科学家发明从液体废物中提取黄金的方法

即使想到金牌的想法是隐藏在地下或在诺克斯堡(Fort Knox)中被赶走的令人难以置信的财富,但您实际上可以在各地找到这些东西。几乎每种黄金

即使想到金牌的想法是隐藏在地下或在诺克斯堡(Fort Knox)中被赶走的令人难以置信的财富,但您实际上可以在整个地方找到这些东西。几乎每种消费电子的黄金,我们的污水中的黄金,纽约市人行道的裂缝中的黄金,甚至在我们的大脑中的痕迹。麻烦不是黄金本身很少见,很难到达。

在人类历史上,我们开采了大约19万吨的黄金。如果您想可视化这个数量,它将适合每侧约20 m的盒子;在宏伟的计划中并不是那么多。我们之所以能够解决这个问题,是因为它以一种相对容易访问的方式存储。它被埋在地球上,所以我们只需要挖掘它即可。相比之下,我们估计,海洋中大约有2000万吨黄金,它只是在整个海洋中分布,因此很难完善和提取。

过去,除了作为存储价值的方法之外,我们没有使用黄金,因此,地球上大多数黄金都无法访问的事实更像是一个功能,而不是错误。但是现在,我们越来越多地为贵金属找到实用的应用。它可用于医学治疗关节炎或牙科;它是一个出色的导体,因此可以用于电子和通信技术。它反映了红外辐射,因此我们将其在航天器和太空服上使用。突然,在海洋和地球上其他地方获得了2000万吨黄金,而不是积累财富,而是对技术和社会的进步更加重要。

《美国化学学会杂志》的新研究发现了从液体中提取黄金的最有效方法之一。其中包括电子废物,污水,海水,废水 – 几乎所有可能找到黄金的液体。只是为了强调这种潜在的有用程度,仅瑞士的污水估计每年就会携带180万美元的黄金。左侧的对象显示了基本框架,这是由有机分子连接的铁离子簇的晶格。在这种结构上,有助于捕获黄金的聚合物被紫色点表示。

Sun等。 2018

制作黄金海绵

该方法由金属有机框架组成 – 基本上是由有机“骨骼”连接的簇金属离子。在这种情况下,该框架由通过有机化合物连接的铁离子组成,称为1,3,5-苯甲酸甲酯。然后,研究人员将这种结构覆盖在具有更难指定名称的聚合物中(对于好奇的是多para-苯基二胺或pPDA),这有助于框架捕获黄金的框架杂散分子。

本质上,框架和聚合物作为非常颗粒状的海绵起作用,只有该海绵不能容纳肥皂或水。相反,它拥有黄金。

其他研究人员以前已经建立了这样的结构,但是新框架的运作效果异常很好。对于那些寻求金海绵的每克浸入液体中,它可以固定一克黄金。此外,它可以在短短两分钟内在给定的解决方案中捕获99%的黄金。

一旦框架吸收了黄金,就可以很容易地将其销毁以检索内部捕获的金。下图显示了它的工作原理。将其悬浮在含金溶液中后,将框架溶解在盐酸中。一段时间后,剩下的一切是23.9 k金,这是从类似项目中获得的最高纯度。在左侧,显示了一系列液体样品,其中悬挂在内部的新材料。将材料溶解在酸中后,剩下23.9 K的金颗粒。在右侧,金颗粒在显微镜下显示。

Sun等。 2018

研究人员在几种不同的现实情况下测试了该方法。这样的方法最有用的应用之一是从电子废物中收回黄金。只需建造40张智能手机,就可以花费大量金矿石,因此从电子废物中获取黄金将非常实用。

研究人员实际上从CPU中除去了金属,并用某些化学物质将其处理以形成溶液。在下图中,您可以看到这产生了蓝色解决方案。到目前为止,这项技术并不是什么新鲜事。问题是CPU还包含铜和镍以及黄金,所有这些都在该溶液中混合了。因此,诀窍是如何将真正有价值的金属从混合物中取出。使用新方法,研究人员设法从解决方案中获取了95%的黄金。

左上图的图像显示了常规的CPU。在右边,我们可以看到构成CPU(铜,镍和黄金)的各种元素。在左下角,我们可以看到CPU在实际去除其材料后。右侧的图像显示溶解成蓝色溶液的材料和图显示了从溶液中恢复的每种材料中的多少。 2018

他们也发现了不同液体的类似结果。该新框架从瑞士污水中捕获了99%的黄金(如果您还记得,据称每年将其价值180万美元的黄金洗净)。研究人员还尝试从海水中提取黄金,并再次从样品中提取99%的黄金。这些最后两个例子特别有希望。污水和海水包含各种不同的化合物,这些化合物可能会干扰任何类型的过滤系统。

我们还有很长的路要走,例如,为它们所包含的贵金属过滤海洋。但是,随着我们继续消耗地球上埋葬的易于访问的资源,如果我们想继续使用智能手机,探索空间并集体作为一个社会,探索这样的新技术将很重要。

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