Bản dịch tóm tắt: PHƯƠNG PHÁP ĐƠN GIẢN TÁCH VÀNG (Au) TỪ RÁC THẢI ĐIỆN TỬ BẰNG QUY TRÌNH THỦY LUYỆN AXIT

Thứ Năm, 16/10/2025

NGÔ XUÂN TRƯỜNG

Tác giả: Mohammad Aali Dehchenari, Saeed Hosseinpoor, Rahim Aali*, Nilowfar Salighehdar Iran, Mohsen Mehdipour
Tạp chí: Environmental Health Engineering and Management Journal (2017), 4(1): 55–58
DOI: 10.15171/EHEM.2017.08

Tóm tắt

Mục tiêu:
Nghiên cứu khả thi một phương pháp đơn giản để tách vàng từ CPU (bộ xử lý trung tâm) của bảng mạch điện tử máy tính mà không cần dung môi hữu cơ.

Phương pháp:
Các mẫu CPU dạng gốm và composite được nghiền nhỏ (kích thước 1 mm), sau đó tiến hành theo 6 giai đoạn thủy luyện:

Nghiền CPU
Hòa tách bằng axit nitric (HNO₃ 65%, Merck Co.) trong 1 giờ
Hòa tách bằng nước cường toan (HCl : HNO₃ = 3 : 1 theo thể tích)
Loại bỏ axit nitric dư bằng H₂SO₄
Kết tủa vàng bằng FeSO₄
Rửa – tinh chế – sấy ở 100°C

Hàm lượng kim loại quý sau từng giai đoạn được đo bằng ICP-OES (Perkin Elmer Optima 7300DV).

Kết quả:

Sau giai đoạn hòa tách bằng HNO₃: Au = 0.138 mg/L = 0.0000138 g/L = 0.00000138%
Sau giai đoạn hòa tách bằng nước cường toan: Au = 31.16 mg/L = 0.03116 g/L = 0.003116%
Sau giai đoạn rửa kết tủa: Au = 25 mg/L = 0.025 g/L = 0.0025%
Khối lượng kết tủa cuối cùng: 20.42 mg, độ tinh khiết 83.9% Au, hiệu suất thu hồi 82.3% Au.

Kết luận:
Quy trình này có khả năng tách lượng lớn vàng từ linh kiện điện tử mà không cần dung môi đặc biệt, mang tính khả thi công nghiệp cao.

Nội dung chi tiết

1. Giới thiệu

Rác thải điện tử (e-waste) hiện chiếm 2–5% tổng lượng rác đô thị. Năm 2014, toàn cầu tạo ra khoảng 50 triệu tấn e-waste, tương đương 1–3% (≈1.6 tỷ tấn) tổng lượng rác toàn cầu. Dự kiến đến năm 2030, các nước đang phát triển sẽ tạo ra lượng e-waste gấp đôi các nước phát triển.

Trong số đó, CPU, bảng mạch, điện thoại, TV cũ... chứa lượng đáng kể kim loại quý: Au, Ag, Pt, Pd, Cu. Việc thu hồi bằng phương pháp thủy luyện (hydrometallurgy) kinh tế và chính xác hơn so với luyện kim nhiệt (pyrometallurgy).

2. Nguyên liệu và phương pháp

Mẫu: 15 CPU composite + 15 CPU gốm (Intel và AMD).
Quy trình 6 bước:

Bước 1 – Nghiền CPU (1 mm):

Loại bỏ bụi bẩn, tăng diện tích tiếp xúc giữa acid và kim loại nền.

Bước 2 – Hòa tách bằng HNO₃ (65%):

Thời gian: 1 giờ (tránh đun sôi để không mất Au).
Tỷ lệ acid phụ thuộc loại CPU.
Sau bước này: Au = 0.138 mg/L (0.0000138 g/L = 0.00000138%).

Bước 3 – Hòa tách bằng nước cường toan (HCl : HNO₃ = 3:1):

Hòa tan vàng từ composite CPU dễ dàng hơn ceramic CPU.
Phản ứng tạo khí NO₂ màu nâu đỏ, dung dịch có màu vàng.
Rửa thêm bằng 10 mL HCl đặc (≈12 M, 36%) để thu hết Au vào dung dịch.
Sau bước này: Au = 31.16 mg/L (0.03116 g/L = 0.003116%).

Bước 4 – Loại bỏ HNO₃ dư:

Thêm H₂SO₄ đặc (≈98%) để loại nitric acid dư, kết tủa PbSO₄ nếu có.
Thời gian phản ứng: 45 phút.
Dung dịch có pH ≈ 0.5, màu vàng đậm.
Nếu xuất hiện kết tủa AgCl → lọc bỏ.

Bước 5 – Kết tủa vàng:

FeSO₄ (sắt(II) sunfat) được sử dụng theo tỷ lệ 4.2 g FeSO₄ / 1 g Au lý thuyết.
FeSO₄ được hòa tan trong nước ấm, thêm từ từ vào dung dịch vàng; có thể thêm vài giọt HCl để tăng hòa tan.
Phản ứng khử:
2AuCl3+3FeSO4→2Au↓+Fe2(SO4)3+FeCl32AuCl_3 + 3FeSO_4 → 2Au↓ + Fe_2(SO_4)_3 + FeCl_32AuCl3+3FeSO4→2Au↓+Fe2(SO4)3+FeCl3

Bước 6 – Rửa và tinh chế Au:

Rửa kết tủa bằng HCl đặc, đun sôi để hòa tan tạp CuSO₄ dư.
Sau đó rửa lại nhiều lần bằng nước nóng, lọc, sấy 100°C.
Sau sấy, thu được 20.42 mg Au, tinh khiết 83.9%, hiệu suất 82.3%.

3. Kết quả ICP-OES (đã quy đổi):

Giai đoạn	Au (g/L)	% Au	Ag (g/L)	Cu (g/L)
1 – HNO₃	0.0000138	0.00000138%	0.001174	0.003668
2 – Aqua regia	0.03116	0.003116%	0.001174	0.003668
3 – Sau rửa kết tủa	0.025	0.0025%	0.001174	0.003668

4. So sánh với các nghiên cứu khác

Tác giả	Phương pháp	Hiệu suất Au (%)	Dung môi / Tác nhân
Quinet et al. (2005)	H₂SO₄ + Thiourea + than hoạt tính	95%	Dung môi đặc biệt
Kogan et al. (2006)	Tách dung môi hữu cơ	98%	Solvent extraction
Biong et al.	Dibutyl carbinol	99.9%	Dung môi hữu cơ
Park & Fray (2009)	Toluene + tetra-octyl ammonium bromide	97%	Solvent
Kim et al. (2011)	Resin Amberlite XAD-7HP	95%	Resin exchange
Nghiên cứu hiện tại (2017)	Không dùng dung môi	82.3%	FeSO₄ (4.2 g/g Au)

5. Kết luận

Phương pháp thủy luyện không dung môi (FeSO₄) đạt hiệu suất 82.3%, tinh khiết 83.9% Au.
Quy trình này thân thiện môi trường, dễ thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm và pilot.
Có thể tăng hiệu suất lên >90% nếu tối ưu:
- tách HNO₃ hoàn toàn,
- duy trì pH 0.3–0.6,

sử dụng dung dịch FeSO₄ (0.5–1 M ≈ 139–278 g/L).
Link download full tiếng Anh: https://drive.google.com/file/d/1PUq_uyQQKxA-NWfJutIck8sg2jjg4lAG/view?usp=sharing

Danh mục