، ولی ارزش واقعی این فلزات بازیافتی گرانبها در این فرآیند شیمیایی بسیار ساده نهفته است.

راهکار شیمیایی ماجرا

زباله‌های الکترونیکی (که E-Waste یا WEEE نیز نامیده می‌شوند)، سریع‌ترین و درحال گسترش‌ترین جریان زباله‌ای در دنیاست. طبق برنامه محیط زیست سازمان ملل متحد، برآورد می‌شود که سالانه ۵۰ میلیون تن زباله الکترونیکی در سراسر جهان تولید می‌شود که وزن آن‌ها از تمام هواپیما‌های تجاری که تاکنون ساخته شده بیشتر است. ولی تنها ۲۰% از این زباله‌های الکترونیکی به شکل رسمی بازیافت می‌شوند و اکثر آن‌ها دور ریخته شده یا به مراکز دفن زباله فرستاده شده و یا سوزانده می‌شوند.

با افزایش تقاضا‌ها برای دستگاه‌های قابل حمل و سریع الکترونیکی، میزان زباله‌های الکترونیکی نیز افزایش می‌یابد. در سال ۲۰۱۹، مجمع جهانی اقتصاد برآورد کرد که در سال ۲۰۵۰، تولید سالانه زباله‌های الکترونیکی بیش از دو برابر شده و به بیش از ۱۲۰ میلیون تن در سال خواهد رسید.

طلا هم مثل تمام مواد خام حیاتی، یک منبع محدود است و حدود ۷% از طلای جهان در حال حاضر در لوازم الکترونیکی بلااستفاده قرار دارد. استخراج طلا، معمولا شامل دستگاه‌هایی می‌شود که به اتحادیه اروپا یا آسیا صادر می‌شوند؛ چرا که در این مناطق، زباله‌های الکترونیکی در دما‌های بسیار بالا و در فرآیندی خام و با کربن فشرده ذوب می‌شوند.

مسنجر در این باره گفت: «ما می‌خواهیم تا حد امکان فلزات ارزشمند را از آنچه که زباله هستند، بازیابی کنیم. تمرکز ما بر این است که این کار را به شکل پایدار در بریتانیا انجام دهیم. آن هم با استفاده از فرآیندی که در دمای اتاق انجام می‌شود و درعین حال گاز‌های گلخانه‌ای به مراتب کمتری در مقایسه با ذوب تولید خواهد کرد.»

مارک لاوریج، مدیر بازرگانی ضرابخانه سلطنتی در این باره گفته: «اگر ما زباله تولید می‌کنیم، باید مسئولیت تفکیک آن را نیز برعهده بگیریم و نباید زباله‌ها را به کشور دیگری منتقل کنیم تا آن‌ها را برای ما تفکیک کنند.» او معتقد است که توسعه زنجیره‌های تامین زباله‌های الکترونیکی در اطراف کارخانه‌های بازیافت محلی، باعث کاهش سفر‌های طولانی موردنیاز برای انتقال وسایل الکترونیکی دورریخته شده از طریق دریا، هوا و جاده خواهد شد و ضرابخانه سلطنتی با هدف جهانی‌سازی این فناوری در حال مذاکره با شرکای خود در سراسر جهان است.

من با تعویض لباسهایم، یک کلاه نارنجی بزرگ به سر گذاشتم؛ یک جلیقه مخصوص به تن کرده و چکمه‌های مشکی مقاومی را پوشیدم و به سمت کارخانه فرآوری جدید رفتم. ده‌ها کیسه زباله بزرگ در گوشه و کنار این کارخانه ۳هزار متر مربعی روی هم چیده شده بودند که هرکدام مملو از برد‌های الکترونیکی رنگارنگ بودند. این مدار‌ها و برد‌ها از لپ‌تاپ‌ها و گوشی‌های موبایل استخراج شده و توسط شبکه‌ای متشکل از ۵۰ تامین کننده زباله الکترونیکی در سراسر کشور، به این کارخانه تحویل داده شده بودند.

روند استخراج به چه ترتیب است؟

برد‌های الکترونیکی در بدو ورود، بررسی می‌شوند و در یک قیف بزرگ نقره‌ای قرار می‌گیرند که این ماده خام را به سمت یک دستگاه بزرگ چند رنگی هدایت می‌کند. تونی بیکر، مدیرنوآوری تولید دراین باره توضیح داده که با جدا شدن و شکستن برد‌های مدار به صورت مکانیکی، تمام قطعات و اجزای غیرطلا، در یک طرف نگه داشته می‌شوند و قطعات حاوی طلا، از جمله پورت‌های USB به صورت دیجیتالی شناسایی شده و به یک راکتور ۵۰۰ لیتری منتقل می‌شوند. در این مرحله “محلول سبز جادویی” در مقیاس به مراتب بزرگتری اضافه شده و طلا‌ها استخراج شده و قطعات طلا تولید می‌شوند.

