Спасаем золото

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Наша цивилизация прожорлива и ненасытна. Ей требуется все больше и больше природных ресурсов, чтобы не только напоить и накормить человечество, но и создать ему комфортную среду обитания в соответствии с уровнем технического прогресса. Необходимый элемент такой среды сегодня — электроника, компьютеры и всяческие гаджеты. Их начинка — процессоры, карты памяти и т.п. — содержит десятки металлов, в том числе редких и драгоценных. Например — золото.

Каждый год на свалки отправляются несколько десятков миллионов тонн этих электронных отходов. Только лишь пятая их часть идет в переработку. В результате драгоценное золото, разбросанное по помойкам, безвозвратно рассеивается по всему миру и пропадает. А запасы его на Земле конечны. Поэтому нужно всячески приветствовать усилия материаловедов и химиков, которые пытаются извлечь золото из электронных отходов и вернуть его в промышленность, то есть пустить по кругу.

Казалось бы, технологии извлечения золота из природных руд давно известны и используются. Однако технологии эти опасные и для человека, и для окружающей среды. Одна из них — извлечение золота с помощью ртути (золото образует с ртутью амальгаму). Амальгаму нагревают, ртуть испаряется, и остается золото. Слова «ртуть испаряется» звучат просто зловеще.

Другой способ получше, но не сильно — это цианидный процесс, или процесс Макартура — Форреста. Руду, содержащую золото, причем малые его количества, обрабатывают растворами цианидов, они образуют комплексы с золотом, растворимые в воде. А затем золото извлекают из этого раствора с помощью электролиза или химических реакций. Понятно, что цианиды — вещества опасные и могут нанести вред окружающей среде и ее обитателям. Так что нужен безопасный способ извлечения золота из электронных отходов — безртутный и бесцианидный.

И его разработала исследовательская группа под руководством Максимилиана Манна (Maximilian Mann) из Университета Флиндерса в Австралии (Nature Sustainability). Главное действующее лицо новой технологии — трихлоризоциануровая кислота:

Наверное, вы уже догадались, что это вещество обладает дезинфицирующими свойствами — хлора много. Действительно, при его взаимодействии с соляной кислотой образуется относительно чистый хлор. Именно поэтому трихлоризоциануровая кислота — отличный антисептик. Она медленно растворяется в воде и медленно распадается, выделяя хлор, который обеззараживает воду и отбеливает. Поэтому ее используют как антисептик в бассейнах, для очистки сточных вод и отбеливания в текстильной промышленности. Исследователи считают ее нетоксичной и безопасной. Во всяком случае на фоне ртути и цианидов это, безусловно, так и есть.

Теперь у трихлоризоциануровой кислоты, кажется, появилась новая работа — потрудиться на извлечении золота из электронных отходов. Технология выглядит так. Берем электронный лом, измельчаем, обрабатываем смесью трихлоризоциануровой кислоты и соленой воды. Золото, а также медь и некоторые другие металлы переходят в раствор. К этому раствору добавляем специальный полимер, содержащий серу (ноу-хау), который избирательно выхватывает из раствора золото.

Получается твердое вещество, которое легко отделить фильтрованием. Теперь надо нагреть его, чтобы полимер распался на мономеры и выделилось чистое золото. А затем смесь мономеров можно облучить ультрафиалетом, и они вновь соберутся в полимер. Точно так же можно вернуть в цикл и отработанную кислоту и воду.

Исследователи испробовали свою технологию на измельченных электронных отходах, включая процессорные блоки и карты оперативной памяти из старых компьютеров. Этот «мусор» содержит 200–900 миллиграммов золота на килограмм лома. Между прочим больше, чем содержится в рудах. Команда выделила 3,9 грамма золота из 30 граммов концентрированного порошка электронного лома. На мой взгляд, это фантастический результат.

Конечно, исследователи попробовали поработать и с рудой, содержащей золото. И здесь тоже успех. Новая бесцианидная технология позволила извлечь не меньше золота, чем цианидная. Сейчас химики и инженеры, создатели технологии, вплотную работают с золотодобытчиками.

Отличное решение для экономики замкнутого цикла. Осталось дело за малым — организовать централизованный сбор электронных отходов. А это задача другого рода, химикам и инженерам недоступная.