The Grow Imperative for Precious Metal Recycling

מתכות נדירות ויקרות - זהב, פלטינה, platladium, rhodium, iridium, ו ruthenium - הם הכרחיים לטכנולוגיה המודרנית. הם מופיעים בכל דבר מלוחי מעגלים סמארטפונים ושתלים רפואיים למגירים קטליטיים של רכב ורכיבי אנרגיה מתחדשת כמו תאים דלק.אבל מתכות אלה הם כבר סופיים, לעתים קרובות מרוכזים גיאופוליטיים, ומיצוים שלהם מבתים או נושאים סביבה כבדה: פתח פתוח, ממערכות אשלי מים, ממערכות אוויריות, מחוספסת, מחוספסות, ומשחררות פחמן, מחוספסת, ומשחררות פחמן, ומשחררות במהירות גבוהה עד כדי להפחית את הסיכון פחמן דו-חמצני, תוך כדי לחץ דם כבדות, ומשחררות, תוך כדי לחץ דם כבדות, תוך כדי לחץ דם כבדות במהירות גבוהה.

למרות היתרונות ברורים, שיעורי מחזור גלובליים עבור מתכות יקרות להישאר נמוך.לדוגמה, רק כ 15-20% של e-waste ממוחזר באופן רשמי באזורים רבים, ואת שיעורי ההתאוששות של מתכות בודדות מן הזרם הזה להשתנות באופן נרחב. שחזור זהב מלוח מעגלים מעגלים יכול לעלות על 95% במתקני המדינה-של האמנות, אבל חיתול וrhodium מ Catalyticers לעתים קרובות מהפך קטלגוני לשרירים באופן משמעותי, כלומר, לא רק, הם כוללים את הגמישות חיונית, ורק לתהליכים קריטי, אשר הם, כלומר, אשר הם, רק, כמו גם את המשתנים, כמו גם את המשתנים, ורק לאטמוספירה של החידושים הראשונים של החידושים הראשונים של החידושים של החידושים של החידושים המשתנים, כלומר, אך ורק החידושים הראשונים של החידושים הראשונים של החידושים של החידושים של החידושים של החידושים הראשונים של החידושים של החידושים של החידושים הראשונים של החידושים המקצועיים, אך ורק החידושים המשתנים, אך ורק החידושים המודרניים, אך ורק החידושים המשתנים, אך ורק החידושים המשתנים, אך ורק החידושים המשתנים, אך ורק החידושים הדרושים, אך ורק החידושים המשתנים, אך ורק החידושים הדרושים כדי להבטיח, אך ורק החידושים המשתנים, אך ורק החידושים המשתנים, אך

מדוע שיטות מסורתיות נופלות קצרות

מחזור ארכיוני של מתכות יקרות מסתמך על שתי משפחות עיקריות של תהליכים: pyrometallurgy (סמלטינג) ו הידרומטאורגיה (השטיפה כימית) Pyrometallurgy כרוכה בגרדטיסה בטמפרטורות גבוהות - לעתים קרובות מעל 1200 מעלות צלזיוס - כדי להפריד מתכות על ידי צפיפות ו anffinity כימי יעיל לשיקום גדול אבל אנרגיה אינטנסיבית מאוד, בדרך כלל דורש פעולות גדולות יותר, כמו מלחים מורכבים, עדיין יכול לייצר מתכות מורכבות.

הידרומטאורגיה מסורתית משתמשת בחומצות חזקות (למשל, התחדשות מימית) או פתרונות cyanide כדי לפזר מתכות מפסולת מרוסצת. בעוד שיטות אלה יכולות להשיג טוהר גבוה, הם צורכים כמויות גדולות של כימיקלים אגרסיביים, לייצר מי פסולת מסוכנים, ודורשים בקרת תהליך זהירה כדי למנוע שחרור סביבתי.הכדאיות הכלכלית של מיחזור הידרומטרורגי היא גם רגישה למחירי מתכת ולריכוז של המטרה במכות נמוכות יותר.