از آنجا که در ابتدای کار، حجم زیادی از موادی غیر از طلا از گردونه کار خارج می‌شوند، پردازش شیمیایی فقط برروی قطعات حاوی طلا انجام خواهد شد. مواد خامی که توسط ضرابخانه سلطنتی مورد استفاده قرار می‌گیرند، به جای لپ تاپ یا تلفن‌های همراه، از برد‌های مداری تشکیل شده و زمانی که طلا استخراج شد، باقیمانده اجزا که از جنس طلا نیستند، همگی برای استفاده مجدد به بخش‌های مختلف زنجیره تامین فرستاده خواهند شد تا چیزی هدر نرود. طبق گفته لاوریج، محتوای طلای موجود، بسته به مواد اولیه، بین ۶۰ تا ۹۰۰ بخش در یک میلیون متغیر است.

درحال حاضر، کارخانه بازفرآوری ضایعات ضرابخانه سلطنتی، فقط بربازیافت طلا در مقیاس نسبتا کوچکی تمرکز دارد و هدف این است که در نهایت با گسترش این سیستم، سایر فلزات گران‌بهای موجود در تخته مدار‌ها بازیافت شوند.

بازیافت انرژی علاوه بر طلا

در هنگام پردازش پلاستیک یا فایبرگلاس باقیمانده، مقداری از انرژی تولید شده به گاز‌های مصنوعی تبدیل می‌شود که این گاز‌ها نیز برای استفاده به نیروگاه انرژی محلی ضرابخانه منتقل خواهند شد تا از آن‌ها مستقیما برای تولید برق محل استفاده گردد. این بخشی از برنامه‌های این شرکت برای تولید ۷۰% برق مورد نیاز برای راه‌اندازی و کارکرد کل سایت، از طریق انرژی‌های تجدید پذیر از جمله خورشید، باد، حرارت و برق ترکیبی به اضافه ذخیره باتری‌هاست.

در صورتی که استارت آپ Excir بتواند فلزات ارزشمند بیشتری را بازیافت کند و درصورتی که این سیستم به شکل کلی بتواند با انرژی‌های تجدیدپذیر بومی خودش کار کند، می‌توان این راهکار‌ها را در مراکز مشابه بازیافت دیگر در سراسر کشور، تکرار کرد و بدین ترتیب زباله‌های الکترونیکی را قبل از آنکه صادر شوند، مورد بازیافت قرار داد. طبق گفته لاوریج، بزرگترین چالش دراین مسیر، اطمینان از این موضوع است که شبکه تامین و پردازشگر‌های زباله‌های الکترونیکی، به نحوی رشد کنند که افراد بازیافت این زباله‌ها را در اولویت قرار داده و به این امر تشویق شوند.

بیکر دراین باره گفته: «هرچه بتوان در ابتدای پروسه، مواد را تفکیک و جداسازی کرد، به تلاش کمتری در جریان کار نیاز خواهد بود و مصحول نهایی خالص‌تر و ارزش آن بالاتر خواهد رفت. ما به فلزات گرانبها نیاز داریم، چون منبع مهمی برای ما هستند. ولی فقط بحث استخراج فلزات از این برد‌های الکترونیکی و دور ریختن باقیمانده برد‌ها نیست. ما می‌خواهیم راهی را بیابیم که تک تک اجزای این برد‌ها را بازیافت کنیم.»

بعد از استخراج طلا از این بردها، باقیمانده بردها، همراه با سایر زباله‌های الکترونیکی غیرطلا، خرد شده وبه دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. بخش‌های مسی، فولاد وقلع به مراکز بازیافت تخصصی منتقل می‌شوند و باقیمانده قطعات نیز بازیافت می‌شوند. صافی مورد استفاده برای پروسه شیمیایی هم تا ۲۰ بار قابل استفاده خواهد بود. طبق گفته لاوریج، هدف نهایی این است که با عملیاتی شدن دقیق این پروسه، ضایعات این کار به صفر برسد.

استخراج معادن شهری و بازیافت فلزات گران‌بها از مواد زاید مثل همین برد‌های الکترونیکی، روند رو به رشدی است و طبیعتا زباله‌های الکترونیکی زیادی در دسترس خواهند بود.

کیت هینتون، مسئول روابط خارجی Material Focus که از کمپین بازیافت وسایل الکترونیکی حمایت می‌کند، به این نکته اشاره کرده که خانواده‌های بریتانیایی، حدودا ۵۲۷ میلیون وسیله الکترونیکی کوچک قدیمی (ز جمله ۳۱ میلیون لپ تاپ قدیمی به وزن حدود ۱۹۰ هزار تن) را در اختیار دارند. در آمریکا، سالانه موبایل‌هایی دور انداخته می‌شوند که به طور میانگین حاوی ۶۰ میلیون دلار طلا و نقره هستند.

