Forscher der Chalmers University of Technology haben eine umweltfreundliche Methode zum Recycling und Reinigen von Metallen entwickelt. Mit goldenen Ohrringen aus einem Pfandhaus in Göteborg und Biodiesel von der nächstgelegenen Tankstelle könnte die Entdeckung erfolgen eine Industrie verändern, die derzeit von großen Mengen fossilen Öls abhängig ist.
Der wissenschaftliche Artikel „Nachhaltige Lösungsmittelextraktion von Gold und anderen Metallen mit Biomassechemikalien“ wurde in der Zeitschrift RSC Sustainability (Available Open Access) veröffentlicht. Die Autoren der Studie sind Mark Foreman, Richard Johansson, Gloria Mariotti, Ingmar Persson, Behabitu Tebikachewa und Mikhail Tyumentsev. Die Forscher sind an der Chalmers University of Technology und der Swedish University of Agricultural Sciences, SLU, aktiv.
Mark Foreman, außerordentlicher Professor für Chemie an der Chalmers University, sagte: „Reine Metalle haben in einer modernen Gesellschaft vielfältige Verwendungsmöglichkeiten, nicht zuletzt für die Entwicklung grüner Technologien. Unsere Forschung zeigt, wie die Metallindustrie den Übergang von fossilen zu biobasierten Lösungsmitteln beschleunigen kann.“
Gold ist nicht nur ein Edelmetall, das in Schmuck und Goldbarren ein Symbol für Reichtum ist. Ein normales Smartphone enthält etwas mehr als 0,03 Gramm Gold und das Metall findet sich in den meisten alltäglichen Elektronikgeräten, die wir um uns herum haben. Auch bei Komponenten für die Luft- und Raumfahrtindustrie ist es wichtig. Für viele Anwendungen wird Gold mit anderen Metallen vermischt, die dann entfernt werden müssen, wenn das wertvolle Goldblech recycelt werden soll. Dabei werden organische Lösungsmittel, beispielsweise fossiler Diesel, verwendet.
Professor Foreman fügte hinzu: „Auch wenn der Diesel, der bei der Produktion und dem Recycling von Metallen verwendet wird, nicht verbrannt wird, gibt es viele gute Gründe, auf fossilfreie Alternativen umzusteigen. Beispielsweise bei der Produktion von Öl, also Methan.“ Ein schlimmeres Treibhausgas als Kohlendioxid, das oft in die Atmosphäre gelangt. Viel Erdöl enthält außerdem giftige aromatische Kohlenwasserstoffe, die das Nervensystem schädigen und daher für Menschen und Tiere gefährlich sind, wenn sie eingeatmet werden.“
Der Goldschrott wird mit Biokraftstoff völlig sauber
Zusammen mit seinen Forschungskollegen in Chalmers hat Professor Foreman einen Weg gefunden, Biodiesel anstelle von fossilem Diesel zu verwenden, der aus Restprodukten der Forst- und Zellstoffindustrie hergestellt werden kann und unter dem Markennamen HVO100 (In.) kommerziell als Kraftstoff verkauft wird Schweden). Biodiesel enthält nahezu keine aromatischen Kohlenwasserstoffe.
Bei der Methode der Forscher wird Goldschrott – meist in Form kleiner Ohrringe, die Mark Foreman in seinem örtlichen Pfandhaus kauft – in einer Mischung aus Salzsäure und Salpetersäure (Königswasser) aufgelöst. Das in Schmuckstücken enthaltene Gold ist eine Legierung mit anderen Metallen, einschließlich Silber, und führt dazu, dass Silber in fester Form als Silberchlorid abgeschieden wird. In nur zwei weiteren Schritten wird dann aus der Lösung reines Gold gewonnen. Zunächst werden HVO100 und die Chemikalie Malonamid zugegeben und anschließend wird die gesamte Mischung mit gewöhnlichem Salzwasser geschüttelt. Die von den Chalmers-Forschern verwendete Methode ist sogar noch „umweltfreundlicher“, da Malanomid aus erneuerbarer Biomasse hergestellt wurde, die giftigere und krebserregende Chemikalien ersetzt, die traditionell zur Reinigung von Goldschrott verwendet werden.
