Trong năm 2022, lượng rác thải điện tử được con người thải ra ước tính khoảng 62 triệu tấn, tương đương hơn 1,5 triệu xe chở rác. Con số này đã tăng 82% so với năm 2010, và dự kiến sẽ lên tới 82 triệu tấn vào năm 2030.

Chứa bên trong những vật liệu quý giá, chẳng hạn như vàng, thế nhưng hàng triệu chiếc điện thoại và máy tính xách tay cũ này hầu hết chưa được thu gom và tái chế đúng cách.

Được đăng tải trên tạp chí Nature Sustainability, một nhóm các nhà khoa học quốc tế mới đây đã phát triển một công nghệ mới giúp chiết xuất vàng từ rác thải điện tử và quặng một cách an toàn, bền vững hơn, góp phần hạn chế tác hại của các phương pháp khai thác truyền thống đối với môi trường và sức khỏe con người.

Giải pháp chiết xuất vàng “thân thiện” hơn

Từ lâu, vàng không chỉ có giá trị văn hóa, kinh tế mà còn đóng vai trò thiết yếu trong các ngành công nghiệp hiện đại như điện tử, hóa chất và hàng không vũ trụ. Nhu cầu toàn cầu về kim loại quý này không ngừng tăng cao, đặc biệt những năm gần đây, song hoạt động khai thác lại đi kèm nhiều hệ lụy nghiêm trọng.

Trong quá trình khai thác quy mô lớn, hóa chất xyanua với độc tính cao được sử dụng phổ biến để tách vàng từ quặng. Dù có thể bị phân hủy, xyanua vẫn gây rủi ro lớn cho động vật hoang dã và môi trường.

Trong khi đó, việc khai thác thủ công và quy mô nhỏ thường dựa vào thủy ngân. Phản ứng của vàng với thủy ngân tạo thành một hỗn hống đặc, sau đó được đốt nóng để thu hồi vàng. Kỹ thuật này hiện là nguồn phát thải thủy ngân lớn nhất toàn cầu, đe dọa sức khỏe hàng triệu thợ mỏ và gây ô nhiễm đất, nước, không khí.

Trước những thách thức đó, nhóm nghiên cứu đã phát triển một quy trình mới gồm hai bước: hòa tan vàng và thu hồi vàng chọn lọc.

Trước hết, nhóm nghiên cứu sử dụng axit trichloroisocyanuric, một hóa chất phổ biến trong vệ sinh nước và khử trùng hồ bơi, kết hợp với dung dịch muối để biến vàng thành dạng hòa tan trong nước. Để thu hồi vàng từ dung dịch, nhóm nghiên cứu phát minh ra một chất hấp phụ polyme giàu lưu huỳnh từ việc tổng hợp lưu huỳnh nguyên tố, một nguyên liệu thô chi phí thấp dồi dào của ngành dầu khí.

Chất hấp phụ polyme này có khả năng liên kết và loại bỏ vàng một cách chọn lọc, ngay cả khi dung dịch có mặt nhiều kim loại khác. Kỹ thuật mới đã chứng minh hiệu quả trên cả quặng, bảng mạch máy tính và các nguồn chất thải điện tử. Đặc biệt, toàn bộ quy trình được thiết kế theo hướng tuần hoàn: các hóa chất lọc, chất hấp phụ và nước đều có thể tái chế.

Nhóm nghiên cứu còn phát triển phương pháp tách polyme trở lại thành các monome ban đầu bằng ánh sáng, rồi tái tổng hợp thành chất hấp phụ mới. Quy trình này mở ra hướng đi phù hợp với nền kinh tế tuần hoàn và giảm đáng kể chất thải độc hại.

Một mẫu vàng tinh chế thu được từ các thử nghiệm khai thác và tái chế rác thải điện tử.

Hướng tới khai thác vàng an toàn và bền vững

Dù kết quả sơ bộ đầy hứa hẹn, các nhà khoa học thừa nhận vẫn còn nhiều thách thức, như mở rộng quy mô sản xuất polyme, tối ưu hóa quy trình tái chế và đảm bảo chi phí cạnh tranh với công nghệ khai thác vàng truyền thống.

Trong thời gian tới, nhóm dự kiến hợp tác với các doanh nghiệp, cơ quan quản lý và tổ chức phi lợi nhuận để thử nghiệm thực địa tại các khu vực khai thác nhỏ lẻ, nơi hàng triệu lao động vẫn đang phụ thuộc vào thủy ngân.

Nếu thành công, công nghệ mới không chỉ góp phần bảo vệ sức khỏe người khai thác và môi trường mà còn giúp thúc đẩy quy trình tái chế kim loại quý từ rác thải điện tử và giảm áp lực khai thác tài nguyên thiên nhiên. Đây được kỳ vọng là bước tiến quan trọng hướng tới các giải pháp khai thác vàng an toàn, bền vững và nhân văn hơn trong tương lai.