newboi
Đàn iem Duy Mạnh
ngày 16 tháng 12 năm 2025
Một kỹ thuật mới được phát triển tại Đại học Helsinki sử dụng axit béo, hydro peroxide và ánh sáng nhìn thấy để hòa tan và thu hồi bạc từ chất thải, mang đến một giải pháp thay thế an toàn hơn cho phương pháp tái chế truyền thống dựa trên xyanua.
Các nhà nghiên cứu ở Phần Lan đã chứng minh một phương pháp mới để tái chế bạc mà không cần sử dụng xyanua và các hóa chất mạnh khác, có khả năng mang lại một con đường an toàn hơn và bền vững hơn để thu hồi kim loại từ rác thải (ảnh trên)
Quy trình này, được phát triển bởi một nhóm nghiên cứu tại Đại học Helsinki, sử dụng các phân tử hữu cơ đơn giản có liên quan đến những phân tử được tìm thấy trong dầu thực vật hàng ngày, kết hợp với ánh sáng nhìn thấy, để hòa tan bạc và sau đó chuyển đổi nó trở lại thành kim loại rắn sẵn sàng để tái sử dụng.
Nhu cầu về bạc tiếp tục tăng do việc sử dụng rộng rãi của nó trong điện tử, tấm pin mặt trời và các công nghệ điện xanh. Tuy nhiên, hiện 20% nguồn cung bạc toàn cầu đến từ việc tái chế, phần lớn được thu hồi thông qua khai thác mỏ.
Một cách tiếp cận an toàn để thu hồi bạc
Nghiên cứu được dẫn dắt bởi nhà nghiên cứu sau tiến sĩ Anže Zupanc (ảnh trên) người có công việc tập trung vào các phương pháp sạch hơn để thu hồi kim loại phù hợp với các nguyên tắc kinh tế tuần hoàn. Phương pháp khai thác và tái chế bạc truyền thống thường dựa vào quá trình hòa tan bằng xyanua, một quy trình đã được sử dụng hơn một thế kỷ nhưng tiềm ẩn nhiều rủi ro về môi trường và sức khỏe.
Trước áp lực ngày càng tăng từ các cơ quan quản lý về việc sử dụng xyanua, nhóm nghiên cứu đã đặt mục tiêu thiết kế một phương pháp có thể thu hồi bạc hiệu quả đồng thời giảm thiểu độc tính và tác động đến môi trường.
Thay vì sử dụng các axit khoáng mạnh, các nhà nghiên cứu đã sử dụng axit béo – các axit hữu cơ đơn giản thường có trong dầu thực vật – để hòa tan bạc kim loại trong điều kiện nhẹ nhàng.
Hòa tan bạc bằng axit hữu cơ
Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, các mảnh bạc kim loại được đặt trong dung dịch chứa axit béo và hydro peroxide. Hydro peroxide hoạt động như một chất oxy hóa, dần dần chuyển đổi bạc trên bề mặt kim loại thành các ion mang điện tích dương hòa tan vào chất lỏng.
Trong điều kiện này, dung dịch có thể giữ được tới 4,6% trọng lượng của chính nó ở dạng bạc hòa tan. Nhóm nghiên cứu cũng ghi nhận tốc độ hòa tan lên đến 1,62 MOL bạc trên mỗi mét vuông bề mặt kim loại mỗi giờ.
Khi bạc hòa tan vào dung dịch, nó tạo thành các hợp chất gọi là bạc cacboxylat, được hình thành khi các ion kim loại liên kết với các nhóm axit trong axit béo. Bằng cách thêm etyl axetat, các nhà nghiên cứu đã làm cho các hợp chất này kết tinh, cho phép tách vật liệu chứa bạc trong khi thu hồi các axit chưa sử dụng để tái sử dụng.
Sử dụng ánh sáng để thu hồi kim loại bạc
Để chuyển đổi bạc hòa tan trở lại thành kim loại rắn, nhóm nghiên cứu đã chiếu ánh sáng nhìn thấy vào các tinh thể bạc cacboxylat bên trong một lò phản ứng. Hai đèn huỳnh quang compact, mỗi đèn có công suất 30 watt và phát ra bước sóng 400-650 nanomet, được sử dụng để thúc đẩy phản ứng.
Quá trình quang khử này biến các ion bạc trở lại thành các hạt bạc kim loại, sau đó có thể được lọc và thu thập. Trong suốt quá trình, hydro peroxide đóng vai trò là chất oxy hóa và phân hủy thành nước và oxy, không để lại cặn hóa chất bền vững.