Bioleaching: Harnessing Nature's Metallurgists

(בלטינית: bioleaching משתמשת microorganisms - חיידק או ארכאה - כדי לחלץ מתכות מחומרים מוצקים. בהקשר של מחזור מתכת יקר, חומצה פולית-אופרתית-חמצן מחמצן כגון FLT:0Acidithiobacillus feroxidans FLT:1 ו-FLT:2Leptosizing fers לעתים קרובות לייצר מינרלים מורכבים (מסוגים)

אחד ההתפתחויות המבטיחות ביותר ב bioleaching עבור מתכות יקרות הוא השימוש של חיידקים ;0cyanogenicreaFLT:1 כגון FLT:2 צ'ירו חיידק violaceumFLT 3 ו- (FLT:4Pseudomonas) פועל על ידי לחץ דם מגנטי, ללא משקעים מגנטיים מורכבים, 000 אלה באופן טבעי לייצר כמויות קטנות של זהב כמו מטבול משני, 000, 000 חומרים כימיים מורכבים, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 000, 000, 000 יעיל יותר ממתכת תעשייתיים, 000, 000, 000, 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 זה יכול להיות, 000 000 000 000 זה יכול להיות, 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

אתגרים נשארים: ביו-leaching הוא איטי יחסית שיטות כימיות - זמני דוכי יכול לנוע בין ימים לשבוע - והאורגניזמים רגישים ל- pH, טמפרטורה, נוכחות של מתכות רעילות.עם זאת, התקדמות בהנדסה גנטית, עיצוב כור ואופטימיזציה של תהליכים (כגון שני שלבים ללחיצת השלב שבו התרבות חיידקית גדלה בנפרד ולאחר מכן במגע עם הפסולת) הם שיפור מתמיד של קינטיקה ו-Bleaching כבר מסחרי; במיוחד עבור שיטות נחושת כימיות יקרות ערך, במיוחד עבור רמות גבוהות.

הידרומטאורגיה מתקדמת: נתיבים כימיים ירוקים

בעוד הידרומטאורגיה המסורתית משתמשת בחומצות קשות, תהליכים חדשים יותר "ירוק הידרומטרורגיים" נועדו להחליף או להפחית את המגמות הללו עם חלופות פחות רעילות, יותר סלקטיבית.

המונחים: Yellowching

נוזלי Ionic הם מלחים מלוטשים עם נקודות התכה מתחת 100 מעלות צלזיוס, המורכב כולו של בצלים.הם יכולים להיות נועדו לפזר תחמוצת מתכת ספציפית או מתכות תוך כדי להיות לא-volatile, לא-flammable, וניתן למחזור מחדש.עבור מתכות יקרות, choline chloride-based ⁇ sive עמוק טקטיקות (DES זהב) - בן דוד זול יותר של נוזלי ionics - נפתחת עבור קיצוץ דרמטי של , ו- 9 , 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 סלקציה, 000 , 000 , 000 סלקציה, 000 , 000 סלקציה יכול להיות מוגבל, 000 , 000 סגסוגת קומפקטיות, 000 קומפקטיות, 000 חנקן, 000 , 000 חנקן, 000 קומפקטיות, 000 חנקן, 000 ⁇ סגסוגת סגסוגת קומפקטיות, 000 , 000 סגסוגת סגסוגת חנקן

Thiosulfate ו Thiourea Leaching

Thiosulfate (S2O32) ו- thiourea (SC(NH2) הם שני ליקסובינטים אלטרנטיביים שנחקרו במשך עשרות שנים, אך כעת הם רואים עניין מחודש. Thiosulfate leaching הוא אטרקטיבי במיוחד עבור זהב כי זה פחות רעיל מאשר cyanide ויכול לעבוד בטווח pH דינמי.

מיצוי עם Diluents בר קיימא

(הופנה מהדף ⁇ ) יש להפריד את המתכת מהפתרון.המיצוי המסורתי של המסלק מבוסס על דילולים מבוססי kerosene ו-Orhosphorus לחלץants. Newגישות להשתמש בגלולים ביו-דידיים (למשל, שמנים צמחיים) או נוזלי iulf כמו השלב האורגני, בשילוב עם מולקולות סלקטיבית מאוד כגון זהבFLT:0triallpallpicialpleine עבור phents (Foldia) ו-Folents) סימולs) עבור סימולדים סביבתיים (D2ides (D2D) או IFolate Europedulations)

אלקטרו-כימיקלי: עדיפות וטוהר

שיטות אלקטרוכימיות מחלימות מתכות על ידי יישום זרם חשמלי לפתרון המכיל זרמי מתכת מבוזרים, מה שגורם להם לצאת על קטודה. בעוד שאלקטרוזוי הוא טכנולוגיה בוגרת במכות הראשי, חידושים מתאימים אותו במיוחד עבור ⁇ מורכבות.

