Самая быстрорастущая категория твердых отходов в мире — это электроника. По подсчетам, на каждого жителя Земли приходится около 7 кг! При этом лишь малая часть старой техники перерабатывается. В основном превалируют телефоны, ноутбуки и телевизоры, но в наши дни электронику можно найти даже в кроссовках. Недавно ученые изобрели новый способ извлекать из техники золото. Возможно, именно это избавит планету от токсичных отходов? Подробнее расскажем в нашей новой статье.
В 2019 году в отходы превратились 5 миллионов тонн устройств, что на 21% больше, чем пятью годами ранее. По прогнозам, к 2030-му году этот показатель достигнет 74 миллионов тонн — почти двукратный рост за 16 лет!
Вот уже несколько лет на первом месте по производству электронных отходов находится Азия. Только за 2019 год там на свалках оказалось около 25 миллионов тонн ненужной техники. Следом идет Америка и Европа (13 и 12 миллионов тонн соответственно). Но старая техника накапливается и в Африке, и в Океании. Мобильной связью уже сейчас обеспечены куда больше людей, чем элементарной санитарией. А если электроника продолжит дешеветь, ее количество будет быстро расти даже в бедных странах.
Одна из главных причин такого быстрого накопления отходов состоит в том, что мобильные устройства обычно служат лишь несколько лет. Потом они либо приходят в негодность, либо устаревают с появлением усовершенствованных гаджетов. А поскольку ремонт и апгрейд смартфона сравнимы по цене с покупкой нового, надоевший мобильный отправляется в мусорный бак.
Кустарная переработка
Эксперты утверждают, что в среднем лишь 17% электронных отходов собирают и перерабатывают. Все остальное оказывается на свалках или мусоросжигательных заводах вместе с содержащимися там золотом, серебром, платиной, медью и другими ценными металлами. Их суммарная стоимость в электронных отходах за 2019 год достигла $57 млрд. По подсчетам МВФ, эта цифра превзошла номинальный ВВП 112-ти из 194-х стран!
При этом в развивающихся странах процветает кустарная переработка. В погоне за драгоценными металлами кустари вручную разбирают или дробят электронику и сжигают ее. В воздух, воду, почву и организм самодеятельных переработчиков попадают такие опасные вещества как ртуть и свинец. Эти же токсичные элементы выделяются в окружающую среду из электроники, накапливающейся на свалках. А ведь зачастую такая свалка представляет собой не специально оборудованный полигон, а просто кучу ненужных отходов где-нибудь в овраге.
Утилизировать или платить экосбор
Почему же электронные отходы, одновременно ценные и опасные, почти не перерабатываются? Оказывается, такая переработка нерентабельна. Каждый килограмм электроники содержит ценных металлов примерно на один доллар. При этом себестоимость переработки этого килограмма на высокотехнологичном оборудовании и с соблюдением всех экологических норм значительно выше.
Эксперты давно обсуждают, какие финансовые, юридические и организационные меры необходимы для исправления ситуации. Один из ключевых механизмов — расширенная ответственность производителя. Она обязывает производителя или импортера товаров заботиться об утилизации либо платить экосбор. В том или ином виде эта концепция принята во многих странах мира.
Ещё один и, возможно, более эффективный путь к массовой переработке отходов — новые технологии. В конце концов, коммерческие перспективы добычи грамма золота из тонны руды тоже неочевидны. Электронные отходы могут стать рудой XXI века, и здесь слово уже не за политиками, а за химиками и физиками.
Сколько золота в одном смартфоне?
Пользователь китайской соцсети Weibo приобрёл 210 печатных плат от смартфонов, чтобы выяснить, сколько золота можно из них извлечь. Как оказалось, затраты на расходники для эксперимента значительно превышают выгоду, которую можно получить по итогу. За каждую из плат энтузиаст заплатил по 10 юаней (около 82 рублей). Золото он извлекал сложным путём физических и химических процессов, в том числе с помощью очистки, фильтрации и растворения. В результате химику удалось добыть из всех плат лишь 0,41 грамма драгоценного металла.
При цене одного грамма золота в Китае примерно в 500 юаней (4100 рублей) в общей сложности было заработано всего около 200 юаней (1600 рублей). Данная сумма оказалась намного меньше затрат на покупку печатных плат, химических реагентов и других материалов.
