弗林德斯大学科学家开发出一种更清洁环保的黄金提取技术——不仅能从矿石中提金,还能从日益增长的电子垃圾堆中回收黄金。该方法利用泳池消毒剂中常见的化合物和可重复使用的新型聚合物,避免了汞和氰化物等有毒化学品,甚至能有效提取科学废料中的痕量黄金。从电路板到混合金属矿石的测试表明,该技术为全球淘金热和电子垃圾危机提供了双重解决方案。这项颠覆性技术将改变个体采矿者和回收企业的作业模式,在保护人类与地球的同时实现贵金属高效回收。
该提金技术在顶级期刊《自然-可持续发展》上得到阐述,有望降低采矿产生的有毒废物水平,并证明可从废弃计算机印刷电路板中回收的贵重组件里提取高纯度黄金。
由马修·弗林德斯教授贾斯汀·查克领导的课题组,应用这种集成方法从多种来源高效提取黄金——甚至能回收科学废物流中的痕量黄金。
这项更安全、更可持续的黄金回收技术在电子废物、混合金属废料和精矿中均得到验证。
"该研究包含多项创新,包括一种源自水消毒化合物的新型可循环浸出试剂,"弗林德斯大学科学与工程学院查克实验室负责人、化学教授贾斯汀·查克表示,"团队还开发了全新的聚合物吸附剂制备方法——这种材料能在黄金浸入水溶液后进行结合——利用光引发关键反应。"
新研究报告了对该方法机理、适用范围及局限性的广泛研究,团队现计划与采矿和电子废物回收企业合作,进行更大规模的试验。
"目标是提供有效的黄金回收方法,在满足黄金多种用途的同时,减轻对环境和人类健康的影响,"查克教授说。
新工艺使用低成本的无害化合物提取黄金。该试剂(三氯异氰尿酸)广泛应用于水净化和消毒领域。经盐水激活后,试剂可溶解黄金。
随后,黄金可选择性地结合到弗林德斯团队研发的新型富硫聚合物上。该聚合物的选择性使其能在高度复杂的混合物中回收黄金。
通过触发聚合物"解聚"并转化回单体,即可回收黄金。这既能回收黄金,又能实现聚合物的循环再利用。
全球对黄金的需求源于其高昂的经济和货币价值,同时它也是电子、医疗、航空航天技术等领域不可或缺的元素。然而,开采这种贵金属可能涉及使用氰化物和汞等高毒性物质进行提金,并带来其他负面环境影响,包括水资源、空气和土地污染,以及CO2排放和森林砍伐。
弗林德斯大学主导的项目旨在提供比汞或氰化物更安全的黄金提取与回收替代方案。
团队还与美国和秘鲁专家合作验证该方法的矿石适用性,旨在支持依赖有毒汞进行黄金混汞的小型矿山。
传统金矿通常使用剧毒氰化物从矿石中提取黄金,若管理不当将危及野生动物及大环境。手工和小型金矿仍使用汞进行黄金混汞。不幸的是,金矿采汞是地球上最大的汞污染源之一。
查克教授指出,与工业界及环保组织的跨学科研究合作,有助于解决支撑经济与环境的复杂问题。
"我们特别感谢工程、采矿和慈善合作伙伴支持将实验室成果转化为更大规模的黄金回收技术示范。"
这项重大新研究的首席作者——弗林德斯大学博士后研究员马克斯·曼博士、托马斯·尼科尔斯博士、哈沙尔·帕特尔博士和林恩·里斯本博士——在成堆的电子废物上广泛测试了新技术,旨在寻求更可持续的循环经济解决方案,以更有效利用全球日益稀缺的资源。电子废物的许多组件(如CPU单元和RAM卡)含有黄金和铜等贵金属。
曼博士表示:"本文表明需要跨学科合作来解决世界管理日益增长的电子废物库存的重大问题。"
ARC DECRA研究员尼科尔斯博士补充道:"新开发的黄金吸附剂采用可持续方法制造,利用紫外线生产富硫聚合物。回收黄金后对聚合物进行循环利用,进一步提升了该方法的环保性。"
帕特尔博士称:"我们从电子废物堆潜入,带着金块浮出!希望这项研究能激发应对紧迫全球挑战的有效解决方案。"
"随着技术和社会对黄金的需求不断增长,开发安全通用的方法从多种来源提纯黄金愈发重要,"里斯本博士总结道。
核心事实:
电子废物是全球增长最快的固体废物流之一。2022年全球产生约6200万吨电子废物,仅22.3%被记录为正规回收。
电子废物因含毒性物质且不当回收时会产生有毒化学物而被视为危险废物。其中许多有毒物质被确认或怀疑危害人类健康,若干种类被列入十大公共卫生关注化学品(包括二恶英、铅和汞)。粗劣的电子废物回收威胁公共健康与安全。
矿工使用汞与矿石中的金粒结合形成汞膏,经加热蒸发汞后获得黄金,但会释放有毒蒸气。研究表明高达33%的手工矿工患有中度金属汞蒸汽中毒。
全球70多个国家有1000万至2000万矿工从事手工和小型金矿开采,其中包括多达500万妇女儿童。这些通常缺乏监管且不安全的作业,贡献了全球37%的汞污染(每年838吨)——超过任何其他行业。
多数非正规矿区缺乏向无汞采矿转型的资金和培训。尽管手工采矿供应全球20%的黄金,年产值约300亿美元,但矿工售金价格通常仅为国际市场价的70%左右。加之许多金矿位于偏远地区,矿工借贷常受限于非法渠道的高利贷利率,进一步推升了对汞的需求。