創新“鍊金術”可讓黃金生產“脱毒向綠”，最近完成噸級中試，計劃於今年開展50噸以上的產業示範驗證

用創新綠色提金技術從實驗室提純得到的小塊黃金

代表財富、象徵權貴的黃金人見人愛，可生產黃金的過程卻繞不過污染。中國科學院上海有機化學研究所姜標研究員團隊歷時七年，開發出了一套綠色“鍊金術”，利用微納氣泡、綠色而廉價的提取劑，為黃金生產行業帶來了“脱毒向綠”的希望。

最近，該技術完成了噸級中試，計劃於今年開展50噸以上的產業示範驗證。

百年劇毒鍊金遭遇環保難題

黃金是一種非常稀有的貴金屬，作為國家的戰略儲備物資，對穩定國家經濟、金融穩定有重要的戰略意義。同時，它又是現代工業發展的重要原料，電子業、現代通訊、航天航空業等領域的發展都離不開它。黃金還是重要的社會消費品，點綴人們的生活。

然而，已經沿用上百年的氰化法、混汞法提煉黃金對環境污染巨大。“目前，全世界60個最大的黃金產地和23個著名的黃金企業，採用氰化法生產黃金的產量佔其總產量的84%以上。”姜標説，無論是氰化物，還是汞，都是劇毒化學品。而且，這種提金工藝效率低、週期長，藥劑直接接觸外部環境，污染難以控制，對地表水、地下水和土壤構成了極大威脅。

從2018年起，我國明確將氰化渣列入《國家危險廢物名錄》，規定自當年4月1日起，若不能豁免將按每噸1000元的標準徵收環境保護税，而汞則是《關於汞的水俁公約》國際公約禁止使用的。早在2013年，就有黃金生產企業找上門來，希望科學家能為他們找到一種擺脱劇毒的綠色環保“鍊金術”。

無氰綠色工藝創新“鍊金術”

為何一項劇毒生產工藝能沿用百年而不被替代？項目負責人之一、中科院上海高研院副研究員李繼香坦言，除了毒，這種工藝提金效率穩定、成本低，其綜合“性價比”還真難以被替代。

那麼“脱毒”就成了發展未來替代工藝的關鍵詞。在綜合分析了傳統提金工藝之後，姜標研究組提出了微納米氣泡提金的新技術體系，讓黃金提煉在關鍵步驟上徹底“脱毒向綠”。

傳統提金工藝之所以採用氰化鈉，就是利用遊離氰離子將礦漿中的金元素從固體中拉入液體中，再將其富集回收或置換出來。在實驗中，研究人員發現，這個過程活性氧類物質可以加快金的浸出過程，同時不同類型的礦石又需要針對性的粉碎、焙燒等預處理過程。

“我們早期研發過微納米粉碎技術，也在水處理中使用過微納米氣泡技術，於是就在實驗室裏從處理克級礦石開始了嘗試。”李繼香從燒杯裏夾起一小塊當天剛提煉出的金塊説，當含有氧氣的微納氣泡破裂時，會釋放出活性氧，就能迅速將金元素從礦石粉末中“拉”到水溶液中，變成金離子。但金離子還會“跑”回礦石中，所以他們又研製了綠色無毒、價格低廉的絡合劑，使金離子安心留在液體中。

經過六七年攻關，研究團隊建立了從小試到工業化規模的微納粉碎裝置，完成了從克級到噸級的礦粉浸取裝置研製和工藝驗證，共申請專利7項，已有6項獲得授權。

姜標表示，採用這種無氰提金體系，環保處理成本可從每噸千元下降到15至25元，可幫助黃金生產企業跨越環保成本大幅上升的“死亡谷”。而且，新技術體系能耗比傳統工藝降低約30%，提金浸出時間也成倍縮短，可謂環保與效率實現“雙贏”。

微納粉碎技術惠及粗糧加工

建造在陝西安康旬陽一座礦山中的無氰提金噸級中試裝置

就在今年1月，建造在陝西安康旬陽一座礦山中的無氰提金噸級中試裝置通過驗收。研發團隊計劃今年與黃金生產企業合作，開展50噸以上的產業示範驗證——只有過了這一關，才能真正向企業“交鑰匙”。

儘管綠色“鍊金術”真正能夠實現工業級應用尚有時日，但研發團隊所開發的微納粉碎技術卻已在雲貴高原上率先開花結果。

這種高效無分級的超微粉碎技術，可以將金礦石打磨最細達到1微米的超細粉末，細度比傳統球磨工藝提升了幾十倍，同時採用全負壓工作方式，無粉塵泄露，極大地減少了加工二次污染。

那如果用它來打磨粗糧會如何？麥麩等傳統五穀雜糧的膳食纖維含量高，但因為口感粗糙，導致需求市場難以打開。超微粉碎加工可以在不破壞食品、藥材原有營養成分的基礎上，提升口感和利用價值，並杜絕生產過程中的重金屬污染風險。而這項原本用於礦石的超微粉碎技術，稍加延伸改造，就可能使各類雜糧粉“升級換代”。現在，超細粉末加工食品的營養價值正在科學評估中。