Исследователи из Технологического университета Чалмерса в Швеции разработали экологически чистый метод переработки и очистки металлов. Используя золотые серьги из ломбарда в Гетеборге и биодизель с ближайшей заправочной станции, это открытие может изменить отрасль, которая в настоящее время зависит от больших объемов ископаемой нефти.

«Чистые металлы имеют ряд применений в современном обществе, не в последнюю очередь для развития экологически чистых технологий. Наши исследования показывают, как металлургическая промышленность может ускорить переход от ископаемых растворителей к биологическим растворителям», — говорит Марк Форман, доцент кафедры химии. в Чалмерсе.

Научная статья «Устойчивая экстракция золота и других металлов растворителями с помощью химикатов биомассы» опубликована в журнале RSC Sustainability.

Золото – это не только драгоценный металл, который является символом богатства в виде ювелирных украшений и золотых слитков. Обычный смартфон содержит чуть более 0,03 грамма золота, а этот металл встречается в большей части повседневной электроники, которая окружает нас. Это также важный материал в компонентах для аэрокосмической промышленности . Во многих случаях золото смешивается с другими металлами, которые затем необходимо удалить, когда ценный золотой лист подлежит переработке. В этом процессе используются органические растворители , такие как ископаемое дизельное топливо.

«Даже если дизельное топливо, используемое при производстве и переработке металлов, не сжигается, есть много веских причин перейти на альтернативы, не содержащие ископаемого топлива. Например, при производстве нефти выделяется метан, который является более опасным парниковым газом, чем углекислый газ. «, часто просачивается в атмосферу. Многие сырая нефть также содержит токсичные ароматические углеводороды, которые повреждают нервную систему и поэтому опасны для дыхания людей и животных», — говорит Форман.

Золотой лом полностью очищается с помощью биотоплива

Вместе со своими коллегами-исследователями из Чалмерса Форман нашел способ использовать биодизельное топливо вместо ископаемого дизельного топлива, которое можно производить из отходов лесной и целлюлозной промышленности и которое продается на коммерческой основе в качестве топлива под торговой маркой HVO100. Биодизель практически не содержит ароматических углеводородов.

В методе исследователей золотой лом — обычно в виде небольших сережек, которые Форман покупает в местном ломбарде — растворяется в смеси соляной и азотной кислот (царской водке). Золото, встречающееся в ювелирных изделиях, представляет собой сплав с другими металлами, включая серебро, что приводит к отложению серебра в твердой форме в виде хлорида серебра.

Всего за два дополнительных этапа из раствора извлекается чистое золото. Сначала добавляют HVO100 и малонамид, а затем всю смесь взбалтывают с обычной соленой водой. Метод, используемый исследователями Чалмерса, еще более «зеленый», поскольку маланомид был изготовлен из возобновляемой биомассы, которая заменяет более токсичные и канцерогенные химические вещества, которые традиционно используются для очистки золотого лома.

«Наш метод представляет собой экологически чистый способ извлечения чистого золота из смеси многих металлов. Подобные исследования проводились и раньше, но не удалось добиться такой высокой чистоты золота. Комбинация биодизельного топлива и маланомида является особенной еще и потому, что она заменяет как ископаемое дизельное топливо, так и другие проблемные химические вещества. HVO100 также очень чист и отлично работает в лаборатории, вам не нужно делать специальный заказ, вам просто нужно пойти на ближайшую станцию ​​и заправить канистру», — говорит Форман.

Способ очистки многих металлов

Обычно, когда металлы добываются или перерабатываются, необходимы большие количества ископаемых растворителей, но это не обязательно, и метод, разработанный исследователями Чалмерса, может быть использован для большего количества металлов, чем только золото.

Важным примером является медь, металл, который очень распространен в качестве проводника в электронных компонентах. Только в 2022 году в мире было использовано более 26 миллионов тонн меди, а по данным аналитической компании GlobalData, в мире насчитывается более 695 действующих медных рудников.

Около 75% медных рудников мира используют ископаемые растворители для очистки металла, и в зависимости от размера руднику требуется до 1000 тонн растворителя для очистки добываемой там меди. Растворители, которые можно заменить биодизелем.

Этим же методом можно очистить и переработать многие другие социально значимые металлы, например платину, которая используется в катализаторах; никель и кобальт в аккумуляторах; уран и плутоний для атомной промышленности; и редкоземельные элементы. Последние являются предпосылкой для быстрого развития бытовой электроники, такой как смартфоны и планшеты, и важны для современных экологически чистых технологий, таких как ветряные турбины и электромобили.

«Наше исследование также является первым, которое показывает, что разработанный нами метод является универсальным и может быть применен к множеству металлов. До сих пор я не нашел ни одного металла, который нельзя было бы очистить экологически чистым биодизельным топливом вместо ископаемых растворителей. Металлургическая промышленность консервативна, но здесь мы можем показать простой и эффективный метод достижения зеленого сдвига в отрасли», — говорит Форман, который теперь продолжит разрабатывать и совершенствовать свой метод переработки бытовых аккумуляторов.