การสกัดทองจากขยะอิเล็กทรอนิกส์ มีหลักการทางวิทยาศาสตร์ เขาทำกันอย่างไร อันตรายไหม

นนี้ผมจะมาชวนคุยเรื่องการสกัดทองคำจากขยะอิเล็กทรอนิกส์ ช่วงนี้ผมเห็นคลิปวีดิโอเกี่ยวกับการสกัดทองคำจากขยะเอ็กทรอนิกส์เยอะมาก และมียอดวิวสูงด้วย คงมีหลายคนที่อยากจะลองทำดู ยิ่งในสภาพเศรษฐกิจแบบนี้ด้วย ทองคำก็ราคาพุ่งขึ้นทุกวัน ผมเองดูคลิปเกี่ยวกับการสกัดทองคำจากขยะอิเล็กทรอนิกส์ดูไป ก็เกิดข้อสงสัยไปว่า เขาทำกันยังไง มีหลักการทางวิทยาศาสตร์อย่างไร มันอันตรายไหม และมีผลต่อสิ่งแวดล้อมอย่างไรบ้าง ผมไปลองศึกษาหาข้อมูลมาเดี๋ยวผมจะนำมาเล่าให้ทุกคนฟังนะครับ ผมเรื่องต้นวางแผนที่จะศึกษาว่าในขยะเล็กทรอนิกส์ ขอมุ้งเป้าไปที่คอมพิวเตอร์กับโทรศัพท์มือถือนะครับ มีอะไรเป็นองค์ประกอบบ้าง และจากนั้นจะไปศึกษาขั้นตอนและหลักการทางวิทยาศาสร์กับการสกัดทองคำออกจากขยะอิเล็กทรอนิกส์ และตามอันตรายที่อาจจะเกิดขึ้นในการกระบวนการสกัดทองคำออกจากขยะอิเล็กรทรอนิกส์ถ้าพร้อมแล้วไปลุยกันเลยครับเริ่มต้นที่ส่วนประกอบของวงจรอิเล็กทรอนิกส์กันก่อนเลย เรามาดูสัดส่วนของโลหะต่างๆ ที่เป็นองคืประกอบของแผงวงจรพิมพ์ในคอมพิวเตอร์และโทรศัพท์มือถือ โลหะที่พบในในแผงวงจร ประกอบด้วย เหล็ก ทองแดง (Cu) อะลูมิเนียม (Al) ตะกั่ว (Pb) นิกเกิล (Ni) เงิน (Ag) ทองคำ (Au) พาลาเดียม (Pd) ในปริมาณที่แตกต่างกัน จากข้อมูลข้างต้น ถ้าแผงวงจรคอมพิวเตอร์และแผงวงจรโทรศัพท์มีน้ำหนักเท่ากัน ถ้าเราสนใจที่ทองคำจะพบว่าทองคำในแผงวงจรโทรศัพท์มีปริมาณทองคำมากกว่าในแผงวงจรคอมพิวเตอร์ประมาณ 6 เท่า คราวนี้เรามาทำความเข้าใจ หน่วย ppm กันสักเล็กน้อยนะครับ ppm ย่อมากจาก part per million หรือแปลเป็นภาษาไทย คือ ส่วนในล้านส่วน เรียนกันตอน ม.4 ในรายวิชาเคมี ยังจำกันได้ไหมครับ เช่น ทองคำ 240 ppm จะหมายความว่า ถ้าเรานำแผงวงจรคอมพิวเตอร์มา 1,000,000 กรัมหรือ 1000 kg จะมีทองคำอยู่ในนั้น 240 g ถ้าสกัดออกมาได้หมดจริง จะได้ทองคำหนักประมาณ 240/15 = 16 บาท ราคาปัจจุบันอยู่ที่แถวๆ 45000 บาท คิดเป็นเงิน 45000x16 = 720000 บาท มาลองคิดที่ 1500 ppm กันบ้าง ถ้าเรามีแผงวงจรโทรศัทพ์ 1000000 กรัมหรือ 1000 kg จะมีทองคำอยู่ 1500 กรัม หรือ 1.5 kg คิดเป็นทองคำที่มีน้ำหนัก 100 บาท คิดเป็นเงิน 45000x100 = 4,500,000 บาทรวยกันไปเลย ต่อไปเรามาเรียนรู้หลักการทางวิทยาศาสตร์ในการสกัดทองคำออกจากแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์กันครับ ในการเตรียมวัตถุดิบเริ่มต้นจากการคัดแยกชิ้นส่วนที่มีทองเป็นองค์ประกอบ ส่วนมากทองจะใช้เป็นส่วนที่เป็นหน้าสัมผัสของวงจร และส่วนข้อต่อต่างๆ ในวงจร มีมากสุดน่าจะอยู่ในหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) หน่วยความจำ (RAM) อุปกรณ์กึ่งตัวนำ (transistor) วงจรรวม (IC) หรือชิ้นส่วนทีมีสีทอง ผมได้ทำคลิปวีดิโออธิบายว่าทองคำเข้าไปอยู่ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างไร เดี่ยวผมแปะคลิปไว้ให้ด้านบนนะครับ การแยกชิ้น่วนเหล่านี้ อาจใช้เครื่องมืองัด แซะ แงะ ออกมาเลย บางคนใช้ลมร้อนในการละลายโลหะเชื่อมต่อแล้วดึงชิ้นส่วนที่มีทองออกมา