«Зеленая» добыча золота: крахмал вместо цианида

Источник: gold9999.info

Ученые Северо-Западного университета (США) представили доступный по цене и безопасный для природы метод селективного выделения золота из сырья, в котором вместо цианида используются производные кукурузного крахмала. Новый процесс может найти применение, как в промышленной добыче золота, так и в извлечении золота из отходов потребительской электроники. Традиционные методы извлечения золота основаны на использовании ядовитых веществ — цианидов, которые могут навредить окружающей среде. Как отмечает руководитель исследования профессор сэр Фрейзер Стоддарт, удаление цианида из золотодобывающей промышленности и замена его дешевым, биологически чистым материалом, имеет огромное значение для экологии.

Открытие было сделано случайно, в ходе простых лабораторных тестов. Докторант Жичанг Лю (первый автор отчета) взял две пробирки, в одной из которых находился водный раствор циклодекстрина (производное крахмала), а в другой — раствор соли золота (аурат). Исследователь смешал содержимое пробирок при комнатной температуре, он стремился создать кубическую структуру для хранения газов и малых молекул. Но вместо этого при смешивании двух растворов быстро сформировались своеобразные «иглы». Эти «иглы» состояли из пучков супрамолекулярных проводов, напоминающих солому. В начале ученый был разочарован, ведь ему не удалось получить ожидаемые «кубики». Но затем он заинтересовался структурой и составом «иголок».

Г-н Лю проверил 6 различных комплексов циклодекстрина, состоящих из 6 (альфа), 7 (бета) и 8 (гамма) глюкозных звеньев. Каждый из комплексов смешивался с водным раствором калия тетрабромаурата (KAuBr4) или калия тетрахлороаурата (KAuCl4). Выяснилось, что альфа-циклодекстрин, состоящий из 6 единиц глюкозы, изолирует золото лучше всего. Супрамолекулярные нанопровода, каждый из которых имеет 1,3 нм в диаметре, спонтанно собираются в пучки, напоминающие соломенные. В каждой «проволочке» ионы золота удерживаются четырьмя атомами брома, в то же время ионы калия находятся в окружении шести молекул воды. Все эти ионы зажимаются в подвижной форме кольцами альфа-циклодекстрина. Около 4 000 «проволочек», параллельных друг другу, собираются и формируют отдельные «иголки», различимые под электронным микроскопом.

Уникальный состав единичных нанопроволок был исследован при помощи атомно-силовой микроскопии, которая выявила укладку отдельных колец альфа-циклодекстрина, напоминающих пончики. Что касается атомной модели супрамолекулярных проводов и их взаимного расположения внутри иглы, они были изучены путем рентгеновской кристаллографии монокристаллов. Открытие фундаментальной науки было преобразовано командой в практическую технологию извлечения золота из лома сплавов цветных металлов, в лабораторном масштабе. Но методика может быть расширена до промышленного уровня. Как отмечает профессор Стоддарт, щелочные отходы солей металлов, образующиеся в ходе нового процесса, являются относительно безопасными с точки зрения экологии. По крайней мере, они менее опасны, чем токсичные цианистые соли и ядовитые газы.