Selektiv opløsning af elementært guld fra multimetalkilder i organiske opløsninger

"Urban minedrift", genanvendelse af ædle metaller fra elektroniske gadgets, bliver stadig vigtigere, selvom processer, der er både effektive og miljøvenlige, stadig er få. Et internationalt hold af videnskabsmænd har nu set dybere ind i guldopløsning, i særdeleshed, hvordan organiske thiolholdige forbindelser hjælper med at opløse elementært guld. Deres undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Angewandte Chemie foreslår selektiv, hurtig, og praktiske thiol-assisteret guldudvaskningsprocesser.

Den traditionelle måde at genbruge guld "affald" på er at smelte:tandguld og smykker kan genbruges tæt på 100 procent. Genbrug af ædle metaller i smartphones, computere, og andre elektroniske gadgets er meget sværere, og inddrivelsesprisen er stadig lav. På trods af deres overflod af elektroniske enheder, deres relative indhold er stadig for lavt til at tillade virkelig økonomisk byminedrift.

Den traditionelle minemetode for guld er hydrometallurgisk cyanidudvaskning, som producerer en stor mængde farligt affald, samtidig med at det er relativt uselektivt. Nyere koncepter er afhængige af kompleksdannelsen af ​​guld i organiske opløsninger, fordi de danner opløselige komplekser med svovlholdige reagenser. Imidlertid, processerne skal være gennemførlige i stor skala og stadig undgå giftige eller farlige forbindelser. Nu, Timo Repo ved Helsinki Universitet, Finland, og hans kolleger har kigget dybere ned i detaljerne ved selektiv guldudvinding i organisk opløsning. De foreslår en effektiv guldgenvindingsmetode fra elektronisk affald med pyridinthioler og hydrogenperoxid som reagenser, det kemiske dimethylformamid som organisk opløsningsmiddel, og, valgfrit, elementært svovl for at reducere reagensbelastningen.

Pyridinthiol er pyridin, en nitrogenholdig aromatisk ring, med en thiolgruppe, SH, tilføjet til sin ring. Reagenset binder ikke kun elementært guld til at danne opløselige komplekser, men komplekset har også en gunstig lineær struktur dannet af to pyridinthiol-molekyler på hver side af guldatomet. Ved oxidation, det omdannes til et stabilt kationisk guldholdigt produkt i organisk opløsning. Denne kompleksdannelse med to ligander er en specialitet af guld, fremmer energien ved opløsning og oxidation. Derfor, forfatterne rapporterede næsten kvantitativ opløsning af guld fra pulver, film, eller elektroniske tavler efter 20 minutters ekstraktionstid.

Men hvordan kan guldopløsningen skelnes fra andre ædelmetallers? I modsætning til guld med en en-elektron oxidation, platin og palladium kræver to-elektron oxidationer og er derfor ikke tilgængelige med denne metode. I modsætning, både kobber og sølv danner komplekser med pyridinthioler, selvom det ikke er så effektivt som guld. Derfor, før du opløser guldet fra "guldfinger"-området i et printkort, forskerne ekstraherede først kobber og sølv med ammoniak- og sulfatholdige opløsninger, som er etablerede metoder.

Ser vi på den nøjagtige mekanisme for thiol-assisteret guldopløsning, forskerne opdagede et overraskende stort udvalg af svovlholdige biprodukter. Nogle af dem syntes at være afgørende for at fortsætte oxidationsreaktionen, for eksempel S ₈ , en almindelig form for elementært svovl. Dette viste sig også at være et aktiv:Ved at tilføje ekstern S ₈ , ligandbelastningen kunne reduceres, rapporterede forfatterne. Deres udvindingsmetode kunne markere et nyt grundlag for mere effektiv byminedrift.