متخصصان براین باور هستند که فلزات به خوبی قابل بازیافت هستند؛ مخصوصا به این خاطر که هزینه زیست محیطی استخراج سنگ معدن برای دست یابی به مقدار اندکی طلا بسیار بالاست.

همکاری جواهرسازان با بازیافت کنندگان

درحال حاضر برند جواهرسازی آمریکایی Ring Bear از این طلا‌های بازیافتی استفاده می‌کند. یکی از اهداف پاندورا، استفاده از طلا و نقره‌های بازیافتی تا سال ۲۰۲۵ است و جالب اینجاست که در جریان المپیک توکیو برای ساخت ۵۰۰۰ مدال طلا، نقره و برنز، این فلزات ارزشمند از شش میلیون تلفن همراه و تقریبا ۷۲هزار تن زباله الکترونیکی استخراج شد.

طبق اعلام هینتون، سالانه ۱۵۵ هزار تن دستگاه الکترونیکی کوچک دور ریخته می‌شود. اما او امیدوار است که روزی بازیافت زباله‌های الکترونیکی، تبدیل به یک هنجار شود. البته او می‌داند که بازیافت، همه مشکلات را حل نمی‌کند، ولی معتقد است که هدر دادن مواد اولیه موردنیاز برای ساخت فناوری سبز آینده، جنون‌آمیز است.

البته او معتقد است که برای تبدیل بازیافت زباله‌های الکترونیکی، به نوآوری نیاز است و گفته: «این نیاز بیش از هرچیز برای وسایل الکتریکی کوچکی مثل شارژرها، دوشاخه‌ها و کابل‌های مسی احساس می‌شود. عملکرد ضرابخانه سلطنتی فوق‌العاده است، ولی باید این را در نظر داشت که طلا تنها بخش خیلی کوچکی در مقایسه با سایر مواد موجود در این وسایل الکترونیکی است.»

این کار مستلزم سرمایه‌گذاری هنگفت در زمینه تحقیق وتوسعه برای توسعه فرآیند‌های تولیدی و تجاری است و با افزایش آگاهی‌ها در مورد اثرات زیست محیطی واجتماعی معادن متعارف، گسترش فناوری‌های جدید سبز، باعث رشد اقتصادی در زمینه فلزات گران‌بها خواهد شد.

زمانی که بحث سرعت بخشیدن به این روند می‌رسد، پیشگامان زیادی در این مسیر دیده نمی‌شوند. شرکت آمریکایی New Gold Recovery در حال توسعه شیوه‌ای بدون سم است که ذرات طلا را از زباله‌های الکترونیکی استخراج می‌کند. کمپانی بریتانیایی N ۲ S از یک روش شستشوی سبز برای بازیافت مواد از تجهیزات فناوری اطلاعات استفاده می‌کند. در سال ۲۰۲۱، آن‌ها ۱۲۹ تن مس را بازیافت کردند.

در نیوزیلند و استرالیا نیز شرکت‌های مشابهی، گام‌های بزرگی را در این زمینه برداشته‌اند.

طبق برآورد Material Focus، درصورتی که در آینده فناوری بازیابی پیشرفت کرده و مورد استفاده قرار گیرند، می‌توان سالانه ۱۶.۶ میلیون دلار از مواد خام حیاتی را از زباله‌های الکترونیکی در بریتانیا بازیافت کرد. آن‌ها در عین حال مدار‌ها و برد‌های الکترونیکی را به عنوان یک منبع کلیدی برای کاهش هدررفت و بازیابی برخی از ارزشمندترین مواد‌ها مثل طلا، نقره و پالادیوم می‌دانند.

فرمول شیمیایی مخفی ضرابخانه سلطنتی به نحوی است که پتانسیل بازیابی فلزات گرانبهای مختلفی به جز طلا (مثل پالادیوم، نقره و مس) را نیز داراست و از این مواد می‌توان محصولات بسیاری به جز جواهرات تولید کرد. لاوریج از ایده بازیابی مواد حیاتی که می‌توان از آن‌ها مستقیما در صنعت تولید خودرو‌های الکترونیک وانرژی‌های تجدیدپذیر بهره برد نیز استقبال می‌کند.

لاوریج گفته: «ما به مس زیادی نیاز داریم و ۲۰% برد‌های الکترونیکی از جنس مس هستند. پس درکنار استخراج طلا، برروی استخراج مس از این منابع هم تمرکز داریم. چرا که مس نقش مهمی را در بخش‌های مختلفی ایفا می‌کند و ما قادر خواهیم بود تا اینجا به منبع دیگری نیز دسترسی داشته باشیم.»

بیکر در بخش پایانی صحبت‌هایش گفت: «ما تلاش می‌کنیم تا این ایده را گسترش دهیم که ضایعات یک نفر، می‌تواند مواد خام برای فرد دیگری باشد.»