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Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica

Rescatar metales valiosos de los desechos electrónicos

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Vivimos inmersos en una sociedad de consumo en la que una parte de nuestra economía se basa en la adquisición de bienes que hacen más cómoda nuestra vida cotidiana o nos permiten comunicarnos y disfrutar de esparcimiento. Dentro de estos bienes los aparatos electrónicos, como los aparatos de televisión, computadoras, tablets, equipos de sonido y celulares, entre los principales, tienen un tiempo de uso relativamente corto, provocado por diferentes causas tales como descomposturas, el que se hayan vuelto obsoletos o simplemente porque se adquiere un modelo más reciente o con nuevas funcionalidades.

En razón de lo anterior, los equipos “viejos” pasan a convertirse en desechos electrónicos, cuya cantidad en los últimos tiempos ha venido incrementándose muy rápidamente, provocando un problema de contaminación. Es por eso que se requiere disponerlos de una forma segura y así evitar contaminación por ciertos componentes tóxicos.

Al mismo tiempo, se encuentra que el 40 % de la composición de estos desechos son metales de interés comercial, tales como el cobre, plomo, estaño, plata, oro, platino y paladio. Estos últimos, los metales preciosos, revisten gran interés por su alto valor comercial. Aunado a esto, en comparación con la cantidad encontrada en los minerales de los que se extraen estos metales, en los desechos electrónicos se pueden encontrar en cantidades de 25 a 250 veces más grandes [1]. Es por ello que en los últimos tiempos se ha enfocado la atención de numerosos grupos al desarrollo de métodos y procesos que permitan recuperar estos metales de los desechos electrónicos, y principalmente los metales preciosos. De acuerdo con una publicación del INEGI, del año 2006, se estimaba que en México se producían entre 150 y 180 mil toneladas por año de desechos electrónicos con crecimiento anual del 4% [2].

Actualmente, los métodos más utilizados para separar los metales de los otros componentes no metálicos son aquellos que comprenden la calcinación a alta temperatura (pirometalurgia) y la disolución con ácidos concentrados (lixiviación), seguidos de etapas posteriores para recuperar los metales separados, con la mayor pureza posible. Sin embargo, los métodos antes mencionados presentan serias desventajas. El primero es relativamente costoso ya requiere de gran cantidad de energía para efectuar la calcinación, y se necesita elevar la temperatura a veces hasta 1200 grados centígrados [3].

Produce además grandes cantidades de gases tóxicos como el bióxido de carbono y los óxidos de nitrógeno, altamente contaminantes, y requiere equipos especiales para manejar alta temperatura. El segundo entraña riesgos por el manejo de ácidos tan concentrados, además de que para facilitar la extracción se han utilizado algunas veces compuestos muy tóxicos como el cianuro. En razón de lo anterior, se considera necesario desarrollar mejores procesos de recuperación de metales, que entrañen métodos menos contaminantes, más amigables al ambiente, con condiciones más suaves y relativamente menos costosos.

En el CIDETEQ, dada nuestra especialización en Electroquímica, la ciencia que estudia la relación ente la electricidad y los cambios químicos, nos encontramos desarrollando un proceso electroquímico para la recuperación de los metales de interés comercial contenidos en los desechos electrónicos. La ventaja de este proceso, con respecto a los mencionados anteriormente, es que se realiza en condiciones relativamente suaves, con concentraciones menores de ácidos y con menor cantidad de emisiones contaminantes. Este proceso se compone de dos grandes etapas: En primer lugar, una disolución de los metales con ácido, pero en menor concentración que los comúnmente usados, ayudado por una oxidación de los metales con electricidad. En segundo lugar, una separación de los metales disueltos mediante la formación de depósitos metálicos (reducción de metales) también realizados mediante la aplicación de electricidad. Como se mencionó, en ambas etapas se recurre a la electricidad para facilitar las transformaciones químicas, primero para disolver los metales y poder separarlos de los componentes no metálicos, y después para separar cada uno de los metales, obteniéndolos en forma sólida y con relativa alta pureza.

El desarrollo del proceso se realiza primero a nivel laboratorio para determinar las condiciones más adecuadas para la recuperación de los metales, dentro de la cuales se encuentran la temperatura, concentración, composición y naturaleza química de las soluciones utilizadas para la disolución y separación de los metales. Así, la cantidad de electricidad necesaria para facilitar las transformaciones químicas deseadas, y la naturaleza y tipo de electrodos más adecuados para llevar a cabo las mismas. Todas estas pruebas se plantean con base en un estudio teórico previo en el que se analizan los cambios energéticos producidos por las posibles transformaciones químicas involucradas y nos permiten predecir cuál de estas reacciones es la más probable en las condiciones establecidas. De esta manera determinamos las condiciones más adecuadas para poder realizar la recuperación de los metales, las cuales se aplican después en las pruebas de laboratorio. La información obtenida de estas pruebas nos permite, a su vez, obtener la información necesaria para escalar el proceso, es decir, para procesar cantidades más grandes de desechos. Los resultados obtenidos hasta el momento nos permiten suponer que existe una alta factibilidad de poder recuperar los metales en condiciones más suaves, y menos contaminantes.

Texto:
Dr. René Antaño López
Investigador del CIDETEQ
M.C.I.Q. Eduardo Alberto Pérez Anacleto
Estudiante de Doctorado en Electroquímica

Referencias
1.-Tunkcuk. A, Stazi. V, Akcil. A, Yazici .E.Y, Deveci. (2011). Aqueous metal recovery techniques from e-scrap: Hydrometallurgy in recycling, Minerals Engineering 25, 28-37.
2.- Roman M.G.J. (2006). Diagnóstico sobre la generación de residuos electrónicos en México, INEGI,informe.
3.- Leirnes J, Lundstrom M. (1983). Method for working-up metal-containing waste products, US Patent, US4415360 (C22B 1/00).


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