Vàng được sử dụng trong bo mạch điện tử Ảnh: Internet

Hiện nay khối lượng rác thải điện tử được thu gom vẫn chỉ là con số còn quá nhỏ - hơn 10 ngàn tấn so với hơn 90 ngàn tấn rác thải điện tử mà người Việt Nam thải ra mỗi năm. Đa phần thu gom, tháo dỡ không theo quy cách và chỉ tập trung thu hồi các vật liệu dễ thu hồi, tái chế như một số kim loại, phần còn lại bị tiêu hủy hoặc đi vào các bãi chôn lấp chất thải rắn. Trong rác thải có chứa một số kim loại quý như vàng, đồng, paladium,... nên nếu có giải pháp công nghệ tái chế hiệu quả sẽ mang lại giá trị kinh tế và bảo vệ môi trường.

TS Triệu Quốc An, Khoa Kỹ thuật Thực phẩm và Môi trường, Trường Đại học Nguyễn Tất Thành, cho biết, hiện trong nước đã có một số nghiên cứu công nghệ xử lý chất thải điện tử để tái chế thu hồi kim loại. Tuy nhiên, quá trình thu hồi các kim loại quí, đặc biệt là vàng, vẫn còn nhiều hạn chế. Các công nghệ hiện nay chủ yếu dựa vào thủy luyện (quá trình thu hồi kim loại bằng các phản ứng hoàn nguyên ở nhiệt độ thấp trong dung môi hóa chất nhỏ hơn 100°C) hoặc nhiệt luyện (sử dụng lò đốt ở nhiệt độ cao). Tuy nhiên, để hòa tan vàng, các công nghệ này thường sử dụng nhiều loại hóa chất khác nhau (cyanide, thiosulfate, halide,…) có tính oxy hóa, độc tính cao, có khả năng tạo ra nguồn rác thải thứ cấp, và hiệu suất thu hồi chưa cao (khoảng 90 - 95%).

Trước thực tế đó, TS An và cộng sự đã nghiên cứu giải pháp thu hồi vàng trực tiếp mà không phải trải qua nhiều giai đoạn cũng như không sử dụng nhiều hóa chất. Cụ thể, nhóm thực hiện bóc tách vàng trực tiếp từ bo mạch điện tử sử dụng hỗn hợp của persulfate (S2O8²-)/hydroxy peroxide (H2O2).

Vàng được phủ trên bề mặt bo mạch điện tử thông qua một lớp hợp kim sắt/nikel/nhôm (Fe-Ni-Al) sẽ được bóc tách nhờ đặc tính oxy hóa mạnh của hỗn hợp persulfate (S2O8²-)/hydroxy peroxide (H2O2). Các kim loại cơ bản như Fe, Ni, Al, Cu sẽ bị hòa tan một phần, ngoại trừ vàng và nhờ đó lớp vàng được giải phóng ra khỏi bề mặt bo mạch điện tử.

Theo TS An, quá trình này không cần trải qua các bước tiền xử lý như cắt, nghiền thành bột như các quá trình sử dụng như nhiệt luyện, thủy luyện. Ngoài ra, hóa chất sử dụng không có độc tính cao và gây ô nhiễm môi trường, hiệu suất thu hồi lên đến 98%, độ tinh khiết của vàng trên 95%. Các thành phần trong dung dịch sau quá trình bóc tách có thể hoàn nguyên hoặc tái chế thành các sản phẩm khác có giá trị.

Vàng được tách trực tiếp từ bo mạch điện tử Ảnh: NNC

TS An cho biết thêm, trong quá trình thủy luyện hiện nay, việc hòa tan các kim loại trong rác thải điện tử, đặc biệt là từ các bản mạch in, tạo thành các dung dịch trong đó chứa các ion kim loại cơ bản (đồng, sắt, chì, nikel...) cao hơn nhiều nồng độ ion vàng. Trong phương pháp này, các vật liệu hấp phụ thường được sử dụng để phân tách ion vàng III (trạng thái oxy hóa của vàng), sau đó, ion vàng tiếp tục được khử để thu hồi vàng.

Vì vậy, nhóm cũng đã nghiên cứu sử dụng vật liệu hấp phụ Zirconia oxit (ZrO2) được biến tính bề mặt với acid thioctic trong phân tách ion vàng (III). Kết quả cho thấy, vật liệu có khả năng phân tách chọn lọc ion vàng (III) từ dung dịch sau quá trình hòa tan các kim loại từ bo mạch điện tử. Ngoài ra, ZrO2 cũng có thể dùng để hấp phụ ion Pladium Pd (II), không làm ảnh hưởng đến kích thước hạt và hình thái của vật liệu thu được. Theo TS An, sử dụng vật liệu hấp phụ ZrO2 được biến tính bề mặt với acid thioctic có thể áp dụng trong quá trình thủy luyện để tách kim loại, giúp tiết kiệm chi phí, hạn chế rác thải thứ cấp do vật liệu có thể tái sử dụng.

Hiện nay, công nghệ bóc tách vàng và phân tách ion vàng (III) sử dụng vật liệu hấp phụ ZrO2 đã được nhóm nghiên cứu hoàn thiện trong phòng thí nghiệm và mong muốn hợp tác với doanh nghiệp có nhu cầu để triển khai công nghệ trong việc khai thác các kim loại quý từ nguồn rác thải điện tử.

Kiều Anh