Kỹ thuật mới thu hồi thủy ngân từ bóng đèn compact huỳnh quang đã qua sử dụng

02:13' PM - Thứ ba, 15/11/2016

Bóng đèn huỳnh quang sử dụng ít năng lượng hơn bóng đèn nóng sáng truyền thống, nhưng nhiều bóng đèn huỳnh quang có chứa thủy ngân - một chất độc thần kinh có thể tích tụ trong các nguồn thực phẩm và cuối cùng sẽ tích tụ trong mô trên cơ thể chúng ta. Do đó, thu hồi và tái sử dụng thủy ngân từ các bóng đèn huỳnh quang sẽ giúp ngăn không cho nguyên tố độc hại này đi vào các bãi chôn lấp và qua đó xâm nhập vào môi trường.

Vừa qua, các nhà khoa học Canađa đã phát triển kỹ thuật thu hồi và tái chế thủy ngân từ bóng đèn compact huỳnh quang đã qua sử dụng, đây là phương pháp có hiệu quả năng lượng cao hơn so với các phương pháp hiện có.

Các phương pháp thu hồi thủy ngân hiện nay thường đòi hỏi sử dụng nhiệt độ cao để làm bay hơi thủy ngân nhằm tách nó ra khỏi vật liệu khác trong bóng đèn. Các nhà khoa học tại Đại học Tổng hợp McGill (Montréal, Canađa) đã tìm ra một kỹ thuật mới để thu hồi thủy ngân bằng cách sử dụng các hợp chất thiên nhiên không độc hại, với tiêu hao năng lượng ở mức tối thiểu. Thay cho nhiệt, họ sử dụng các hạt nano để bẫy giữ thủy ngân.

Nhóm nghiên cứu đã xem xét hai loại hạt nano được chế tạo từ các dạng khác nhau của sắt oxit là magnetit và maghemit, mà họ phát hiện là có hiệu quả trong việc bẫy giữ các loại hơi, khí khác nhau, kể cả thủy ngân. Từ tính của các hạt này khiến cho chúng có thể được vận chuyển một cách dễ dàng, và chúng tồn tại với những lượng rất lớn trong môi trường ở dạng thành phần của các hạt bụi khí quyển. Những thử nghiệm ban đầu cho thấy, các hạt magnetit đặt trong chai có khả năng thu giữ hơi thủy ngân hiệu quả hơn nhiều so với maghemit, vì vậy nhóm nghiên cứu đã tập trung các nghiên cứu tiếp theo vào các hạt nano magnetit.

Để thử nghiệm hiệu quả của các hạt này đối với các bóng đèn trên thực tế, các nhà nghiên cứu đập vỡ các bóng đèn huỳnh quang đã qua sử dụng trong một chiếc bình nối với một khoang chứa các hạt nano và máy bơm tuần hoàn khí. Hơi thủy ngân từ các bóng đèn đi vào khoang đó và bị giữ lại trên bề mặt các hạt nano.

Sau đó, các nhà nghiên cứu sử dụng nam châm để vận chuyển các hạt nano đến thiết bị phản ứng điện hóa nhằm thu hồi thủy ngân. Khi chịu tác động của dòng điện, ion thủy ngân bị đẩy ra khỏi các hạt nano ở anôt và đi vào chất điện ly. Những ion đó được vận chuyển qua chất điện ly đến catôt, tại đó chúng bị khử trở lại thành dạng nguyên tố. Phương pháp này cho phép thu giữ đến 85% thủy ngân. Nhóm nghiên cứu tại Đại học Tổng hợp McGill cũng phát hiện ra rằng họ có thể tái sử dụng các hạt nano ít nhất 3 lần. Trên thực tế, họ nhận thấy các hạt nano magnetit tái sử dụng còn thu giữ thủy ngân tốt hơn các hạt nano mới.

Nguyên mẫu thiết bị của nhóm nghiên cứu chỉ tiêu hao 20 W điện năng, ít đến mức một chiếc pin năng lượng Mặt Trời cỡ nhỏ cũng đủ để cấp điện cho nó hoạt động. Trên thực tế, nhu cầu điện năng để loại bỏ thủy ngân một cách nhanh chóng và triệt để có thể sẽ cao hơn, vì nghiên cứu trên tập trung nhiều hơn vào việc thu giữ hơi thủy ngân thất thoát khi bóng đèn vỡ. Nhưng thủy ngân có thể bị bẫy giữ trong lớp bột trắng của bóng đèn, do đó sẽ cần thêm nhiệt năng để chiết nó ra.

Theo các chuyên gia môi trường, tuy ngày nay chỉ còn ít sản phẩm sử dụng thủy ngân, nhưng việc thu giữ nó vẫn rất quan trọng. Tổ chức Y tế thế giới WHO đánh giá thủy ngân là một trong 10 hóa chất hàng đầu gây những lo ngại lớn về sức khỏe công cộng.

Ưu điểm chính của phương pháp mới nói trên là việc dễ dàng tách thủy ngân ra khỏi các hạt nano magnetit mà không cần gia nhiệt.

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Tổng hợp McGill hiện đang bàn bạc với các tổ chức bảo vệ môi trường và các cơ quan chính phủ về việc thực hiện nghiên cứu phương pháp trên ở quy mô pilot tại những địa điểm như các nhà máy sản xuất bóng đèn và các bãi rác thải ở các địa phương.

LH

Theo Chemical & Engineering News, 4/2016

Sponsor links (Provided by VIEPortal.net - The web cloud services for enterprises)
Thiết kế web, Thiết kế website, Thiết kế website công ty, Dịch vụ thiết kế website, Dịch vụ thiết kế web tối ưu, Giải pháp portal cổng thông tin, Xây dựng website doanh nghiệp, Dịch vụ web bán hàng trực tuyến, Giải pháp thương mại điện tử, Phần mềm dịch vụ web, Phần mềm quản trị tác nghiệp nội bộ công ty,