Výzkumníci testují přeměnu arsenu z důlních odpadů na surovinu pro čipy a solární technologie

Tým University of British Columbia a Grónské geologické služby vyvinul chemický postup, který má z arzeniku obsaženého v důlních odpadech vyrábět kovový arzenik s čistotou přesahující 99 %. Technologie by mohla snížit environmentální rizika starých dolů a zároveň vytvořit druhotný zdroj materiálu pro polovodiče či solární průmysl.

Na studii se podíleli Kaifeng Wang, Tamara R. Etmannski z Univerzity Britské Kolumbie a Case M. van Genuchten z Geologické služby Dánska a Grónska. Výsledky publikovali v roce 2026 v časopise Environmental Science & Technology Letters. Pracovali s odpadem obsahujícím oxid arsenitý z kanadského dolu Giant Mine.

Rozpuštění a následné vysrážení

Postup zahrnuje rozpuštění sloučenin arsenu ve vodném prostředí a následné redukční vysrážení elementárního arsenu, označovaného As(0). Výzkumníci testovali čistou vodu i roztok hydroxidu sodného. Za vhodných podmínek se podařilo rozpustit více než 99 % arsenu přítomného v pevné fázi.

Přidáním redukčního činidla, oxidu thiomočoviny, následně získali produkt s obsahem arsenu přesahujícím 99 %. Účinnost oddělení arsenu a čistota výsledného materiálu jsou přitom dva odlišné ukazatele. Autoři práci označují za laboratorní ověření principu, nikoli za hotovou průmyslovou technologii.

Ve zbytcích mohou zůstat cenné složky

Podle zprávy Canadian Light Source mohou po oddělení arsenu zůstat v nerozpuštěném zbytku další cenné prvky, například zlato. Jejich následné získávání by mohlo být předmětem dalšího výzkumu. Zpráva však nedokládá komerčně ověřenou výtěžnost zlata ani výnosy z jeho prodeje. Případné využití získaných surovin by mohlo pomoci pokrýt část nákladů na zpracování odpadu. Zda bude celý postup ekonomicky výhodný, zatím není prokázáno.

Giant Mine jako zdroj zkoumaného odpadu

V bývalém zlatém dole Giant Mine u Yellowknife v kanadských Severozápadních teritoriích je pod zemí uloženo přibližně 237 tisíc tun prachu obsahujícího oxid arsenitý. Jde o nebezpečný odpad vzniklý při zpracování rud, nikoli o stejné množství čistého arsenu. Schválený sanační postup počítá s dlouhodobým zadržováním odpadu pomocí zmrazení podzemních prostor a okolní horniny.

Odhad celkových nákladů projektu zveřejněný kanadskými úřady v roce 2022 činil přibližně 4,38 miliardy kanadských dolarů, zaokrouhleně 4,4 miliardy. Zahrnoval také dřívější výdaje, rezervy, předpokládanou inflaci a správu projektu do roku 2038. Částka se tedy nevztahuje pouze ke zpracování arsenového odpadu.

Nová metoda představuje možný směr budoucího výzkumu. Její nasazení v Giant Mine zatím nebylo oznámeno jako náhrada současné sanace.

Neobvyklá struktura vyžaduje další testy

Analýzy v synchrotronu Canadian Light Source při Univerzitě Saskatchewan ukázaly, že získaný arsen má jinou strukturu než porovnávaný komerční materiál. Vědecká publikace jej popisuje jako málo krystalický až amorfní. Výzkumníci chtějí zjistit, zda lze tyto vlastnosti využít při přípravě polovodičů. Samotný údaj o čistotě přes 99 % však nedokládá splnění požadavků konkrétní elektronické aplikace. Získaný materiál proto zatím nelze označit za surovinu připravenou k výrobě čipů nebo solárních článků.

Rozhodne bezpečnost i ekonomika

Další vývoj musí ověřit přenos procesu do většího měřítka, náklady a nakládání se zbývajícími odpady a roztoky. Důležitá bude také stabilita získaného arsenu a posouzení dlouhodobých environmentálních přínosů a rizik.

Přeměna oxidu arsenitého na elementární arsen totiž prvek neodstraňuje, ale mění jeho chemickou formu. Přínos technologie proto bude záviset na bezpečném zpracování, skladování a případném využití produktu i zbytkových materiálů. Teprve další ověření ukáže, zda může metoda současně omezovat rizika historických odpadů a dodávat použitelnou druhotnou surovinu.*

-wal-