แต่ถ้าในระดับอุตสาหกรรมใช้วิธีการนำชิ้นส่วนมาบดเป็นชิ้นเล็กๆ หรืออาจใช้ความร้อนเผาแผงวงจรทิ้งไปเลยก็จะเหลือแต่โลหะที่ต้องการ ในคลิปนี้จะไม่ขอพูดถึงวิธีการในระดับอุตสาหกรรมนะครับ หลังจากเราแยกชิ้นส่วนที่มีทองออกมาแล้ว ขั้นตอนต่อไปจะใช้สารเคมีในการสกัดเอาโลหะรวมทั้งทองออกมาจากแผงวงจร โดยการใช้สารเคมีในการสกัดเอาโหละออกมา ที่นิยมใช้กันมีสองตัว คือ ไซยาไนด์ กับเฮไลน์ แต่ ไซยาไนด์ (Cyanide): ไซยาไนด์ได้รับความนิยมในการใช้สกัดทองคำในอุตสาหกรรมเหมืองแร่ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน แต่ไซยาไนด์เป็นสารพิษคงไม่เหมาะเท่าไหร่ที่จะนำวิธีนี้มาใช้ในการสกัดทองคำออกมา เฮไลด์ (Halide): สารกลุ่มเฮไลด์หรือธาตุในหมู่ที่ 7 ตามตารางธาตุ ได้แก่ ฟลูออรีน คลอรีน โบรมีน และ ไอโอดีน แต่สารที่ได้รับความนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในระดับอุตสาหกรรมเพื่อการสกัดโลหะมีค่าก็คือ คลอรีน/คลอไรด์ สภาวะที่เหมาะสมสำหรับการใช้สารนี้คือค่าพีเอชตํ่า อุณหภูมิสูง และพื้นที่ผิวสัมผัสของวัตถุดิบที่มาก โดยปกติสารกลุ่มคลอรีนที่ใช้ในการสกัดทองคำก็คือ กรดกัดทอง ซึ่งเกิดจากส่วนผสมระหว่างกรดไฮโดรคลอริก เข้มข้น 3 ส่วน กับกรดไนตริกเข้มข้น 1 ส่วน ซึ่งกรดไนตริกเป็นสารออกซิไดซ์ (เสียอิเล็กตรอนได้ง่าย) อย่างแรงและสามารถชะละลายทองคำที่อยู่ในสภาพของแข็งให้ละลายอยู่ในรูปของไอออนได้ ในขณะเดียวกันกรดไฮโดรคลอริกจะแตกตัวให้คลอไรด์ไอออน ซึ่งคลอไรด์ไอออนจะสร้างพันธะกับไอออนของทองคำเกิดเป็น AuCl4− ได้ โดยปกติแล้วการใช้สารนี้เพื่อสกัดทองคำจะมีความยุ่งยากในการควบคุมเรื่องความปลอดภัยมากกว่าการใช้ไซยาไนด์ เนื่องจากมีสภาพการกัดกร่อนที่สูง นอกจากนี้ ในปฎิกิริยาที่เกี่ยวข้องจะเกิดก๊าซคลอรีนที่มีความเป็นพิษมากอีกด้วย 〖Au〗_((s) )+3H〖NO〗_3(aq) +〖4HCl〗_((aq) )→[〖AuCl〗_4 ]_((aq))^-+3[〖NO〗_2 ]_((g))+[H_3 O]_((aq))^++2〖H_2 O〗_((l)) ขั้นตอนหลังจากการชะละลายทองคำให้ออกมาอยู่ในรูปของสารละลาย คือ ขั้นตอนการแยกทองคำออกจากสารละลายและทำให้ทองคำมีความเข้มข้นที่สูงขึ้น ซึ่งมีอยู่ด้วยกันหลายกรรมวิธีทั้งที่เป็นแบบไฟฟ้าเคมี ซึ่งต้องใช้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์มากพอสมควร และอุปกรณ์ก็มีราคาแพง ซึ่งนิยมใช้ในระดับอุตสาหกรรม อีกวิธีคือการใช้ปฏิกิริยาเคมี โดยการเติมสาร Reducing agent คือสารเคมีที่รับอิเล็กตรอนได้ดี เช่น โซเดียมซัลไฟต์ โพแทสเซียมซัลไฟต์ หรืออาจเป็นสารตัวอื่น เช่น เฟอรัสซัลเฟต ลงไปทำปฏิกิริยากับทองคำแล้วตกตะกอนออกมา แล้วกรองเอาตะกอนที่มีทองคำออกมา 8[〖AuCl〗_4 ]_((aq))+3〖Na〗_2 S_((aq))+12H_2 O_((l))→〖8Au〗_((s))+32〖HCl〗_((aq))+3〖Na〗_2 〖SO〗_(4(aq)) แล้วนำตะกอนทองคำที่กรองได้ไปหลอมในเบ้ากระดาษ ในขั้นตอนการหลอมในเบ้าหลอมอาจมีการเติมน้ำประสานทองหรือบอแรกซ์ ลงไปเพื่อช่วยให้ทองคำหลอมรวมกันได้ดียิ่งขึ้น หลังจากขั้นตอนนี้เราก็จะได้ก้อนทองคำออกมา แต่จะเป็นทองคำบริสุทธิ์กี่เปอร์เซ็นต์คงขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น เทคนิคต่างๆ ของช่างแต่ละคน ซึ่งต้องอาศัยประสบการณ์พอสมควร