2022 年，人類產(chǎn)生了估計(jì)有 6200 萬噸電子垃圾– 足以裝滿 150 多萬輛垃圾車。這比 2010 年增長(zhǎng)了 82%，預(yù)計(jì)到 2030 年將增加到 8200 萬噸。

這些電子垃圾包括舊筆記本電腦和手機(jī)，其中包含黃金等珍貴材料。不到四分之一被妥善收集和回收。但是，我和同事們開發(fā)出的一種從電子垃圾中安全可持續(xù)地提取黃金的新技術(shù)可以幫助改變這種情況。

我們新的黃金提取技術(shù)，我們?cè)?a>今天發(fā)表的新論文在自然可持續(xù)性，還可以降低小規(guī)模金礦開采對(duì)人類和地球的毒性。

全球需求飆升

長(zhǎng)期以來，黃金在人類生活中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。幾個(gè)世紀(jì)以來，它一直是一種貨幣形式，也是藝術(shù)和時(shí)尚的媒介。黃金在現(xiàn)代工業(yè)中也是必不可少的，包括電子、化學(xué)制造和航空航天部門。

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但是，雖然全球?qū)@種貴金屬的需求正在飆升，開采它對(duì)環(huán)境有害。

森林砍伐和使用有毒化學(xué)品就是兩個(gè)這樣的問題。在正式的大規(guī)模采礦中，劇毒氰化物應(yīng)用廣泛從礦石中提取黃金。雖然氰化物可以降解，但其使用會(huì)對(duì)野生動(dòng)物和儲(chǔ)存采礦作業(yè)有毒副產(chǎn)品的尾礦壩造成傷害對(duì)更廣泛的環(huán)境構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn).

在小規(guī)模和手工采礦中，汞被廣泛用于提取黃金.在這種做法中，黃金與汞形成易于分離的致密汞合金。然后通過加熱汞合金以蒸發(fā)汞來回收黃金。

小規(guī)模和手工采礦是地球上最大的汞污染源，汞排放對(duì)礦工有害并污染環(huán)境。需要新的方法來減少金礦開采的影響。

更安全的選擇

我們的跨學(xué)科科學(xué)家和工程師團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種從礦石和電子垃圾中提取黃金的新技術(shù)。其目的是提供一種更安全的汞和氰化物替代品，并減少金礦開采對(duì)健康和環(huán)境的影響。

許多技術(shù)具有以前已報(bào)告用于從礦石或電子廢物中提取黃金，包括無汞和無氰的方法.然而，其中許多方法在速率、產(chǎn)量、規(guī)模和成本方面受到限制。通常，這些方法也只考慮了整個(gè)黃金回收過程中的一個(gè)步驟，而回收和廢物管理往往被忽視。

相比之下，我們的方法在黃金開采、回收和精煉的整個(gè)過程中考慮了可持續(xù)性。我們的新浸出技術(shù)使用水衛(wèi)生和泳池氯化中常用的化學(xué)品：三氯異氰尿酸。

當(dāng)這種廣泛可用且低成本的化學(xué)品用鹽水活化時(shí)，它可以與金反應(yīng)并將其轉(zhuǎn)化為水溶性形式。

為了從溶液中回收黃金，我們發(fā)明了一種富含硫的聚合物吸附劑。聚合物吸附劑將某種物質(zhì)從液體或氣體中分離出來，而我們的吸附劑是通過鏈?zhǔn)椒磻?yīng)將關(guān)鍵構(gòu)件（單體）連接在一起制成的。

我們的聚合物吸附劑很有趣，因?yàn)樗鼇碜栽亓颍阂环N低成本且高度豐富的原料。石油部門產(chǎn)生的硫超過了其可以使用或出售的硫，因此我們的聚合物合成是這種未充分利用的資源的新用途。

我們的聚合物可以選擇性地結(jié)合和去除溶液中的金，即使混合物中存在許多其他類型的金屬也是如此。

在礦石、過時(shí)計(jì)算機(jī)的電路板和科學(xué)廢料上演示了簡(jiǎn)單的浸出和回收方法。重要的是，我們還開發(fā)了再生和回收浸出化學(xué)品和聚合物吸附劑的方法。我們還建立了凈化和回收過程中使用的水的方法。

在開發(fā)可回收聚合物吸附劑時(shí)，我們發(fā)明了一些令人興奮的新化學(xué)方法，利用光制造聚合物，然后在吸附劑與金結(jié)合后“解制”吸附劑。這種回收方法將聚合物轉(zhuǎn)化回其原始的單體結(jié)構(gòu)單元，并將其與黃金分離。

然后，回收的單體可以重新制成金結(jié)合聚合物：這是該工藝如何與循環(huán)經(jīng)濟(jì)保持一致的重要證明。

前方的道路漫長(zhǎng)而復(fù)雜

在未來的工作中，我們計(jì)劃與行業(yè)、政府和非營利組織合作，在小規(guī)模采礦作業(yè)中測(cè)試我們的方法。我們的長(zhǎng)期目標(biāo)是提供一種穩(wěn)定、安全的黃金提取方法，消除對(duì)氰化物和汞等劇毒化學(xué)品的需求。

將有許多挑戰(zhàn)需要克服，包括擴(kuò)大聚合物吸附劑的生產(chǎn)和化學(xué)回收工藝。對(duì)于采納率，我們還需要確保費(fèi)率、產(chǎn)量和成本與更傳統(tǒng)的金礦開采方法相比具有競(jìng)爭(zhēng)力。我們的初步結(jié)果令人鼓舞。但是，在我們的新技術(shù)取代氰化物和汞之前，還有很長(zhǎng)而復(fù)雜的路要走。

我們更廣泛的動(dòng)力是支持人們的生計(jì)數(shù)以百萬計(jì)的手工和小規(guī)模礦工依靠汞來回收黃金。

他們通常在幾乎沒有其他經(jīng)濟(jì)機(jī)會(huì)的偏遠(yuǎn)和農(nóng)村地區(qū).我們的目標(biāo)是在經(jīng)濟(jì)上支持這些礦工，同時(shí)提供更安全的汞替代品。同樣，“城市采礦”和電子垃圾回收的興起將受益于更安全且作簡(jiǎn)單的貴金屬回收方法。

從電子垃圾中成功回收黃金也將減少對(duì)初級(jí)采礦的需求，從而減少其對(duì)環(huán)境的影響。

賈斯汀·查克， 化學(xué)教授，弗林德斯大學(xué)

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