Kết quả là một hệ thống khép kín, trong đó cả bạc và axit hữu cơ đều có thể được tái sử dụng.
Tiềm năng khai thác đô thị
Các nhà nghiên cứu nhận thấy kỹ thuật này đặc biệt phù hợp với “khai thác đô thị” – việc thu hồi các kim loại quý từ các sản phẩm tiêu dùng đã qua sử dụng thay vì quặng mới khai thác.
Trong các thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã áp dụng phương pháp này cho các vật liệu phế thải như nhựa phủ bạc được sử dụng trong các kết nối bàn phím máy tính. Các thành phần này thường kết hợp các lớp bạc mỏng với polyme và các kim loại khác, khiến việc thu hồi trở nên khó khăn.
Theo các nhà nghiên cứu, quy trình này có thể hòa tan bạc một cách chọn lọc trong khi vẫn giữ lại hầu hết các kim loại cơ bản.
Zupanc (ảnh dưới) cho biết việc tái chế bạc từ các dòng chất thải ngày càng trở nên quan trọng khi nhu cầu tăng lên và rủi ro về nguồn cung gia tăng.
Công nghệ sạch
Bạc đóng vai trò quan trọng trong các tấm pin mặt trời quang điện, nơi sử dụng các chất dán gốc bạc để dẫn điện. Dữ liệu ngành cho thấy lượng tiêu thụ bạc trong công nghệ năng lượng mặt trời đạt 193,5 triệu ounce (khoảng 5,5 triệu tấn) vào năm 2023, tiếp tục xu hướng tăng.
Khi các nền kinh tế điện khí hóa, bạc ngày càng được xem là một vật liệu quan trọng dễ bị gián đoạn nguồn cung. Mặc dù phương pháp mới này không nhằm mục đích thay thế hoàn toàn việc khai thác mỏ, các nhà nghiên cứu cho rằng nó có thể giúp giảm áp lực lên các nguồn tài nguyên sơ cấp bằng cách thu hồi bạc lẽ ra sẽ bị thất thoát trong rác thải.
Nếu được áp dụng cho thiết bị quy mô lớn hơn và các dòng chất thải đa dạng, kỹ thuật này có thể hỗ trợ việc tái chế tự động hơn các thành phần giàu bạc khi hết hạn sử dụng, giảm tác động đến môi trường và cải thiện an ninh vật liệu.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Chemical Engineering Journal.
Một kỹ thuật mới được phát triển tại Đại học Helsinki sử dụng axit béo, hydro peroxide và ánh sáng nhìn thấy để hòa tan và thu hồi bạc từ chất thải, mang đến một giải pháp thay thế an toàn hơn cho phương pháp tái chế truyền thống dựa trên xyanua.
Các nhà nghiên cứu ở Phần Lan đã chứng minh một phương pháp mới để tái chế bạc mà không cần sử dụng xyanua và các hóa chất mạnh khác, có khả năng mang lại một con đường an toàn hơn và bền vững hơn để thu hồi kim loại từ rác thải (ảnh trên)
Quy trình này, được phát triển bởi một nhóm nghiên cứu tại Đại học Helsinki, sử dụng các phân tử hữu cơ đơn giản có liên quan đến những phân tử được tìm thấy trong dầu thực vật hàng ngày, kết hợp với ánh sáng nhìn thấy, để hòa tan bạc và sau đó chuyển đổi nó trở lại thành kim loại rắn sẵn sàng để tái sử dụng.
Nhu cầu về bạc tiếp tục tăng do việc sử dụng rộng rãi của nó trong điện tử, tấm pin mặt trời và các công nghệ điện xanh. Tuy nhiên, hiện 20% nguồn cung bạc toàn cầu đến từ việc tái chế, phần lớn được thu hồi thông qua khai thác mỏ.
Một cách tiếp cận an toàn để thu hồi bạc
Nghiên cứu được dẫn dắt bởi nhà nghiên cứu sau tiến sĩ Anže Zupanc (ảnh trên) người có công việc tập trung vào các phương pháp sạch hơn để thu hồi kim loại phù hợp với các nguyên tắc kinh tế tuần hoàn. Phương pháp khai thác và tái chế bạc truyền thống thường dựa vào quá trình hòa tan bằng xyanua, một quy trình đã được sử dụng hơn một thế kỷ nhưng tiềm ẩn nhiều rủi ro về môi trường và sức khỏe.
Trước áp lực ngày càng tăng từ các cơ quan quản lý về việc sử dụng xyanua, nhóm nghiên cứu đã đặt mục tiêu thiết kế một phương pháp có thể thu hồi bạc hiệu quả đồng thời giảm thiểu độc tính và tác động đến môi trường.
