Новый метод извлечения золота из отработавшего свое время электротехнического оборудования был разработан международной группой ученых из Китая и Великобритании. Технология, использующая оксид графена, обеспечивает извлечение даже незначительных концентраций драгоценного металла (до миллиардных долей процента) с эффективностью до 99%, при этом исключается загрязнение посторонними металлами. По мнению разработчиков, в будущем эта разработка может быть применена для добычи золота из морей и океанов.
Объем электронных отходов, образующихся по всему миру, увеличивается с каждым годом. При этом на вторичную переработку направляется менее 20% этих отходов, главным образом из-за нехватки технологий, позволяющих эффективно и рентабельно извлекать ценные компоненты, например, золото. В то же время, извлечение только этого драгоценного металла способно превратить переработку отходов в прибыльную сферу деятельности.
Ученые из Манчестерского университета (Великобритания), Университета Цинхуа (Китай) и Китайской академии наук создали инновационный и экономичный метод извлечения золота из электронных отходов, основанный на использовании нанолистов химически восстановленного оксида графена. Результаты их работы представлены в опубликованной статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
Принцип работы технологии, основанной на нанолистах оксида графена (двумерных структурах из атомов углерода, имеющих толщину в один атом), достаточно прост. Ученые добавляют графен в раствор, содержащий незначительное количество золота (от десяти нанограммов золота на литр раствора), или пропускают этот раствор через мембрану, содержащую графеновые нанолисты. Уже через две минуты на нанолистах начинает осаждаться металлическое золото с чистотой свыше 95 процентов, а конечная эффективность извлечения из раствора достигает 99 процентов (при фильтрации в течение суток).
Нанолисты графен подвергаются сжиганию после осаждения, что приводит к образованию частиц чистого золота. Благодаря этому, из одного грамма нанолистов оксида графена можно извлечь до 1,8 грамма ценного металла. Учитывая, что стоимость одного грамма такого графена не превышает 0,1 доллара, а золото стоит приблизительно 50 долларов за грамм, внедрение этой технологии могло бы представлять собой весьма прибыльный бизнес.
«Графен позволяет превращать отходы в золото. Этот, на первый взгляд, удивительный эффект обусловлен простым электрохимическим процессом. Уникальные взаимодействия графена с ионами золота контролируют ход реакции и обеспечивают высокую избирательность. В результате извлекается исключительно золото, без примесей других ионов или солей, — отметили авторы исследования.
Чтобы показать, как можно использовать новую технологию на практике, исследователи взяли вышедший из употребления центральный процессор и подвергли его воздействию концентрированной щелочи и царской водкой в течение четырех дней. В результате получился раствор, содержащий ионы золота, олова, хрома и ряда других металлов. Из этого раствора ученым удалось извлечь почти 90 микрограммов золота на литр (эффективность превышает 99 процентов).
Удалось также извлекать золото из морской воды, имитирующей естественные условия (с содержанием 10 нанограммов на литр), что подтверждает потенциальную возможность добычи этого металла из морей и океанов, в частности, с использованием графеновых мембран, как это описано в данной работе.