„Unsere Methode ist eine umweltfreundliche Methode zur Gewinnung von reinem Gold aus einer Mischung vieler Metalle. Ähnliche Studien wurden in der Vergangenheit durchgeführt, konnten jedoch keine so hohe Reinheit des Goldes erreichen. Die Kombination von Biodiesel und Malanomid ist auch deshalb besonders, weil sie.“ ersetzt sowohl fossilen Diesel als auch andere problematische Chemikalien. HVO100 ist außerdem sehr sauber und funktioniert hervorragend im Labor, Sie müssen keine besondere Bestellung aufgeben, sondern müssen nur zur nächsten Tankstelle gehen und Ihren Kanister auffüllen“, erklärte Professor Foreman .
Eine Methode zur Reinigung vieler Metalle
Normalerweise werden beim Abbau oder Recycling von Metallen große Mengen fossiler Lösungsmittel benötigt, aber das muss nicht der Fall sein, und die von Chalmers-Forschern entwickelte Methode kann für mehr Metalle als nur Gold verwendet werden.
Ein wichtiges Beispiel ist Kupfer, ein Metall, das als Leiter in elektronischen Bauteilen weit verbreitet ist. Allein im Jahr 2022 wurden weltweit mehr als 26 Millionen Tonnen Kupfer verbraucht, und laut dem Analyseunternehmen GlobalData gibt es weltweit mehr als 695 aktive Kupferminen. Etwa 75 Prozent der weltweiten Kupferminen nutzen fossile Lösungsmittel zur Reinigung des Metalls, und je nach Größe benötigt eine Mine bis zu 1.000 Tonnen Lösungsmittel zur Reinigung des dort geförderten Kupfers.
Mit der gleichen Methode können viele andere gesellschaftlich wichtige Metalle gereinigt und recycelt werden, beispielsweise Platin, das in Katalysatoren verwendet wird; Nickel und Kobalt in Batterien; Uran und Plutonium für die Nuklearindustrie; und Seltenerdelemente. Letztere sind eine Voraussetzung für die rasante Entwicklung von Alltagselektronik wie Smartphones und Tablets und wichtig für moderne grüne Technologie, etwa in Windkraftanlagen und Elektrofahrzeugen.
„Unsere Studie ist auch die erste, die zeigt, dass die von uns entwickelte Methode allgemeingültig ist und auf eine Vielzahl von Metallen angewendet werden kann. Bisher habe ich kein einziges Metall gefunden, das nicht mit umweltfreundlichem Biodiesel anstelle von fossilen Lösungsmitteln gereinigt werden kann.“ „Die Metallindustrie ist konservativ, aber hier können wir eine einfache und effektive Methode aufzeigen, um eine grüne Wende für die Industrie zu erreichen“, sagte Foreman, der nun seine Methode weiterentwickeln und verfeinern wird, um Haushaltsbatterien recyceln zu können.
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Diese Technologie scheint wirklich interessant zu sein, um Geld zu sparen und Abfall zu reduzieren. Es bleibt zu hoffen, dass eine Investition getätigt wird, um die Technologie im kommerziellen Maßstab zu testen.
Das könnte ein ziemlicher Berg zum Erklimmen sein. Das Recycling/Raffinierung von Metallen erfordert wirklich große Investitionen. Es handelt sich tatsächlich um sehr große Investitionen, und die zu untersuchenden Proben werden einen wirklich hohen Wert haben, da bereits eine große Investition getätigt wurde, um die Probe in einen recycelbaren Zustand zu konzentrieren. Es könnte durchaus ein Erfolg sein, wenn man einen zum Testen bekommt.
Hoffen wir, dass die Laborarbeit solide genug ist und so viel Wert hat, dass das Interesse an einem Test leicht geweckt wird.
Von einem Erfolg hören wir vielleicht nichts. Aber viele Produkte, die wir lieben und verwenden, werden zu geringeren Kosten erhältlich sein, und vielleicht werden einige dieser Materialdeponien durch Recycling-Bergbau beseitigt.
Von Brian Westenhaus via Neue Energie und Treibstoff
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