Электронные отходы являются наиболее быстрорастущими твердыми отходами в мире. Так, по некоторым оценкам ожидается, что их объем в 2023 году достиг 61,3 млн т. Золото является одним из самых ценных компонентов электронных отходов, и его извлечение может быть весьма прибыльным. Однако сегодня методы его адсорбции в промышленных масштабах неэффективны и ресурсоемки, поэтому спрос на более эффективные технологии для извлечения золота из электронного мусора постоянно растет.
Исследователи из ETH Zurich* разработали новый экономически недорогой и экологичный метод извлечения золота из материнских плат электронных отходов. Метод основан на использовании в качестве нового адсорбента для извлечения металла губки из белковых амилоидных нанофибрилл (аэрогель AF), получаемых из сыворотки — побочного продукта молочной промышленности.
По словам ученых, этот новый метод превращения отходов в золото. Исследования показали, что аэрогель AF обладает замечательной адсорбционной способностью и селективностью по отношению к золоту, что делает его эффективным адсорбентом для его извлечения. Более того, аэрогели AF являются эффективными шаблонами для преобразования ионов золота в монокристаллические хлопья за счет роста этого драгметалла вдоль плоскости. В результате процесс дает золотые слитки высокой чистоты, состоящие из ≈90,8% по весу золота (21–22 карата) со следовыми количествами других металлов.
Рециклированный золотой 22-каратный слиток весом 450 мг, полученный из 20 старых компьютерных материнских плат. Самая большая из его сторон имеет ширину около 5 мм (Фото: ETH Zurich / Alan Kovacevic)
Селективная адсорбция золота
Для изготовления губки швейцарские ученые денатурировали сывороточные белки в кислых условиях и при высоких температурах, так что они агрегировались в белковые нанофибриллы в геле. Затем ученые высушили гель, создав губку из этих белковых фибрилл.
Из 20 старых компьютерных материнских плат были извлечены металлические части, которые затем растворили в кислотной ванне, чтобы ионизировать металлы. Затем губку из белкового волокна поместили в раствор с ионами металлов, ионы золота прилипли к белковым волокнам. Другие ионы металлов также могут прилипать к волокнам, но ионы золота делают это гораздо эффективнее.
Как восстанавливается золото: ионы золота прилипают к губке из белковых фибрилл (Источник: Peydayesh M et al. Advanced Materials, 2024, адаптировано)
Белковые фибриллы AF способны не только эффективно цеплять ионы золота, но также могут преобразовывать эти ионы в наночастицы золота и элементарные монокристаллические хлопья, которые ученые впоследствии расплавили в золотой слиток.
Экономически выгодно
Чтобы установить экономическую целесообразность извлечения золота из электронных отходов с использованием аэрогеля AF и подчеркнуть его потенциал для масштабируемости, была проведена упрощенная технико-экономическая оценка. Результат показал, что **общая стоимость, связанная с извлечением 1 г золота из электронных отходов с использованием аэрогеля AF, включая как материальные, так и технологические расходы, составляет 1,1$.** Учитывая преобладающую рыночную стоимость ≈50$ за грамм для 22-каратного золота, эти результаты подчеркивают экономическое преимущество извлечения золота из электронных отходов с использованием аэрогеля AF.
Волокна сывороточного белка. (Фото: ETH Zurich / Mohammad Peydayesh)
Аэрогель, содержащий ионы золота. (Источник: Peydayesh M et al. Advanced Materials 2024)
В дальнейшем исследователи хотят подготовить эту технологию к выходу на рынок. Хотя электронные отходы являются наиболее перспективным исходным продуктом, есть и другие возможные источники. К ним относятся промышленные отходы от производства микрочипов или процессов золочения. Кроме того, планируется выяснить, можно ли производить губки из белковых фибриллярных материалов из других богатых белком побочных продуктов или отходов пищевой промышленности.
Использованы материалы: ethz.ch; onlinelibrary.wiley.com
-0+2
Комментарии, отзывы, предложения
IK, 28.10.24 11:39:29 — Магадан
Статья с результатами была опубликована в январе 2024 года. Цена ≈50$ за грамм указана для 22-каратного золота (см. статью). Цена аффинированного золота на конец 2023 года колебалась 62-65 долл. за грамм.
Магадан , 29.10.24 03:38:30
Надо срочно пробовать на концентратах. В Швейцарии их нет, вот они балуются с платами, а мы станем добывать еще больше золота и станем еще величее!
Оптимист, 06.11.24 06:44:00
Надеюсь, что ничего у них не получится с фибриллами, а может кто-то им рога обломает. Ведь если будут извлекать по 1,1 доллара за грамм, цена на золото сразу упадет и не только у нас. Кому это надо? Я за то, чтобы цены росли: в в следующем году золото 100$ за грамм и дальше больше.
Василий, 19.11.24 08:37:48 — читателям
Как то непонятно что тут нового?.
Очередной сорбент (эксклюзивный) и скорее всего не эффективный.
Нужны ответы на вопросы - какова емкость сорбента, он одноразовый? если да то сколько он стоит. Если нет , то сколько циклов он способен выдержать.
И еще важно - в цене получаемого золота нет данных о цене перевода его в раствор. А это не малая доля в себестоимости
Это все из рублики "А почему бы и нет "
Магадан , 28.10.24 02:19:33
Цена извлечения золота удивила. Статье видать года три, судя по золоту 50 долл за грамм. А цена извлечения со всеми расходами 1,1 доллар. Может ошибка? Проверьте, пожалуйста.