Однако при больших масштабах конвейерной переработки смартфонов извлечение металлов может иметь смысл. Так, по имеющимся данным, переработка одного миллиона устройств позволит извлечь около 16 тонн меди, 350 кг серебра, 34 кг золота и 15 кг палладия.
Почти философский камень
Недавно ученые разработали простую и масштабируемую технологию извлечения из электронных отходов самого ценного компонента — золота.
Фото: pixabay.com
Ключевой элемент этого ноу-хау — графен, или двумерный углерод. Он представляет собой плоский углеродный лист толщиной в один атом. Столь необычная структура придает материалу уникальные свойства, востребованные во многих областях — от фильтрации воды до электроники нового поколения.
Новая технология выглядит очень просто. Электронные отходы растворяются в кислоте, и в этот раствор погружается лист оксида графена. Без всяких дополнительных реактивов, катализаторов и затрат энергии на графене оседает золото. После этого металл можно выделить, просто сжигая графен.
Один грамм графена позволяет извлечь из раствора, содержащего 0,1, 1 и 10 частей золота на миллион, соответственно 690, 1180 и 1850 мг золота. Заметный выход драгоценного металла наблюдался даже из раствора в 10 частей золота на триллион, что сравнимо с его содержанием в сточных водах.
С точки зрения добычи золота это ненужные примеси. Олово или алюминий слишком дешевы, чтобы извлечение их из микросхем и отделение от золота имело смысл. Поэтому авторы несколько усложнили технологию, изменив кислотность раствора. Исследователи опробовали два способа это сделать. Первый позволяет вытащить из раствора 99% золота с незначительной экстракцией меди и алюминия (менее 3%). Второй извлекает 93% золота и менее 2% никеля. Остальные металлы из раствора не выделяются.
Авторы подчеркивают, что в деле извлечения золота графен превосходит другие материалы как по избирательности, так и по способности вытаскивать драгоценный металл из растворов низкой концентрации. У человечества появилась надежда, что с помощью новой технологии нынешние горы электронного мусора смогут в буквальном смысле раствориться.
Ожерелье из старого телефона
Фото: браслет, сделанный из 100% переработанного серебра со слоем 14-каратного золота, извлеченного из переработанных мобильных телефонов
Электронный майнинг — процесс извлечения драгоценных металлов из электронных отходов — становится все более популярным у ювелиров. Многие бренды стали использовать металлы, переработанные из таких устройств, как мобильные телефоны, ноутбуки, игровые консоли и видеокарты, в качестве альтернативы добытым из недр земли материалам.
В 2020 году Pandora, крупнейший в мире производитель ювелирных изделий, объявил, что к 2025-му году все его украшения будут производиться из переработанного золота и серебра, часть из которых будет получена из электронных отходов. В своем годовом отчете за 2020 год представитель бренда отметил:
«Переработка бытовой электроники особенно низка, в Европе перерабатывается только около 40% электронных отходов, а в Азии — только около 10%».
Утилизацию мобильных телефонов предлагает и ювелирный бренд NoWa, основанный в Нидерландах в 2019 году. Потребовалось около двух лет, чтобы найти фабрику, которая могла бы перерабатывать телефоны и очищать металл. Теперь же здесь можно найти такие изделия, как браслет Infinity из серебра с отделкой из 14-каратного золота по привлекательной цене около 50 евро.
Фото: колье и кольцо Courbet из переработанного белого золота и выращенных в лаборатории бриллиантов.
Электронный майнинг проник даже на Вандомскую площадь в Париже, мировой центр высокого ювелирного искусства. Именно здесь в 2018 году дебютировал экологический ювелирный бренд Courbet.
Мануэль Маллен, основатель ювелирного бренд Courbet:
«Я думаю, что экологичность сегодня повсюду. Половина продаж нашего бренда приходится на помолвочные и обручальные кольца, которые покупают клиенты в возрасте от 25 до 35 лет, которые выросли с заботой об окружающей среде. Они попросту не хотят отмечать значимое событие золотом или бриллиантом, которые нанесли ущерб земле».
Кстати, по подсчетам специалистов, для производства одного обручального кольца требуется извлечь золото из 17,5 телефонов.
Компания использует только выращенные в лаборатории бриллианты и работает с фирмой по управлению отходами Agosi, получая электронные отходы для своих ювелирных изделий. Самым дорогим украшением Courbet является колье Céleste из желтого золота с бриллиантами весом 5,25 карата по цене 21 800 евро.
По материалам: forbes.ru, nytimes.com, kod.ru, imf.org
