По словам исследователей, которые обнаружили ключевое вещество, фильтрующее золото, именно в сыроделиях, новый метод извлечения золота высокой чистоты из выброшенной электроники возвращает 50 долларов США за каждый потраченный доллар.
Общество высоко ценило золото на протяжении тысячелетий. Совсем недавно — за технические применения в электронике и микроэлектронике , аэрокосмической отрасли, медицине, биотехнологиях и нанотехнологиях. Однако, как и любой металл, золото является невозобновляемым ресурсом. И становится все более ценным.
В новом исследовании специалисты из ETH Zurich, Швейцария, подробно описали устойчивый и экономически эффективный метод выборочного извлечения золота из электронных отходов.
«Больше всего мне нравится то, что мы используем побочные продукты пищевой промышленности для получения золота из электронных отходов», — сказал Раффаэле Мецзенга, автор исследования. «Вы не можете быть более устойчивым, чем это!»
Побочным продуктом пищевой промышленности, о котором говорит Меззанга, является сыворотка, водянистая часть молока, которая отделяется от творога при производстве сыра. Здесь исследователи превратили эти молочные отходы в матрицу белковых амилоидных фибрилл, которые они использовали в качестве адсорбента для выборочного удаления золота из электронных отходов.
В кислых условиях и при высоких температурах сывороточные белки подвергались денатурации – разрушению первичной структуры белка в более рыхлую и беспорядочную – что приводило к их агрегации в нанофибриллы в геле. Гель высушивали и формовали губку.
Исследователи извлекли металлические детали из 20 старых материнских плат компьютеров и растворили их в кислотной ванне, чтобы ионизировать металлы или разделить их на положительные и отрицательные ионы. Когда губку из белковых фибрилл поместили в раствор ионов металла, ионы золота прилипли к ней. В то время как другие металлы – например, медь и железо – также впитывались губкой, золото впитывалось гораздо эффективнее.
После поглощения ионов золота губка из белковых фибрилл подвергалась нагреву, превращая ионы в хлопья, которые в конечном итоге расплавлялись в золотой самородок массой около 500 мг. Анализ показал, что самородок состоял преимущественно из золота (90,8% масс.), при этом медь и никель составляли 10,9% масс. и 0,018% масс. соответственно. Результаты демонстрируют высокую чистоту самородка, соответствующую 21 или 22 каратам.
В своей статье исследователи продемонстрировали коммерческую жизнеспособность своего метода. С учетом как затрат на закупку исходного материала, так и затрат на электроэнергию для всего процесса, общая стоимость восстановления 1 г золота из электронных отходов была в 50 раз ниже стоимости извлеченного золота.
И этот метод лучше с экологической точки зрения. Использование обычного активированного угля для извлечения 1 г золота из электронных отходов приведет к образованию около 116 г углекислого газа, тогда как углеродный след губки из белковых фибрилл меньше, что приводит к образованию примерно 87 г парниковых газов. Основной причиной более высокого воздействия на окружающую среду использования активированного угля является его более высокое энергопотребление во время производства, преимущественно из-за невозобновляемых источников топлива, в сочетании с более низкой адсорбционной способностью, чем у губки.
Предыдущие попытки добыть золото имели свои недостатки, такие как масштабируемость.
Поскольку сыворотка представляет собой белок животного происхождения, губка из белковых фибрилл, вероятно, нанесет больший ущерб экосистеме, чем активированный уголь. Таким образом, исследователи изучат, можно ли использовать растительные белки, например, полученные из гороха и картофеля, вместо сыворотки.
Исследователи планируют подготовить технологию к выходу на рынок. Хотя электронные отходы являются многообещающим исходным источником для добычи золота, они присматриваются к другим, включая промышленные отходы от производства микрочипов или процессов золотого покрытия.
