Edelmetall-Recycling: Bares Gold aus Elektroschrott
Gold aus Smartphones, Computern oder anderen Elektronikgeräten zurückzugewinnen, ist schwierig. Wie das Recycling anderer Edelmetalle wird es jedoch immer wichtiger. Finnische Forscher haben nun einen chemischen Prozess entwickelt, mit dem sich Gold selektiv und schnell zurückgewinnen lässt.
Das neu entwickelte Verfahren setzt auf bestimmte Schwefelverbindungen, die Gold selektiv aus Elektroschrott lösen können.
Foto: Panthermedia.net/maxxyustas
Das Recycling von klassischem Goldschrott wie beispielsweise Zahngold oder altem Schmuck ist einfach: Es wird einfach eingeschmolzen, wobei der Recyclinganteil bei fast 100% liegt. Die Zurückgewinnung von Gold und anderen Edelmetallen aus Smartphones, Tablets, PC und anderen Elektronikkleingeräten ist schwieriger. Denn der relative Edelmetallanteil ist viel geringer und der Aufwand ungleich höher, so dass sich das sogenannte „Urban Mining“ hier noch nicht lohnt. Die Recyclingquote liegt derzeit noch im unteren zweistelligen Bereich.
Rückgewinnung wird immer wichtiger
Aufgrund der großen Menge des weltweit produzierten Elektronikschrotts und der darin verbauten Edelmetalle wird die Rückgewinnung aus Elektroschrott trotzdem immer wichtiger. Umweltfreundliche Prozesse, die sich wirtschaftlich lohnen, sind bisher jedoch rar. Im Rahmen einer internationalen Kooperation haben finnische Wissenschaftler nun genauer untersucht, ob bestimmte schwefelhaltige Verbindungen Gold gezielt und ressourcenschonend lösen. Sie konnten zeigen, dass sich durch die sogenannte Thiol-unterstützte Auslaugung das enthaltene Gold selektiv und schnell zurückgewinnen lässt. Ihre Ergebnisse haben sie im Fachmagazin Angewandte Chemie veröffentlicht.
Normale Goldextraktion ist hochgiftig und wenig selektiv
Normalerweise wird Gold durch ein hydrometallurgisches Verfahren mittels Cyanidlaugung gewonnen. Dieser Prozess ist umweltschädlich, löst Gold nicht sonderlich selektiv und produziert Berge von Sondermüll. Seit einiger Zeit versuchen Wissenschaftler daher, Gold in organischen Lösungen aufzulösen – als Komplex. Schwefelverbindungen sind hierfür gut geeignet. Allerdings muss das Verfahren auch in größerem Maßstab umsetzbar sein und giftige Abfälle nach Möglichkeit vermeiden.
Timo Repo von der Universität Helsinki hat gemeinsam mit Kollegen die selektive Goldextraktion in organischen Lösungen untersucht. Nach seinen Ergebnissen lässt sich Gold am besten mit Pyridinthiol-Verbindungen und Wasserstoffperoxid plus dem organischen Lösungsmittel Dimethylformamid aus Elektroschrott lösen.
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Selektive Goldextraktion mittels Schwefelverbindungen
Pyridinthiol ist eine stickstoffhaltige, aromatische Verbindung, die aus Pyridin besteht, dem eine zusätzliche Thiolgruppe (SH), also eine Schwefelgruppe angehängt ist. Pyridinthiol bildet leicht sogenannte Komplexe mit elementaren Goldatomen. Hierbei heftet sich jeweils einem Pyridinthiol-Molekül an beiden Seiten des Goldatoms an. Sobald dieser Komplex oxidiert, also mit Sauerstoff reagiert, bildet sich ein stabiles Goldsalz in organischer Lösung. Goldauflösung und -oxidation werden dadurch begünstigt, dass exakt 2 Pyridinthiol-Moleküle an das Goldatom binden. Das beschleunigt die Reaktion. In Labortests konnten die Forscher feststellen, dass sich Goldpulver, Goldfolien oder Goldreste in Platinen binnen 20 Minuten vollständig aufgelöst hatten.
Der Auflösungsprozess der Goldbestandteile ist dabei selektiv und unterscheidet sich von anderen Edelmetallen wie Platin und Palladium. Während diese beiden Edelmetalle bei der Oxidation 2 Elektronen verlieren, ist es bei Gold nur ein Elektron. Das bedeutet, das sich Platin und Palladium durch diese Methode viel schlechter auflösen. Das ist gewollt, schließlich soll das Gold selektiv extrahiert werden. Bei Edelmetallen wie Kupfer und Silber sieht es wieder anders aus: Beide bilden Komplexe mit Pyridinthiolen, wenn auch nicht so leicht wie Gold. Deswegen schalteten die Wissenschaftler einen Verfahrensschritt dazwischen: Sie extrahierten erst Kupfer und Silber mit verbreiteten Verfahren, die auf Ammoniak und Sulfatsalzlösungen setzen. Erst dann lösten sie das Gold selektiv mit den Pyridinthiolen aus einer Platine heraus.
Als die Wissenschaftler die chemischen Prozesse der Goldauflösung genauer untersuchten, stellten sie zudem fest, dass sich hierbei viele Nebenprodukte gebildet hatten. Manche davon waren für die erfolgreiche Goldextraktion besonders wichtig, beispielsweise elementarer Schwefel. Die Forscher nutzen diese Erkenntnis aus und setzten fortan von außen Schwefel hinzu. Dadurch konnten sie die Menge an Pyridinthiol reduzieren. Durch das entwickelte Verfahren könnte die Rückgewinnung von Gold aus Elektroschrott effizienter, ressourcenschonender und wirtschaftlicher werden.
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