Thay vì sử dụng các axit khoáng mạnh, các nhà nghiên cứu đã sử dụng axit béo – các axit hữu cơ đơn giản thường có trong dầu thực vật – để hòa tan bạc kim loại trong điều kiện nhẹ nhàng.
Hòa tan bạc bằng axit hữu cơ
Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, các mảnh bạc kim loại được đặt trong dung dịch chứa axit béo và hydro peroxide. Hydro peroxide hoạt động như một chất oxy hóa, dần dần chuyển đổi bạc trên bề mặt kim loại thành các ion mang điện tích dương hòa tan vào chất lỏng.
Trong điều kiện này, dung dịch có thể giữ được tới 4,6% trọng lượng của chính nó ở dạng bạc hòa tan. Nhóm nghiên cứu cũng ghi nhận tốc độ hòa tan lên đến 1,62 MOL bạc trên mỗi mét vuông bề mặt kim loại mỗi giờ.
Khi bạc hòa tan vào dung dịch, nó tạo thành các hợp chất gọi là bạc cacboxylat, được hình thành khi các ion kim loại liên kết với các nhóm axit trong axit béo. Bằng cách thêm etyl axetat, các nhà nghiên cứu đã làm cho các hợp chất này kết tinh, cho phép tách vật liệu chứa bạc trong khi thu hồi các axit chưa sử dụng để tái sử dụng.
Sử dụng ánh sáng để thu hồi kim loại bạc
Để chuyển đổi bạc hòa tan trở lại thành kim loại rắn, nhóm nghiên cứu đã chiếu ánh sáng nhìn thấy vào các tinh thể bạc cacboxylat bên trong một lò phản ứng. Hai đèn huỳnh quang compact, mỗi đèn có công suất 30 watt và phát ra bước sóng 400-650 nanomet, được sử dụng để thúc đẩy phản ứng.
Quá trình quang khử này biến các ion bạc trở lại thành các hạt bạc kim loại, sau đó có thể được lọc và thu thập. Trong suốt quá trình, hydro peroxide đóng vai trò là chất oxy hóa và phân hủy thành nước và oxy, không để lại cặn hóa chất bền vững.
Kết quả là một hệ thống khép kín, trong đó cả bạc và axit hữu cơ đều có thể được tái sử dụng.
Tiềm năng khai thác đô thị
Các nhà nghiên cứu nhận thấy kỹ thuật này đặc biệt phù hợp với “khai thác đô thị” – việc thu hồi các kim loại quý từ các sản phẩm tiêu dùng đã qua sử dụng thay vì quặng mới khai thác.
Trong các thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã áp dụng phương pháp này cho các vật liệu phế thải như nhựa phủ bạc được sử dụng trong các kết nối bàn phím máy tính. Các thành phần này thường kết hợp các lớp bạc mỏng với polyme và các kim loại khác, khiến việc thu hồi trở nên khó khăn.
Theo các nhà nghiên cứu, quy trình này có thể hòa tan bạc một cách chọn lọc trong khi vẫn giữ lại hầu hết các kim loại cơ bản.
Zupanc (ảnh dưới) cho biết việc tái chế bạc từ các dòng chất thải ngày càng trở nên quan trọng khi nhu cầu tăng lên và rủi ro về nguồn cung gia tăng.
Công nghệ sạch
Bạc đóng vai trò quan trọng trong các tấm pin mặt trời quang điện, nơi sử dụng các chất dán gốc bạc để dẫn điện. Dữ liệu ngành cho thấy lượng tiêu thụ bạc trong công nghệ năng lượng mặt trời đạt 193,5 triệu ounce (khoảng 5,5 triệu tấn) vào năm 2023, tiếp tục xu hướng tăng.
Khi các nền kinh tế điện khí hóa, bạc ngày càng được xem là một vật liệu quan trọng dễ bị gián đoạn nguồn cung. Mặc dù phương pháp mới này không nhằm mục đích thay thế hoàn toàn việc khai thác mỏ, các nhà nghiên cứu cho rằng nó có thể giúp giảm áp lực lên các nguồn tài nguyên sơ cấp bằng cách thu hồi bạc lẽ ra sẽ bị thất thoát trong rác thải.
Nếu được áp dụng cho thiết bị quy mô lớn hơn và các dòng chất thải đa dạng, kỹ thuật này có thể hỗ trợ việc tái chế tự động hơn các thành phần giàu bạc khi hết hạn sử dụng, giảm tác động đến môi trường và cải thiện an ninh vật liệu.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Chemical Engineering Journal.
