Новый процесс переработки: золото из лома – благодаря сыворотке

Мысль о прокисшем молоке, вероятно, вызывает у многих людей тошноту. Однако в команде Рафаэле Меззенги в ETH Zurich ферментированный белый цвет создает другие ассоциации. Несколько лет назад исследователи использовали сыворотку, отход молочной промышленности, для производства, среди прочего, фильтров для радиоактивных отходов и тяжелых металлов в сточных водах. Их последнее изобретение: аэрогель, позволяющий извлекать золото из электронных отходов.

Они извлекли 90 процентов драгоценного металла из материнской платы компьютера с помощью сывороточного аэрогеля, как сообщает журнал «Advanced Materials». Они собрали полграмма золота от 21 до 22 карат. В исследовании говорится, что это «беспроигрышная стратегия». «Два важных источника отходов постепенно устраняются: электронные отходы и пищевые отходы. Это уменьшает их экологический след и придает им новую ценность благодаря принципам экономики замкнутого цикла».

Золото — это драгоценный металл, который пользуется большим спросом и применяется не только в качестве инвестиций или ювелирных изделий. Металл является очень хорошим электрическим проводником, ему легко придавать форму, и он может ускорять химические реакции в качестве катализатора. Однако добыча часто связана с нечеловеческими условиями, с детским трудом и в целом токсична для окружающей среды. Только по этой причине рекомендуется переработка.

Сложная переработка

Но хотя стоматологическое или ювелирное золото можно легко снова использовать в качестве сырья, просто переплавив, восстановить его из электронных отходов гораздо сложнее. Сотовые телефоны и другие электронные устройства часто содержат лишь относительно небольшие количества, а также многие другие металлы и полупроводники, которые необходимо отделять. По оценкам, ежегодно во всем мире перерабатывается более 60 миллионов тонн электронных отходов. Звучит внушительно, но это всего лишь около 20 процентов от возможной суммы.

На сегодняшний день для извлечения драгоценного металла обычно используется активированный уголь, но, согласно исследованию, это требует большого использования ресурсов. Альтернативы изучаются другими исследовательскими группами. В их основе лежат, среди прочего, металлоорганические каркасные соединения, другие нанопористые структуры или особый тип графена. Однако всем им еще предстоит доказать свою практическую пригодность.

Нанофибриллы из сыворотки

Хитрость от команды Меззенги: они производят так называемые амилоидные нанофибриллы из сывороточных белков с использованием кислоты и при высоких температурах. Это фрагменты волокнистого белка толщиной в нанометр и длиной в несколько микрометров. Используя лиофилизацию и химические добавки, исследователи создали из волокон аэрогель, то есть гель с порами, заполненными воздухом.

Сначала они проверили способность геля извлекать золото из солей металлов, растворенных в воде (смесь ионов различных металлов, включая свинец, медь и марганец), и обнаружили, что золото, в частности, остается в аэрогеле. Оказалось, что аэрогель не только улавливал ионы, но и превращал их в элементарное золото.

От 21 до 22 карат

Затем команда взялась за материнскую плату компьютера. Они измельчили плату и растворили металлы с помощью агрессивной кислотной смеси. Затем к кислоте добавляли аэрогель. По данным исследователей, он оставался стабильным и с первой попытки извлек из раствора более 60 процентов содержащегося золота – всего полграмма. Остальные металлы они обнаружили в аэрогеле в значительно меньших пропорциях. Согласно исследованию, чистота добытого золота составляла от 21 до 22 карат.

С точки зрения оценки жизненного цикла, аэрогель также, очевидно, набирает очки по сравнению с обычным процессом экстракции активированным углем. Он требует значительно меньше материалов и приводит к меньшим выбросам парниковых газов, особенно потому, что активированный уголь преимущественно производится из ископаемого сырья. Однако животноводство, связанное с производством молока, имеет плохой экологический след. Таким образом, по этому критерию сывороточный аэрогель уступает активированному углю.

Меззенга с этим не спорит – и уже имеет готовое решение. «Наша концепция также может быть перенесена на другие белки-отходы, из которых можно производить нанофибриллы», — говорит Меззенга. В качестве адсорбентов пригодны и растительные белки. Его команда хочет более подробно изучить, насколько хорошо они работают в сфере переработки золота.

Источник: https://www.breakinglatest.news/technology/new-recycling-process-gold-from-scrap-thanks-to-whey/