Биотехнологи Пермского Политеха нашли способ извлечь редкие металлы из экранов смартфонов

16 апреля 2021

Молодая исследовательница из Пермского Политеха разработала способ извлечения редких и дорогостоящих металлов из мониторов и экранов, у которого нет аналогов в мире.
Первые результаты исследования группа учёных представила в журнале E3S Web of Conferences.

По словам биотехнологов, к 2020 году во всем мире образовалось около 53,6 млн тонн электронных отходов. Их количество ежегодно растёт, и через 10 лет эта цифра может достигнуть 74,7 млн. Например, в России каждый год появляется 1,6 млн тонн электронных отходов.

– Сегодня средний срок службы мобильных телефонов и компьютеров сокращается и составляет около 2 и 6 лет. Затем устройства становятся отходами, которые не перерабатывают. В результате они загрязняют окружающую среду. Поэтому 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.

В состав электронных отходов входит множество редких и дорогостоящих металлов – например, 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. В частности, 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, рассказывают исследователи.

Редкие металлы сейчас добывают из природных источников, но этих запасов хватит на 20 лет. Их содержание в источнике составляет 0,001 % до 0,1 %. При добыче образуются более 90 % дополнительных примесей. Перерабатывая электронику, можно получить больше полезного материала и снизить класс опасности отхода. Выделение конкретного металла из всего потока позволит вернуть его в производственный цикл, а не захоронять на полигонах ТКО, как происходит сейчас.

– 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 заводах по добыче и производству редких металлов и на полигонах твердых коммунальных отходов.

Для справки:

Проект молодой исследовательницы поддержал Фонд содействия инновациям по программе «УМНИК» (2019 – 2021 гг.). Кроме того, она прошла годовую стажировку по этой теме в Техническом университете Гамбурга (Германия) при поддержке стипендии Президента РФ (2018 – 2019).

Перейти к списку новостей

Горячая линия по выплатам за классное руководство
Горячая линия по горячему питанию для младших классов
Горячая линия по Всероссийским проверочным работам (ВПР)
Горячая линия Министерства образования и науки Пермского края по ЕГЭ
Телефон доверия ЕГЭ
Телефон горячей линии Рособрнадзора
Социальный калькулятор
Горячая линия по вопросам безопасности образовательных учреждений
Горячая линия по вопросам выплаты заработной платы
Единое консультационное окно для индивидуальных предпринимателей
Горячая линия для родителей по дошкольному образованию
Горячая линия по вопросам приема в профессиональные образовательные организации и образовательные организации высшего образования инвалидов и лиц с ОВЗ
Горячая линия по вопросам незаконных сборов
План проверок юридических лиц и индивидуальных предпринимателей