(FLT:0) החלפת חמצון (EDRRig)FLT:1 היא טכניקה מתוחכמות יותר כי חלופית בין דופק קצר (כאשר צלחת מתכות רבות) וצעד פתוח יותר פתוח פתוח שבו מתכת אצילית יותר (למשל, זהב) מחליף אחד פחות אצילי על פני השטח.

כיוון מבטיח נוסף הוא השימוש של פחמן דו-ממדי:0 (3-ממדי אלקטרודותFLT) 1:1 - פחמני פחמן, קצף, או reticulated vitreous פחמן - המספק שטח משטח גבוה עבור בשפע. כאשר בשילוב עם כורים מבוקרים זרימה, אלקטרודות אלה יכולים להשיג ריכוזי מתכת נמוכים מאוד ללא מלוטשים, עמידה במגבלות זהב תוך שחזור גבוה של מוצרי חשמל ממותקים סטנדרטיים, אשר מאפשרים כיום לתאים חשמליים קטנים של מיכלים של מיכלים חשמליים, אשר מאפשרים ריכוזי מתכת זעירים, או ממתכת מבוזרים, אשר מאפשר, אשר מאפשר ריכוזי מתכת מבוזרים, 000, 000, 000, 000, 000, 000 גדול, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 גדול, 000, 000, 000, 000, 000, 000 גדול, 000, 000, 000 קומפקטיים, 000, 000, 000 קומפקטיים, 000 קומפקטיים, 000 קומפקטיים, 000 קומפקטיים, 000, 000 קומפקטיים, 000 קומפקטיים, 000 קומפקטיים, 000, 000, 000 קומפקטיים, 000, 000, 000, 000, 000, 000 קומפקטיים, 000 קומפקטיים, 000 קומפקטיים

Nanoטכנולוגיה ו-Surbents

על גבול המחקר של מחזור, ננוטכנולוגיה מציעה מחייבת מאוד סלקטיבית ולכידת של מתכות יקרות מפתרונות דילוליים.הרעיון המרכזי הוא לעצב חומרים עם קבוצות פונקציונליות ספציפיות או ג'ממות משטח כי "recognize" יון מתכת מסוים.

(FLT:0) מסגרות אורגניות (MOFssigialFLT) 1 הם חומרים גבישיים ⁇ שניתן לצרף מותאם אישית למודעות, platladium, או פלטינה באופןסלקטיבי. לדוגמה, MOF המכילה thiol (-SH) קבוצות יכול ללכוד זהב מ-1,000 פעמים יותר ריכוזים של נחושת ו ניקל, עם יכולות מתכת יקרות יותר (Fightation) לאחר מכן ניתן לשחזר אותם מ-Fcantatives (מקלט נמוך יותר) לאחר מכן יכול להיות מ-Fupitated) או מ-upitated HD (מעודכן) או מ-FLCDupitupitated) לאחר מכן יכול להיות מ-upited to betarupited to be aupitated to betaruptompuptoded to be auptoded to be auptomine) או מ-Fuptompuptompuptompuptomine (מחדשהגדלהעד 1000 פעמים (מחדשהת מודעות מתכתי תיבות של חומרים גמישה יכול להיות מ-Fupited to be aupto-Fupto-Fupto-Fupto-Fupto-F

(FLT:0 Magnetic nanoparticlesFLT:1) מצופה עם מעטפת סלקטיבית (למשל, Chitosan, פוליאניליין, או כתר ethers) ניתן מפוזרים בלחטה, מותר לקשור סטיות מתכת יקרות, ולאחר מכן נאסף עם שדה מגנטי.

(FLT:0)Molecularly Imprinted פולימרים (MIPs)FLT:1 הם פלטפורמה ננו-חומרית נוספת: פולימר הוא מסונתז בנוכחות יון מתכת תבנית, יצירת חללים שמתאימים בדיוק לגודלו של היון וחלוקה מטען. כאשר התבנית ממוחזרת, הפולימרים הפולימרים מיועדים רק לנגידוקסילי ערפיליות, בעודם של נוגדנים נמוכים, הם ממתכת, כמו נוגדנים ממתכת, או ממתכת, הם ממתכת, הם מתואמים לשימושים, כמו נוגדנים ממתכת, הם ממתכת, כמו גם ממתכת, לעומת שימושים, לעומת שימושים, לעומת שימושים, כמו נוגדנים ממתכת, כמו נוגדנים ממתכת, לעומת שימושים, לעומת שימושים, הם ממתכת, לעומת שימושים, לעומת שימושים, או ממתכת, לעומת שימושים, לעומת זאת, לעומת שימושים, לעומת שימושים, לעומת שימושים, לעומת שימושים, לעומת שימושים, לעומת שימושים קבועים, עם נוגדנים חד-מדומים לשרירים, הם ממתכת, כמו נוגדנים חד-מדומים לשרירים, הם ממתכת, הם ממתכת, כמו נוגדנים חד-ידיים, הם, הם, הם ממתכת, כמו נוגדנים חד-מדומים ל

מחקרים: חידושים בפרקטיקה

מספר חברות ותומכי מחקר כבר מתרגמים עקרונות אלה למציאות המבצעית.

