Міжнародна група вчених з Китаю і Великобританії розробила новий підхід до вилучення золота з електротехнічного обладнання, яке відпрацювало свій термін. Технологія, заснована на застосуванні оксиду графену, дозволяє витягувати залишкові кількості дорогоцінного металу (аж до мільярдних часток відсотка) з ефективністю до 99 відсотків, уникаючи забруднення домішковими металами. Більш того, на думку авторів, розробка в перспективі дозволить добувати золото навіть з морів і океанів.
Кількість електронних і електричних пристроїв (так званих електронних відходів), яке викидаються в світі, щорічно зростає неймовірними темпами. Однак на вторинну переробку йде не більше 20 відсотків всього цього сміття, в першу чергу через відсутність технологій ефективного і економічно вигідного вилучення цінних елементів, таких як золото. Тим часом видобуток тільки цього дорогоцінного металу може перетворити проблему переробки відходів в прибутковий бізнес.
Група дослідників з Манчестерського університету (Великобританія), Університету Цінхуа (Китай) і Китайської академії наук розробила новий дешевий і високоефективний спосіб вилучення золота з електронних відходів за допомогою нанолистів хімічно відновленого оксиду графену. Про результати дослідження вчені повідомили в статті, опублікованій в журналі Nature Communications.
Технологія застосування нанолистів оксиду графену (двовимірної решітки атомів вуглецю товщиною в один атом) працює досить просто. Дослідники або додають графен до розчину, що містить слідові кількості золота (від десяти нанограмів золота в літрі розчину), або пропускають такий розчин через мембрану, що містить графенові нанолисти. Через всього дві хвилини на нанолистах вже починає осідати металеве золото з чистотою більше 95 відсотків і кінцевої ефективністю вилучення з розчину до 99 відсотків (при фільтрації протягом доби).
Високоефективне витяг слідових кількостей золота. Схема процесу екстракції з використанням нанолистів відновленого оксиду графену / © Fei Li et al, Nature Communications, 2022
Схема процесу вилучення золота та міді з фільтратів електронних відходів © Fei Li et al, Nature Communications, 2022
Фото суспензії і мембрани з нанолистів відновленого оксиду графену (а). Схема видобутку золота з використанням мембран (b) / © Fei Li et al, Nature Communications, 2022
Після осадження на нанолистах графен спалюють і отримують частинки чистого золота. Таким чином, використовуючи всього грам нанолистів оксиду графену можна витягти до 1,8 грама дорогоцінного металу. Оскільки вартість грама такого графену становить менше 0,1 долара, а ціна на золото — близько 50 доларів за грам, застосування розробленої технології могло б стати вкрай вигідним бізнесом.
Для демонстрації реального застосування нової технології дослідники взяли викинутий центральний процесор і обробляли його концентрованої лугом і царською горілкою (суміш азотної і соляної кислот) протягом чотирьох діб. Отримавши таким чином розчин, що містить іони золота, олова, хрому і десятка інших металів, вчені змогли витягти трохи менше 90 мікрограмів золота з літра розчину (ефективність понад 99 відсотків).
Щобільше, їм вдалося видобути золото з імітованої морської води (з концентрацією золота 10 нанограмів на літр), що вказує на можливість його видобутку з морів та океанів, використовуючи, наприклад, описану в роботі фільтрацію через графенові мембрани.