Водоросли для переработки мобильников

Для чего нужны отработавшие свой срок мобильники? Так с ходу и не ответишь. А вот инженеры из Пермского политехнического института научились извлекать из отработавших аппаратов редкий металл – индий, который используется при изготовлении мониторов компьютеров и других гаджетов. Оксид индия в сплаве с серебром можно применять для производства астрономических зеркал и зеркал автомобильных фар.Индий – легкоплавкий, мягкий металл серебристо-белого цвета. По внешнему виду он сходен с цинком, по химическим свойствам – с алюминием и галлием.

Металл был открыт в 1863 году немецкими химиками Фердинандом Райхом и Теодором Рихтером в процессе спектроскопического исследования цинковой обманки. Ученые надеялись извлечь из нее таллий, но обнаружили неизвестный ранее элемент, выдающий в спектре линию ярко-голубого цвета. Впоследствии Рихтеру удалось выделить незначительное количество индия, однако на Всемирной выставке 1867 года уже был представлен полукилограммовый слиток этого металла.Месторождений индия вы нигде не встретите. Его можно извлечь только во время добычи других металлов. В настоящее время известно менее 10 минералов, содержащих индий в более-менее заметных количествах: это самородный индий, рокезит, индит, кадмоиндит, джалиндит, сакуранит и патрукит. В основном индий содержится в виде изоморфной примеси в раннем высокожелезистом сфалерите, но там его концентрация не превышает десятых долей процента. Кроме того, его иногда получают из отходов и промежуточных продуктов производства цинка, а также свинца и олова.

Индий устойчив, не тускнеет в сухом воздухе при комнатной температуре, но при температуре выше 800 градусов по Цельсию горит фиолетово-синим пламенем с образованием оксида. Также он растворяется в серной, соляной, азотной и хлорной кислотах, при нагревании реагирует с плавиковой и органическими кислотами (муравьиной, уксусной, щавелевой, лимонной), хлором, бромом, йодом, серой и диоксидом серы, селеном, теллуром, парами фосфора. Эксперты предупреждают, что запасы индия могут иссякнуть уже в ближайшие десятилетия. Идей, чем можно заменить этот металл, пока нет. Но уральские специалисты считают, что извлекать индий можно из подлежащих утилизации телефонов и жидкокристаллических компьютерных мониторов.

Проблема утилизации в сфере технологий в настоящее время стоит достаточно остро. Современные девайсы и гаджеты не рассчитаны на длительный срок работы и, как правило, успешно функционируют примерно от 2 до 5 лет, после чего ломаются, начинают давать сбои или же просто морально устаревают, вынуждая владельца приобретать новое устройство.

Как поступают со старым? Если оно рабочее, то часто его продолжают держать в доме на всякий случай. Иногда отдают близким, друзьям и знакомым, например пожилым людям или тем, кто не в состоянии купить себе новый гаджет. Если устройство совсем сломано, то его просто выбрасывают в мусор. И лишь в редких случаях несут куда-то на пункт утилизации или отдают людям, которые собирают запчасти от «старья», чтобы потом пустить их в дело. Причем, чтобы собрать из таких запчастей, скажем, новый телефон или планшет, нужно быть очень квалифицированным специалистом. В итоге гаджет чаще всего либо лежит без дела, либо используется до того момента, как совсем сломается, и в конце концов просто оказывается на помойке. Даже при переработке мусора «по правилам» вряд ли кто-то будет заморачиваться специально добыванием из него столь ценного индия, так как для этого нужны особые технологические методики.

Итак, как осуществить извлечение индия из отработавших приборов на практике? Для начала политеховцы пошли на своего рода вандализм и измельчили в порошок экраны мобильных устройств и мониторы стационарных компьютеров, используя для этого шаровую мельницу. Далее они добавили к этому порошку серную кислоту, чтобы осуществить щелочную реакцию. Остались «пустяки» – выделить из получившегося раствора ионы индия.

Вот тут ученые применили нестандартный способ – использовали высушенную биомассу микроскопических водорослей рода Chlorella. Дело в том, что обезвоженные клетки этих водорослей обладают пористой структурой оболочки и потому способны к пассивному поглощению элементов. На последнем этапе этого процесса исследователи просто сожгли массу из водорослей, после чего остался один индий. Технология оказалась еще и довольно экологичной, так как процесс переработки не приводит к выделению токсичных веществ.

Идея, похоже, гениальна: ведь известно, что индий уже содержится в определенных устройствах, так почему бы не использовать его вторично?

Правда, пока неизвестно, можно ли будет подвергать уже переработанный индий последующей переработке. То есть, когда устройства, в состав которых входит «вторичный» индий, отслужат свой срок, будет ли он годен для дальнейшего использования уже в новых аппаратах? Но, поскольку индий не является сложным соединением, это, скорее всего, не будет представлять проблему. Проблема в стоимости процесса переработки (ведь для этого каждый раз будут нужны водоросли, которые тоже где-то надо брать) и в необходимом количестве. То есть, грубо говоря, если мы извлекли индий из одного смартфона, то на два его уже может не хватить. Либо надо придумать такие технологии, чтобы на новые модели индия уходило меньше, чем на старые.

Все эти проблемы, разумеется, придется решать, если речь пойдет о вторичном использовании индия. Но идея пока выглядит достаточно перспективной. Не исключено, что впоследствии возникнут аналогичные технологии и для получения других металлов, которые сложно добывать традиционным путем.

Ирина ШЛИОНСКАЯ