用创新绿色提金技术从实验室提纯得到的小块黄金
代表财富、象征权贵的黄金人见人爱，可生产黄金的过程却绕不过污染。中国科学院上海有机化学研究所姜标研究员团队历时七年，开发出了一套绿色“炼金术”，利用微纳气泡、绿色而廉价的提取剂，为黄金生产行业带来了“脱毒向绿”的希望。
最近，该技术完成了吨级中试，计划于今年开展50吨以上的产业示范验证。
百年剧毒炼金遭遇环保难题
黄金是一种非常稀有的贵金属，作为国家的战略储备物资，对稳定国家经济、金融稳定有重要的战略意义。同时，它又是现代工业发展的重要原料，电子业、现代通讯、航天航空业等领域的发展都离不开它。黄金还是重要的社会消费品，点缀人们的生活。
然而，已经沿用上百年的氰化法、混汞法提炼黄金对环境污染巨大。“目前，全世界60个最大的黄金产地和23个著名的黄金企业，采用氰化法生产黄金的产量占其总产量的84%以上。”姜标说，无论是氰化物，还是汞，都是剧毒化学品。而且，这种提金工艺效率低、周期长，药剂直接接触外部环境，污染难以控制，对地表水、地下水和土壤构成了极大威胁。
从2018年起，我国明确将氰化渣列入《国家危险废物名录》，规定自当年4月1日起，若不能豁免将按每吨1000元的标准征收环境保护税，而汞则是《关于汞的水俣公约》国际公约禁止使用的。早在2013年，就有黄金生产企业找上门来，希望科学家能为他们找到一种摆脱剧毒的绿色环保“炼金术”。
无氰绿色工艺创新“炼金术”
为何一项剧毒生产工艺能沿用百年而不被替代？项目负责人之一、中科院上海高研院副研究员李继香坦言，除了毒，这种工艺提金效率稳定、成本低，其综合“性价比”还真难以被替代。
那么“脱毒”就成了发展未来替代工艺的关键词。在综合分析了传统提金工艺之后，姜标研究组提出了微纳米气泡提金的新技术体系，让黄金提炼在关键步骤上彻底“脱毒向绿”。
传统提金工艺之所以采用氰化钠，就是利用游离氰离子将矿浆中的金元素从固体中拉入液体中，再将其富集回收或置换出来。在实验中，研究人员发现，这个过程活性氧类物质可以加快金的浸出过程，同时不同类型的矿石又需要针对性的粉碎、焙烧等预处理过程。
“我们早期研发过微纳米粉碎技术，也在水处理中使用过微纳米气泡技术，于是就在实验室里从处理克级矿石开始了尝试。”李继香从烧杯里夹起一小块当天刚提炼出的金块说，当含有氧气的微纳气泡破裂时，会释放出活性氧，就能迅速将金元素从矿石粉末中“拉”到水溶液中，变成金离子。但金离子还会“跑”回矿石中，所以他们又研制了绿色无毒、价格低廉的络合剂，使金离子安心留在液体中。
经过六七年攻关，研究团队建立了从小试到工业化规模的微纳粉碎装置，完成了从克级到吨级的矿粉浸取装置研制和工艺验证，共申请专利7项，已有6项获得授权。
姜标表示，采用这种无氰提金体系，环保处理成本可从每吨千元下降到15至25元，可帮助黄金生产企业跨越环保成本大幅上升的“死亡谷”。而且，新技术体系能耗比传统工艺降低约30%，提金浸出时间也成倍缩短，可谓环保与效率实现“双赢”。
微纳粉碎技术惠及粗粮加工
建造在陕西安康旬阳一座矿山中的无氰提金吨级中试装置
就在今年1月，建造在陕西安康旬阳一座矿山中的无氰提金吨级中试装置通过验收。研发团队计划今年与黄金生产企业合作，开展50吨以上的产业示范验证——只有过了这一关，才能真正向企业“交钥匙”。
尽管绿色“炼金术”真正能够实现工业级应用尚有时日，但研发团队所开发的微纳粉碎技术却已在云贵高原上率先开花结果。
这种高效无分级的超微粉碎技术，可以将金矿石打磨最细达到1微米的超细粉末，细度比传统球磨工艺提升了几十倍，同时采用全负压工作方式，无粉尘泄露，极大地减少了加工二次污染。
那如果用它来打磨粗粮会如何？麦麸等传统五谷杂粮的膳食纤维含量高，但因为口感粗糙，导致需求市场难以打开。超微粉碎加工可以在不破坏食品、药材原有营养成分的基础上，提升口感和利用价值，并杜绝生产过程中的重金属污染风险。而这项原本用于矿石的超微粉碎技术，稍加延伸改造，就可能使各类杂粮粉“升级换代”。现在，超细粉末加工食品的营养价值正在科学评估中。
作者：首席记者 许琦敏
编辑：沈湫莎
图片来源：受访方提供
