Uma nova técnica segura para extrair ouro de resíduos eletrónicos e do minério

Em 2022, a humanidade gerou uma estimativa de 62 milhões de toneladas de resíduos eletrónicos - o suficiente para encher mais de 1,5 milhões de camiões do lixo. Isto representa um aumento de 82% face a 2010 e prevê-se que suba para 82 milhões de toneladas em 2030.

Dentro deste lixo eletrónico estão computadores portáteis e telemóveis antigos, que incorporam materiais valiosos, como o ouro. Menos de um quarto é recolhido e reciclado de forma adequada. No entanto, uma nova técnica que eu e os meus colegas desenvolvemos para extrair ouro de resíduos eletrónicos de modo seguro e sustentável pode ajudar a alterar este cenário.

A técnica que descrevemos num novo artigo publicado hoje na Nature Sustainability também pode tornar a mineração de ouro em pequena escala menos nociva para as pessoas - e para o planeta.

Procura global em forte crescimento

O ouro tem sido central na vida humana há muito tempo. Durante séculos, serviu como moeda e como suporte para a arte e a moda. Hoje, continua a ser indispensável em áreas modernas, incluindo a eletrónica, o fabrico de produtos químicos e o setor aeroespacial.

Só que, apesar de a procura mundial por este metal precioso estar a disparar, a sua extração por via mineira acarreta impactos ambientais relevantes.

Entre os problemas, destacam-se a desflorestação e o recurso a químicos perigosos. Na mineração formal e de grande escala, utiliza-se amplamente o cianeto - uma substância extremamente tóxica - para separar o ouro do minério. Embora o cianeto possa ser degradado, a sua utilização pode prejudicar a vida selvagem, e as barragens de rejeitados que armazenam subprodutos tóxicos das operações mineiras representam um risco para o ambiente em geral.

Já na mineração artesanal e de pequena escala, o mercúrio é usado de forma extensiva para recuperar ouro. Neste processo, o ouro reage com o mercúrio e forma uma amálgama densa, que é facilmente separada. Depois, o ouro é recuperado aquecendo essa amálgama, de forma a vaporizar o mercúrio.

A mineração artesanal e de pequena escala é a maior fonte de poluição por mercúrio à escala mundial; as emissões são perigosas para os próprios mineiros e contaminam o ambiente. Por isso, são necessárias novas abordagens para reduzir os impactos associados à mineração de ouro.

Uma alternativa mais segura

A nossa equipa interdisciplinar, composta por cientistas e engenheiros, criou uma técnica nova para retirar ouro tanto do minério como de resíduos eletrónicos. O objetivo foi disponibilizar uma alternativa mais segura ao mercúrio e ao cianeto e, simultaneamente, diminuir os impactos na saúde e no ambiente ligados à mineração de ouro.

Ao longo do tempo, já foram propostas muitas técnicas para extrair ouro de minério ou de resíduos eletrónicos, incluindo métodos sem mercúrio e sem cianeto. Ainda assim, várias dessas soluções ficam limitadas em termos de velocidade, rendimento, escala e custo. Além disso, com frequência, esses trabalhos analisam apenas uma etapa de todo o processo de recuperação do ouro, deixando frequentemente de lado a reciclagem e a gestão de resíduos.

Em contraste, a nossa abordagem integrou a sustentabilidade ao longo de todo o percurso: extração, recuperação e refinação. A nossa nova tecnologia de lixiviação recorre a um químico amplamente usado na desinfeção de água e na cloração de piscinas: o ácido tricloroisocianúrico.

Quando este composto, barato e facilmente disponível, é ativado com água salgada, consegue reagir com o ouro e transformá-lo numa forma solúvel em água.

Para recuperar o ouro a partir dessa solução, criámos um sorvente polimérico rico em enxofre. Em geral, os sorventes poliméricos permitem isolar uma determinada substância de um líquido ou de um gás; o nosso é produzido ao ligar um bloco de construção essencial (um monómero) através de uma reação em cadeia.

Este sorvente é particularmente interessante porque deriva de enxofre elementar, uma matéria-prima de baixo custo e muito abundante. O setor petrolífero gera mais enxofre do que consegue utilizar ou vender, pelo que a nossa síntese polimérica representa uma nova aplicação para este recurso subaproveitado.

O nosso polímero conseguiu ligar-se de forma seletiva ao ouro e removê-lo da solução, mesmo quando estavam presentes muitos outros tipos de metais na mistura.

Demonstrámos estes métodos simples de lixiviação e recuperação em minério, em placas de circuito de computadores obsoletos e em resíduos científicos. De forma importante, também desenvolvemos procedimentos para regenerar e reciclar tanto o químico de lixiviação como o sorvente polimérico. Além disso, estabelecemos formas de purificar e reutilizar a água empregue no processo.

Durante o desenvolvimento do sorvente polimérico reciclável, concebemos uma química nova e particularmente estimulante: conseguimos fabricar o polímero usando luz e, depois de este capturar o ouro, "desfazer" o sorvente. Este método de reciclagem converteu o polímero de volta ao seu monómero original e separou-o do ouro.

Em seguida, o monómero recuperado pôde ser novamente transformado no polímero capaz de se ligar ao ouro - uma demonstração importante de como o processo está alinhado com uma economia circular.

Um caminho longo e complexo pela frente

Em trabalho futuro, pretendemos colaborar com a indústria, o governo e organizações sem fins lucrativos para testar o nosso método em operações de mineração de pequena escala. A nossa meta de longo prazo é disponibilizar um método robusto e seguro para extrair ouro, eliminando a necessidade de químicos altamente tóxicos, como o cianeto e o mercúrio.

Existem muitos desafios a ultrapassar, incluindo aumentar a produção do sorvente polimérico e escalar os processos de reciclagem química. Para que haja adoção, também precisamos de assegurar que velocidade, rendimento e custo competem com os métodos mais tradicionais de mineração de ouro. Os nossos resultados preliminares são encorajadores. Ainda assim, falta percorrer um caminho longo e complexo até que estas novas técnicas substituam o cianeto e o mercúrio.

A nossa motivação mais ampla é apoiar o sustento dos milhões de mineiros artesanais e de pequena escala que dependem do mercúrio para recuperar ouro.

Em geral, estas pessoas trabalham em zonas remotas e rurais, onde existem poucas alternativas económicas. O nosso objetivo é apoiar estes mineiros do ponto de vista económico, ao mesmo tempo que lhes oferecemos alternativas mais seguras ao mercúrio. Do mesmo modo, o crescimento da "mineração urbana" e da reciclagem de resíduos eletrónicos beneficiaria de métodos mais seguros e operacionalmente simples para recuperar metais preciosos.

Ter sucesso na recuperação de ouro a partir de resíduos eletrónicos também reduzirá a necessidade de mineração primária e, assim, diminuirá o respetivo impacto ambiental.

Justin M. Chalker, Professor de Química, Flinders University

Este artigo é republicado de The Conversation ao abrigo de uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.