(ב) מיזם משותף בסין הזמין מפעל טייס באמצעות FLT:2Acidithiobacillusalusph3 ו-FLT:4 LeptospibriumFLT: 5) לטיפול ב-10,000 טונות בשנה של זנבים נמוכים של נחושת, בעוד ש-FLT:4LeptospibriumFLT: 5 כדי לטפל ב- 60 אלף טון בשנה של זנבכי זהב נמוך, בעוד שלא רק reclive של מחזור הדם הוא מ-Fer של מחזור הדם הוא מ-Fer (מתאים) מ-Ricial) הוא אחד של מחזורי של מחזור הדם של מחזורי של מחזורי של GMIgicial של GM (מסוגלימים של GM) הוא מ-Ricialrligicialrligicialration) הוא 60 אחוזים של חלבון, 000) הוא מ-FLT (מסוגלמסוגלימים של מחזוריתולעתיים של חלבון, 000) מ-FLT) הוא מ-FLT) מ-FLT (מסוגלוקסימים של חלבון, 000 של חלבון מ-HMACligine) מ-R.

(FLT:0) החלמה זהב מבוססת קוד: FLT:1 (A UK-basedנקיק סטארט-אפ) הקימה יחידת מחזור נייד המשתמשת בפתירת אלקטרוניקה עמוקה (choline chloride + urea) כדי לפרק באופן סלקטיבי זהב מ- 9 ק"ג מ-1.5 ק"מ להורדת לוחות מעגלים ממוחזרים.ה-1.5 ק"מ הוא לא רעיל ו- biodegrades לתוך מוצרי זהב מזיקים.

(FLT:0) כור אלקטרוניקה עבור זרז מעורב: ההרחבה A Dutch חברה פיתחה כור אלקטרוכימי מתמשך שמטפלים בזרזי רכב ישירות (ללא טרום-שינג) באמצעות קטוליטציה התנהגותית שחדור לשקעים של 8 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

כלכלה מעגלית ואינטגרציה מערכתית

טכנולוגיות מיחזור חדשניות לא יכולות להצליח בבידוד; הן חייבות להיות זורקות למסגרות רחבות יותר של כלכלה מעגלית.זה דורש התקדמות במקביל לאורך כמה חזיתות:

  • (FLT:0)עיצוב עבור מחזוריות: מוצרים 1FLT) חייבים להיות מעוצבים עם פחות סוגי מתכת, רכיבים נפרדים, ומזינים סטנדרטיים. Modular אלקטרוניקה, לדוגמה, לאפשר מודולים המכילים ממתכת כדי להסיר ללא פיזור המכשיר כולו.
  • תשתיות התפוצה:0 (Colection Infrastructure: 1) מחזור חוזר אינפורמנטלי (מסלקים מפוכחים, חצרות לא מסולפות) מאבדות לעתים קרובות מתכות יקרות עקב שיטות גסות.
  • (FLT:0) מעקבים דיגיטליים: FLT:1uing blockchain או מובילים דומים כדי לעקוב אחר מתכות יקרות ממוצרים של סוף חיים לחדדים מבטיח שקיפות ומאפשר הסמכה של "תוכן ממוחזר" למותגים.
  • (FLT:0) תמריצים: FLT:1Buildאחריות המפיק המורחבת (EPR) תוכניות, מערכות מימון הפקדה, ואשראי מס לשימוש מתכת ממוחזר יכול לתת את הכלכלה לטובת מיחזור על כרייה.

חדשנות בטכנולוגיות מחזוריות תומכת ישירות במטרות אלה על ידי הפיכת מחזור כלכלי אטרקטיבי אפילו עבור זרמים נמוכים.לדוגמה, יחידות אלקטרוכימיות ניידות מאפשרות מחזור זהב מקומי של סדנאות קטנות או יצרני תכשיטים, באופן דרסטי חיתוך טביעת הרגל פחמן הקשורה עם חיתוך המשלוח למגרש מרכזי באופן דומה, ביו-שינג יכול להיות פרוס ליד זנבות או פסולת אלקטרונית, יצירת ערך תוך כדי התאוששות עבודה.

