Interdyscyplinarny zespół ekspertów w dziedzinie zielonej chemii, inżynierii i fizyki na Uniwersytecie Flinders w Australii opracował bezpieczniejsze i bardziej zrównoważone podejście do wydobywania i odzyskiwania złota z rud i odpadów elektronicznych.
Wyjaśniona w wiodącym czasopiśmie Nature Sustainability technika ekstrakcji złota obiecuje zmniejszyć poziomy toksycznych odpadów z wydobycia i pokazuje, że złoto o dużej czystości można odzyskać po recyklingu cennych komponentów w drukowanych płytkach obwodów w odrzuconych komputerach.
Zespół projektowy, prowadzony przez profesora Matthew Flindersa Justina Chalkera, zastosował tę zintegrowaną metodę ekstrakcji złota o wysokiej wydajności z wielu źródeł – nawet odzyskującego złotego złota znajdującego się w naukowym strumieniach odpadów.
Postęp w kierunku bezpieczniejszego i bardziej zrównoważonego odzyskiwania złota wykazano w przypadku odpadów elektronicznych, odpadów mieszanych i koncentratów rudy.
„W badaniu zawierało wiele innowacji, w tym nowy i podobno odczynnik do ługowania pochodzący z związku stosowanego do dezynfekcji wody” – mówi profesor chemii Justin Chalker, który prowadzi laboratorium Chalker w College of Science and Engineering Uniwersytetu Flinders University.
„Zespół opracował również zupełnie nowy sposób na wykonanie sorbentu polimerowego lub materiału, który wiąże złoto po ekstrakcji w wodę, używając światła do zainicjowania kluczowej reakcji”.
W nowym badaniu opisano szeroko zakrojone badania mechanizmów, zakresu i ograniczeń metod, a zespół planuje pracować z operacjami wydobywczymi i recyklingami e-odpadów w celu przetestowania metody na większą skalę.
„Celem jest zapewnienie skutecznych metod odzyskiwania złota, które wspierają wiele zastosowań złota, przy jednoczesnym zmniejszeniu wpływu na środowisko i zdrowie ludzkie” – mówi profesor Chalker.
Nowy proces wykorzystuje tani i łagodny związek do wydobycia złota. Ten odczynnik (kwas trichloroizocyjanurowy) jest szeroko stosowany w warunkach sanitarnych i dezynfekcji wody. Po aktywowaniu słoną wodą odczynnik może rozpuścić złoto.
Następnie złoto może być selektywnie związane z nowatorskim polimerem bogatym w siarkę opracowaną przez zespół Flinders. Selektywność polimeru pozwala na odzysk złota nawet w bardzo złożonych mieszaninach.
Złoto można następnie odzyskać, wyzwalając polimer do samego „UNZ-MAKE” i przekonwertowania z powrotem na Monomer. Umożliwia to odzyskanie złota, a polimer zostanie poddany recyklingowi i ponowne wykorzystanie.
Globalny popyt na złoto wynika z jego wysokiej wartości ekonomicznej i pieniężnej, ale jest również istotnym elementem w zakresie elektroniki, medycyny, technologii lotniczych oraz innych produktów i branż. Jednak wydobycie poprzedniego metalu może obejmować stosowanie wysoce toksycznych substancji, takich jak cyjanek i rtęć do ekstrakcji złota – i innych negatywnych wpływów na środowisko na wodę, powietrze i ziemię, w tym emisję CO2 i wylesianie.
Celem projektu kierowanego przez Flinders było zapewnienie alternatywnych metod, które są bezpieczniejsze niż rtęć lub cyjanku w ekstrakcji i odzyskiwaniu złota.
Zespół współpracował również z ekspertami w USA i Peru, aby potwierdzić metodę na rudzie, aby wspierać małe kopalnie, które w przeciwnym razie polegają na toksycznej rtęci w celu połączenia złota.
Wydobycie złota zwykle wykorzystuje wysoce toksyczny cyjanek do wydobywania złota z rudy, z ryzykiem dla dzikiej przyrody i szerszym środowiskiem, jeśli nie jest ono odpowiednio zawarte. Kopalnie rzemieślnicze i małe złota nadal wykorzystują rtęć do połączenia złota. Niestety stosowanie rtęci w wydobywaniu złota jest jednym z największych źródeł zanieczyszczenia rtęci na Ziemi.
