Eine spektakuläre Verwandlung der vietnamesischen Frühlingsrolle: Die Geburt der Alchemie, die „Gold“ aus Abwasser gewinnt > Nachrichten

Herkömmliche Verfahren zur Edelmetallrückgewinnung sind aus Umweltsicht sehr anspruchsvoll. Bestehende Adsorptionsmittel, die zum Filtern von Gold aus Abfällen an Industriestandorten verwendet werden, enthalten große Mengen an Chemikalien oder organischen Lösungsmitteln, die hauptsächlich aus Erdöl gewonnen werden, und es wurde darauf hingewiesen, dass der Prozess selbst eine weitere Quelle der Umweltverschmutzung darstellt. Darüber hinaus lassen sich pulverförmige Adsorbentien nach Gebrauch nur sehr schwer von der Flüssigkeit trennen, und selbst natürliche Adsorbentien auf Biopolymerbasis mussten einen komplexen Vernetzungsprozess durchlaufen, um ihre Form in Wasser beizubehalten, was sie wirtschaftlich äußerst unrentabel macht. In dieser Situation konzentrierte sich das Forschungsteam auf die strukturellen Vorteile von Reispapier, das bereits eine bestimmte Form hatte. Durch die Verwendung eines folienartigen Materials, das keinen separaten Formprozess erfordert, wurde ein Durchbruch erzielt, der gleichzeitig die größten Herausforderungen des bestehenden Prozesses hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und Einfachheit der Herstellung löste.

Die Schlüsselstrategie des Forschungsteams bestand darin, Reispapier in einer umweltfreundlichen Wasserumgebung chemisch zu modifizieren. Dabei verwandelt sich Reispapier von einem einfachen Stärkeklumpen in ein Hochleistungsadsorptionsmittel mit poröser Struktur mit zahlreichen Mikroporen. Insbesondere zeichnet sich dieses Adsorbens durch eine hervorragende mechanische Stabilität aus, die selbst im Elektroschrott-Abwasser in saurer Umgebung ein Reißen oder Lösen verhindert. Das Geheimnis, selektiv nur Goldionen einzufangen, liegt in der elektrostatischen Anziehung und den Chelatbildungsmechanismen. Indem man Metallionen ermöglicht, sich mit Atomen im Reispapier zu einer stabilen Ringstruktur zu verbinden, wird eine hervorragende Selektivität erreicht, um selbst unter zahlreichen Verunreinigungen präzise nur Goldionen auszuwählen. Dies führte zu einer Maximierung der Goldrückgewinnungseffizienz und gleichzeitiger Reduzierung der Adsorptionsrate anderer Metalle wie Kupfer auf weniger als 0,5 %.

Ein weiterer Grund, warum diese Studie in der Wissenschaft hohes Ansehen genießt, ist die „Selbstreduktion“, die während des Adsorptionsprozesses auftritt. Adsorbentien aus Reispapier absorbieren nicht nur Goldionen, sondern zeigen auch eine einzigartige chemische Reaktion, die einige davon in Goldnanopartikel reduziert. Diese Eigenschaften erhöhen die Effizienz der Goldrückgewinnung erheblich und ermöglichen gleichzeitig die Abtrennung von hochreinem Gold mit einem einfachen Kalzinierungsprozess (Wärmebehandlung) nach Abschluss der Adsorption. Tatsächlich schlugen die Forscher vor, dass in diesem Adsorptionsmittelumwandlungsprozess nicht nur Reispapier, sondern auch alle stärkebasierten Lebensmittelmaterialien wie Glasnudeln und Tapiokaperlen verwendet werden können. Dies unterstützt die starke Möglichkeit, dass ein hochwertiges Ressourcenzirkulationsmodell unter Verwendung weggeworfener Lebensmittel in der gesamten Branche ausgeweitet werden kann, solange die Stabilität von Angebot und Nachfrage bei Rohstoffen gewährleistet ist.

Obwohl bei der Kommerzialisierung dieser Technologie noch einige praktische Herausforderungen bestehen, ist ihr Potenzial groß. Forscher, darunter Dr. Seung-su Shin, betonen, dass für die Kommerzialisierung der Technologie eine Standardisierung der Qualität adsorbierender Rohstoffe sowie Prozessoptimierung und Scale-up-Forschung für die Anwendung an tatsächlichen Großindustriestandorten unerlässlich sind. Dennoch ist es bedeutsam, dass der bestehende komplexe und teure chemische Prozess durch einen einfachen und umweltfreundlichen Biomasseprozess ersetzt wurde. Diese Technologie verfügt über die Vielseitigkeit, den Umfang der Forschung in Zukunft auf den Bereich der Verwertung nicht nur von Elektroschrott, sondern auch verschiedener seltener Ressourcen wie seltener Erden auszudehnen. Der Prozess der Umwandlung kostengünstiger Lebensmittelzutaten in „Wächter“, die wichtige Ressourcen von High-Tech-Industrien schützen, kann als hervorragendes Beispiel dafür bezeichnet werden, wie Wissenschaft und Technologie zu einer nachhaltigen Zukunft beitragen können.