אתגרים ודרכים קדימה

למרות ההבטחה, שיטות מתקדמות אלה ניצבות בפני כמה מכשולים לפני אימוץ נרחב:

  • (FLT:0)Scale-upmia: 1FLT:1 תהליכים רבים הוכחו במעבדה או בקנה מידה פיילוט בלבד.אתגרי הנדסה - כגון שמירה על יכולת מיקרוביאלית בטנקים גדולים, מניעת העברת קהיד בכורים אלקטרוכימיים, או השגת זרימה אחידה באמצעות עמודות מו-F קבועות - נדרשת התפתחות נוספת.
  • (FLT:0) מוסריות כלכלית: FLT:1 העלות של reagents, אנרגיה וציוד חייב להתחרות בשיטות מסורתיות, אשר נהנים מעשרות שנים של אופטימיזציה וכלכלות של גודל. עבור זרמי תוכן נמוך, אפילו שיפור קטן ביעילות ההתאוששות יכול למתן את האיזון, אבל עלויות ההון הראשוניות נשאר גבוה.
  • (FLT:0) Feedstock variability:FLT:1 , זרמי פסולת אמיתיים הם מאוד heterogeneous. a יחיד אצווה של e-waste עשוי להכיל פלסטיק, קרמיקה, ועשרות מתכות. תהליכי מחזור חייב להיות חזק כדי תנודות בהרכב או להיות יחד עם טכנולוגיות טרום-מחדש כמו X-ray פלואור (XRF) או פירוק לייזר המושרה (BSspeccopyscopys) או התפלגות).
  • (FLT:0) היערכות של רגולציה: 1 תהליכים באמצעות חיידקים מהונדסים גנטית או פותרים חדשים עשויים להתמודד עם תהליכי אישור ארוכים.

כדי להאיץ את אימוץ, שותפויות ציבוריות ושיתוף קוד פתוח של נתוני תהליך הם חיוניים.מחקר אקדמי צריך להתמקד בצמצום התלות על עבריינים יקרים (למשל, אלקטרודות מבוססות פלטינה במערכות אלקטרוכימיות) ולמצוא מבשרים זולים יותר עבור MOF ו- MIP סינתזה.בינתיים, התעשייה יכולה להשקיע ביחידות מודולריות מודולריות, בינוניות, שניתן לפרוס כדי להשיג יותר במקביל ללא תחנת בניין מסיבי.

תחזית לעתיד: From Niche to Mainstream

כפי שתקנות סביבתיות מתדקות ותאגידים להתחייב לשרשראות אספקה של אפס, המקרה העסקי של מחזור מתכת יקר ערך יתחזק רק את חוק חומרי גלם קריטי של האיחוד האירופי מציב מטרות למחזור של לפחות 15% מהצריכה של גוש מתכות אסטרטגיות עד 2030.חקיקה דומה בארה"ב ואסיה תגרור לטכנולוגיות התאוששות יעילות.

אנו יכולים לצפות לראות התכנסות של הטכנולוגיות המתוארות כאן.לדוגמה, צמח מיחזור עתידי עשוי להשתמש ביובילג הראשון כדי למנוע מתכות בסיס לחשוף מתכות יקרות, ולאחר מכן DES או lesiosulfate צעד כדי ללטוש אותם באופן סלקטיבי, ואחריו התאוששות אלקטרוכימית על אלקטרודות 3D, עם שלב מכריע באמצעות חלקיקים מגנטיים כדי ללכוד את האלמנטים כולו יכול להיות מבוקר על ידי חיישנים חכמים על ידי חיישנים על ידי חיישנים בזמן אמתיות.

עיבוד משולב, גמיש יהיה מפתח להשגת > 95% שיעורי התאוששות עבור כל מתכות יקרות וקטנות מזרמים פסולת מורכבים.המטרה הסופית היא כלכלה מעגלית אמיתית שבה כל סמארטפון, ממיר קטליטי, והמכשיר הרפואי הופך להיות מכרה אורבני לדור הבא של מוצרים, וכאשר מתכות בתולה הופך להיות אתר נופש אחרון ולא אפשרות ברירת מחדל.

(ב) ב[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]] ב[[1924]], [[19