Profesor Chalker twierdzi, że interdyscyplinarna współpraca badawcza z grupami branżowymi i środowiskowymi pomoże rozwiązać bardzo złożone problemy wspierające gospodarkę i środowisko.
„Jesteśmy szczególnie wdzięczni naszym partnerom inżynieryjnym, wydobywczym i filantropijnym za wspieranie tłumaczenia odkryć laboratoryjnych na demonstracje na większą skalę technik odzyskiwania złota”.
Główni autorzy głównych nowych badań – Flinders University Postdoctoral Research współpracuje dr Max Mann, dr Thomas Nicholls, dr Harshal Patel i dr Lynn Lisboa – szeroko przetestowali nową technikę na stosach odpadów elektronicznych, w celu znalezienia bardziej zrównoważonych rozwiązań gospodarczych w celu lepszego wykorzystania zasobów w całym świecie. Wiele elementów odpadów elektronicznych, takich jak jednostki procesora i karty RAM, zawiera cenne metale, takie jak złoto i miedź.
Dr Mann mówi: „Ten artykuł pokazuje, że potrzebna jest współpraca interdyscyplinarna, aby rozwiązać duże problemy na świecie, w których zarządza rosnącymi zapasami e-odpadów”.
Dr Nicholls ARC DECRA, dodaje: „Nowo opracowany złoty sorbent jest wykonany przy użyciu zrównoważonego podejścia, w którym światło UV stosuje się do wykonania polimeru bogatego w siarkę. Następnie recykling polimeru po odzyskaniu złota dodatkowo zwiększa zielone poświadczenia tej metody”.
Dr Patel mówi: „Zanurzyliśmy się w kopcu e-odpadów i wspięliśmy się z blokiem złota! Mam nadzieję, że te badania inspirują wpływowe rozwiązania nalegania globalnym wyzwaniom”.
„Wraz z stale rosnącym zapotrzebowaniem technologicznym i społecznym na złoto coraz ważne jest opracowanie bezpiecznych i wszechstronnych metod oczyszczania złota z różnych źródeł”-podsumowuje dr Lisboa.
Szybkie fakty:
Odpady elektroniczne (e-odpady) jest jednym z najszybciej rozwijających się strumieni odpadów stałych na świecie. W 2022 r. Wyprodukowano około 62 milionów ton e-odpadów na całym świecie. Tylko 22,3% zostało udokumentowane jako formalnie zebrane i poddane recyklingowi.
E-odpady jest uważane za odpady niebezpieczne, ponieważ zawiera toksyczne materiały i mogą wytwarzać toksyczne chemikalia, gdy są niewłaściwe poddane recyklingowi. Wiele z tych toksycznych materiałów jest znanych lub podejrzanych o szkodę dla zdrowia ludzkiego, a kilka jest uwzględnionych w 10 chemikaliach dotyczących zdrowia publicznego, w tym dioksyny, ołowiu i rtęci. Dolniejsza recykling e-odpadów stanowi zagrożenie dla zdrowia i bezpieczeństwa publicznego.
Górnicy używają rtęci, która wiąże się z cząsteczkami złota w rudach, aby stworzyć tak zwane amalgamje. Są one następnie ogrzewane w celu odparowania rtęci, pozostawiając złoto, ale uwalniając toksyczne opary. Badania wskazują, że nawet 33% górników rzemieślniczych cierpi na umiarkowane zatrucie metalowego rtęci.
Od 10 do 20 milionów górników w ponad 70 krajach pracuje nad wydobyciem rzemieślniczym i małym złota, w tym do 5 milionów kobiet i dzieci. Operacje te, które często są nieuregulowane i niebezpieczne, generują 37% globalnego zanieczyszczenia rtęci (838 ton rocznie) – więcej niż jakikolwiek inny sektor.
W większości nieformalnych witryn brakuje finansowania i szkolenia potrzebnego do przejścia na wydobycie bez rtęci. Pomimo stanowi 20% globalnej podaży złota i generowania około 30 miliardów USD rocznie, górnicy rzemieślnicze zwykle sprzedają złoto po około 70% globalnej wartości rynkowej. Ponadto, przy wielu miniach złota zlokalizowanych na obszarach wiejskich i odległych, górnicy poszukujące pożyczek są często ograniczeni do drapieżnych stóp procentowych z nielegalnych źródeł, zwiększając popyt na rtęć.