Innovative Technologie zur Goldgewinnung aus Elektroschrott entwickelt
Der globale Markt für die Kreislaufwirtschaft prognostiziert eine Entwicklung von ~338 Milliarden US-Dollar im Jahr 2022 auf etwa 712 Milliarden US-Dollar im Jahr 2026 ; also eine Verdoppelung.
In diesem Umfeld hat ein Team unter der Leitung von Dr. Jae-Woo Choi vom Water Resource Cycle Research Center am Korea Institute of Science and Technology (KIST) eine Technologie entwickelt. Sie ermöglicht eine Zurückgewinnung mittels Textilmaterialien welche hochreines Gold selektiv aus elektrotechnischem und elektronischem Abfall der verschiedene Metalle enthält. Die Forschungsergebnisse wurden im Chemical Engineering Journal veröffentlicht.
Herausforderungen und Lösungen bei der Metallrückgewinnung
Adsorbentien zur Metallrückgewinnung sind generell granular geformt. Diese Form steigert die Adsorptionseffizienz durch eine hohe spezifische Oberfläche. Allerdings sind sie unter Wasser schwierig zu kontrollieren, was zu niedrigen Rückgewinnungsraten und sogar zu sekundärer Umweltverschmutzung führen kann. Andererseits sind faserartige Materialien leicht unter Wasser zu steuern und können durch Webprozesse in verschiedene Formen gebracht werden. Dies bietet ein hohes Potenzial für industrielle Anwendungen. Ihre geringe Dicke und niedrige Festigkeit jedoch führen dazu, dass sie leicht brechen wenn die Goldrückgewinnung auf das Trägermaterial angewendet wird.
Die Forscher des KIST haben alkalische Moleküle chemisch auf der Oberfläche von Polyacrylnitrilfasern (PANF) immobilisiert. Dies verbessert sowohl die molekulare Goldrückgewinnungsleistung als auch die strukturelle Stabilität.
Die mit Aminen versehene Polymerfaser hat eine deutlich größere Oberfläche. Das kann die Adsorptionsleistung von Goldionen (Au) aus Abfällen um bis zu 2,5 Mal steigern – von 576 mg/g auf 1.462 mg/g. Vergleicht man das mit dem zuvor entwickelten granularen Goldadsorptionsmaterial des Teams, ist das ein bedeutender Fortschritt.
Die entwickelte faserige Adsorbens zeigte nicht nur eine Goldrückgewinnungseffizienz von mehr als 99,9% in Lösungen, die aus echten CPUs herausgelöst wurden. Sie erreichte auch eine nahezu 100%ige Goldrückgewinnungseffizienz in einem weiten pH-Bereich von 1–4, der die meisten Abfallflüssigkeiten umfasst.
Selektive und hochreine Rückgewinnung von Goldionen
Besonders bemerkenswert ist, dass selbst in Gegenwart von 14 anderen, in der Lösung koexistierenden Metallionen lediglich Goldionen mit einer Reinheit von über 99,9% zurückgewonnen werden können. Die Goldrückgewinnungsrate blieb zudem auch nach 10 Verwendungen bei stolzen 91% was eine ausgezeichnete Wiederverwendbarkeit demonstriert.
"Indem wir eine effiziente und umweltfreundliche Rückgewinnung von Metallressourcen ermöglichen, kann das von KIST entwickelte faserartige Adsorbens Koreas Abhängigkeit von Ressourcenimporten reduzieren und auf das Risiko steigender Rohstoffpreise vorbereiten" erklärte Dr. Jae-Woo Choi.
"Wir planen, den Umfang zukünftiger Forschungen zu erweitern, um verschiedene Zielmetalle zusätzlich zu Gold selektiv zurückzugewinnen"; fügte Dr. Youngkyun Jung hinzu.
Quelle: Youngkyun Jung et al, Efficient and selective gold recovery using amine-laden polymeric fibers synthesized by a steric hindrance strategy, Chemical Engineering Journal (2024). DOI: 10.1016/j.cej.2024.149602