科学家利用泳池清洁剂和阳光将电子垃圾变成纯金

弗林德斯大学的研究人员公布了一种突破性的方法，利用盐水、紫外线和可回收聚合物的混合物从电子垃圾和矿石中提取黄金。这项绿色技术摒弃了氰化物和汞等有毒化学物质，将垃圾变废为宝，同时保护了环境。从采矿业到小规模电子垃圾回收，这项创新技术的潜在应用范围可能彻底改变我们回收贵金属的方式，使黄金更清洁、更安全，并且具有惊人的可持续性。

更绿色的黄金开采取得突破

澳大利亚弗林德斯大学的一支科学家团队发现了一种从矿石和电子垃圾中提取黄金的更清洁、更安全的方法。他们结合绿色化学、工程学和物理学的专业知识，开发出了一种有助于减少传统金矿开采的毒性影响的方法。

他们的突破性成果发表在《自然可持续性》杂志上，表明高纯度黄金不仅可以从开采的材料中回收，还可以从电路板等旧电脑部件中回收。这项技术甚至适用于科学废料中发现的微量黄金。

在贾斯汀·查尔克教授的带领下，该团队成功地在电子垃圾、混合金属废料和矿石精矿上测试了他们的方法，展示了一种比当前提取方法更强大、更可持续的替代方法。

弗林德斯大学的一项研究从电子垃圾中回收了黄金。

水消毒剂及光致聚合物

其中一项关键创新是利用一种常用于水消毒的化学物质制成可回收的黄金提取溶液。

弗林德斯大学科学与工程学院查尔克实验室负责人、化学教授贾斯汀·查尔克说：“这项研究有许多创新之处，包括一种从用于水消毒的化合物中提取的新型可回收浸出剂。”

“该团队还开发了一种全新的方法来制造聚合物吸附剂，或者说将金提取到水中后与其结合的材料，利用光来引发关键反应。”

新研究报告对这些方法的机制、范围和局限性进行了广泛的调查，该团队目前计划与采矿和电子垃圾回收业务合作，在更大范围内试行该方法。

查尔克教授说： “我们的目标是提供有效的黄金回收方法，支持黄金的多种用途，同时减少对环境和人类健康的影响。”

电子垃圾中的许多部件，例如电脑处理器和内存卡，都含有金和铜等贵重金属。图片来源：弗林德斯大学

新工艺使用一种低成本且无害的化合物来提取金。这种试剂（三氯异氰尿酸）广泛用于水卫生和消毒。当被盐水激活时，该试剂可以溶解金。

接下来，金可以选择性地与弗林德斯团队开发的一种新型富硫聚合物结合。这种聚合物的选择性使得即使在高度复杂的混合物中也能回收金。

然后，可以通过触发聚合物“分解”并转化回单体来回收黄金。这样，黄金就可以被回收，聚合物也可以被回收再利用。

应对挑战，实现更安全、更可持续的黄金开采。答：金矿开采依赖于有毒物质的使用，例如正规采矿中使用氰化物，手工和小规模金矿开采中使用汞。由于印刷电路板和其他废弃电子设备组件的复杂成分，从电子垃圾中回收黄金（“城市采矿”）变得复杂。图片来源：a.（左图），美国总领事馆 b. 本研究报告了一种从原生和再生金源中无汞、无氰化物回收黄金的综合方法。图片来源：弗林德斯大学

战胜氰化物：更安全的全球黄金需求

全球对黄金的需求源于其高昂的经济和货币价值，同时也是电子、医药、航空航天技术以及其他产品和行业的关键元素。然而，开采黄金可能涉及使用氰化物和汞等剧毒物质来提取黄金，并且会对水、空气和土地造成其他负面环境影响，包括二氧化碳排放和森林砍伐。

弗林德斯领导的项目的目的是提供比汞或氰化物更安全的黄金提取和回收替代方法。

该团队还与美国和秘鲁的专家合作，在矿石上验证了该方法，以支持那些依赖有毒汞来提纯黄金的小型矿山。

金矿开采通常使用剧毒的氰化物从矿石中提取黄金，如果处理不当，会对野生动物和更广泛的环境造成风险。手工和小规模金矿仍在使用汞来提纯黄金。不幸的是，金矿开采中的汞使用是地球上最大的汞污染源之一。

金矿开采依赖于使用有毒物质，例如正规金矿开采中使用的氰化物，以及手工和小规模金矿开采中使用的汞。图片来源：弗林德斯大学

从实验室到行业合作

查尔克教授表示，与工业界和环保组织进行跨学科研究合作将有助于解决支持经济和环境的高度复杂问题。

“我们特别感谢我们的工程、采矿和慈善合作伙伴，他们支持将实验室发现转化为更大规模的黄金回收技术演示。”

马修·弗林德斯大学化学教授贾斯汀·查尔克。图片来源：弗林德斯大学

这项重要新研究的主要作者——弗林德斯大学博士后研究员马克斯·曼恩博士、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——在大量电子垃圾上广泛测试了这项新技术，旨在找到更可持续的循环经济解决方案，以更好地利用世界上日益稀缺的资源。电子垃圾中的许多成分，例如CPU单元和RAM卡，都含有金和铜等贵重金属。

曼恩博士表示：“这篇论文表明，需要跨学科合作来解决管理日益增多的电子垃圾这一全球大问题。”

ARC DECRA 研究员 Nicholls 博士补充道：“新开发的黄金吸附剂采用可持续方法制成，利用紫外线制造富硫聚合物。回收黄金后再回收聚合物，进一步提升了该方法的环保性。”

帕特尔博士说：“我们潜入一堆电子垃圾，却意外发现了一块金子！我希望这项研究能够激发出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、多功能的方法来提纯来自不同来源的黄金变得越来越重要，”Lisboa 博士总结道。

简要事实：

电子垃圾是全球增长最快的固体废物流之一。2022年，全球估计产生了6200万吨电子垃圾。其中只有22.3%被记录为正式收集和回收利用。

电子垃圾被视为危险废物，因为它含有有毒物质，如果回收不当，会产生有毒化学物质。许多有毒物质已知或疑似对人体健康有害，其中一些物质被列入十大公共卫生关注化学物质名单，其中包括二恶英、铅和汞。劣质电子垃圾回收对公众健康和安全构成威胁。

矿工们使用汞，汞会与矿石中的金颗粒结合，形成所谓的汞合金。然后加热汞合金，使汞蒸发，留下金，但会释放出有毒蒸汽。研究表明，高达33%的手工采矿者患有中度金属汞蒸气中毒。

全球70多个国家有1000万至2000万矿工从事手工和小规模金矿开采，其中包括多达500万名妇女和儿童。这些作业通常缺乏监管且不安全，每年产生的汞污染占全球总量的37%（838吨），超过任何其他行业。

大多数非正规采矿点缺乏向无汞采矿转型所需的资金和培训。尽管手工采矿者占全球黄金供应量的20%，每年创造约300亿美元的产值，但他们出售的黄金价格通常相当于全球市场价值的70%左右。此外，由于许多金矿位于农村和偏远地区，寻求贷款的矿工往往被限制在非法渠道的高利率水平，这推高了对汞的需求。

编译自/scitechdaily