你的 iPhone 中藏着黄金——化学家们找到了一种安全的新提取方法

2022年，人类制造了估计达 6200万吨 的电子垃圾——足以装满 超过150万辆垃圾车。这个数字比2010年增长了82%，预计到2030年将增长至 8200万吨。

这些电子垃圾包括旧笔记本电脑和手机，里面含有黄金等贵重材料。而真正被妥善回收处理的还不到四分之一。但我和同事们开发出的一种 安全且可持续的黄金提取新技术，可能有望改变这一现状。

我们在《自然·可持续性（Nature Sustainability）》上发表的最新论文中介绍了这一新技术。它不仅有助于从电子废料中提金，还可能使小规模采金过程对人类和地球都更加安全无害。

全球黄金需求飙升

黄金在人类生活中一直扮演着重要角色。它几个世纪以来是货币和艺术、时尚的载体。如今，它也在电子、化工、航空航天等现代工业中不可或缺。

然而，随着全球对黄金需求的不断增长，黄金的开采对环境却极具破坏性。

两个主要问题是 森林砍伐 和 有毒化学品的使用。在大型正规采矿中，人们普遍使用高度有毒的氰化物从矿石中提取黄金。虽然氰化物可以降解，但其使用会伤害野生动植物，而矿业废料坝中储存的毒性副产物也对周边环境构成严重威胁。

而在小规模或手工采矿中，人们大量使用 汞。汞与黄金结合形成密集的汞齐，容易分离，然后通过加热将汞蒸发掉以回收黄金。

这种方式是 地球上最大的汞污染来源。汞的排放不仅对矿工自身造成危险，也污染了环境。因此，迫切需要新的方法来减少采金带来的影响。

 

更安全的替代方案

我们由科学家和工程师组成的跨学科团队开发了一种新技术，既可从矿石中提取黄金，也可从电子垃圾中提取。目标是提供一种比汞和氰化物更安全的替代方案，降低黄金采集对健康与环境的伤害。

虽然此前也有不少不使用汞或氰化物的黄金提取方法被提出，但这些方法往往存在提取速度慢、产率低、规模受限、成本高等问题，而且通常只关注黄金回收流程中的某一步，忽视了整个过程的可持续性及废弃物管理。

与之不同，我们的方法 从头到尾考虑了可持续性，涵盖了提金、回收和精炼全过程。我们的新浸出技术使用的是一种常见于水消毒和泳池消毒的化学品：三氯异氰尿酸。

这种低成本、易获取的化学品在加入盐水后可以与黄金反应，将其转化为水溶性形式。

为从溶液中回收黄金，我们还研发出一种富含硫的聚合物吸附剂。聚合物吸附剂能够从液体或气体中选择性地吸附特定物质，而我们的吸附剂由一个单体通过链式反应合成而成。

值得一提的是，这种聚合物是由 元素硫 衍生而来，硫是一种低成本且储量丰富的原材料。石油行业每年产出的硫远超其消耗量，我们的合成方法为这些过剩的硫找到了新用途。

这种聚合物可以在混合金属的复杂溶液中，精准选择性地吸附黄金。

我们在矿石、废弃电脑电路板以及科研实验废料上都进行了实际验证。此外，我们还开发了可回收再利用的工艺，包括浸出化学剂和聚合物吸附剂的再生，以及水资源的循环使用。

在研发可回收吸附剂的过程中，我们还创造了一种全新反应机制：使用光照来合成聚合物，吸附黄金后还能将其“解构”回原始单体。这种循环利用方法不仅能从金中分离吸附剂，还能将其重新制成可用的黄金提取材料——这是循环经济理念的一种重要体现。

 

前路漫长且复杂

接下来，我们计划与业界、政府和非营利组织合作，在小规模采金现场测试这一新技术。我们的长期目标是提供一种安全可靠、不依赖氰化物和汞的黄金提取方法。

当然，仍有许多挑战：比如如何扩大聚合物和回收工艺的生产规模、如何在速度、产量和成本上达到或超过传统方法等。尽管我们目前的实验结果令人鼓舞，但要真正替代氰化物和汞，还有一条漫长而复杂的路要走。

我们的更大愿景是支持数百万依赖汞采金的手工和小型矿工。

他们大多生活在偏远贫困地区，经济机会有限。我们希望在改善他们收入的同时，提供更安全的采金方法。同样，随着“城市采矿”和电子垃圾回收的兴起，对贵金属回收提出了更高要求，我们的方法也能为此提供一种简便、安全的新选择。

最后，从电子垃圾中成功回收黄金，还能减少对原生矿产资源的依赖，进而降低环境破坏。

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