Extraire de l’or avec du sucre ?

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Un sucre suffirait-il à extraire l'or du minerai brut ou d'éléments électroniques, pour une bouchée de pain et sans pollution ? C'est ce que pensent des chercheurs qui ont découvert par hasard ces propriétés inattendues d'un dérivé de l'amidon.

Les procédés les plus couramment utilisés actuellement par l'industrie minière pour extraire l'or des minerais impliquent du cyanure, un poison violent, qui rend soluble ce métal précieux. Le liquide obtenu est alors filtré pour récupérer l'or qui est ensuite fondu. Ce processus est à l'origine de plus de 80% de l'or produit dans le monde. Mais l'usage du cyanure est particulièrement dangereux, avec d'importants risques en cas de fuite, tant pour l'environnement que pour les ouvriers travaillant dans les mines.

Jusqu’à présent il n’y avait pas d’alternative rentable à l’usage du cyanure mais grâce à une équipe de la Northwestern University, l’extraction de l’or pourrait devenir nettement plus écologique. Au moins en ce qui concerne la récupération du précieux métal dans les déchets électroniques et peut-être aussi dans les minerais.

Les chercheurs assurent avoir réalisé cette découverte fortuitement, en tentant de produire des petites structures cubiques capables de stocker des gaz ou d'autres molécules. Zhichang Liu, auteur principal de l'étude publiée mardi dans la revue Nature Communications, a simplement mélangé le contenu de deux tubes à essai. L'un contenait de l'alpha-cyclodextrine, une sorte de sucre résultant de la dégradation de l'amidon par une bactérie, l'autre une solution contenant de l'or.

Surprise, des minuscules aiguilles se sont rapidement formées sous ses yeux dans le mélange. "Au début, j'étais déçu que mon expérience ne produise pas des cubes, mais lorsque j'ai vu les aiguilles, j'ai voulu en apprendre plus sur leur composition", explique le jeune chercheur dans un communiqué diffusé par son université.

Vérifications faites, ces surprenantes aiguilles ne sont rien de moins qu'un assemblage de quelque 4.000 nano-fils d'ions d'or maintenus prisonniers par des atomes, de l'eau et de la cyclodextrine. Mieux encore, une géométrie parfaite permet à la cyclodextrine et à la solution d'or de s'emboîter si étroitement qu'elle fait naturellement le tri avec d'autres métaux précieux présents dans le minerai, tels le palladium ou le platine, ne produisant que de l'or au bout du compte, précise l'étude.

"Zhichang est tombé sur la formule magique pour isoler de l'or de n'importe quoi d'autre de manière écologique", estime Fraser Stoddart qui a encadré les recherches. D’autres tests doivent être conduits à plus grande échelle mais les scientifiques pensent que cette nouvelle méthode pourra prochainement servir a extraire de l’or de manière plus écologique.


SCIENCES ET AVENIR 15/5/2013

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Si trouver de l’or est déjà difficile, l’extraire du minerai l’est encore plus. Les étapes d’extraction sont complexes et toxiques pour l’environnement. Par exemple, la dissociation de l’or des autres métaux se fait majoritairement à l’aide de cyanure… Mais l’avenir de l’or pourrait bien virer au vert : il semble que l’amidon de maïs soit tout aussi efficace que le cyanure.


On peut extraire l'or par lixiviation avec une solution de cyanure en introduisant de l'air, si bien que l'on obtient un complexe de cyanure. L'extraction de l'or est toujours très polluante, mais certaines usines, de plus en plus, font attention et recyclent leurs matériaux : ici le sens de l'économie rejoint l'écologie pour une fois ! Ra'ike, GNU 1.2

L’or est un métal rare dont l’extraction a un coût pour l’environnement. Actuellement, la majorité des sociétés aurifères séparent l’or des autres métaux composant le minerai à l’aide de cyanure alcalin. C’est le processus de cyanuration. La méthode est efficace pour dissoudre le minerai, mais elle rejette des sels (sous forme de NaCN et de KCN) dans les eaux usées. Ces derniers peuvent, à terme, se retrouver dans les rivières où ils réagissent avec les argiles, et peuvent se stocker dans les sédiments.


Une équipe de recherche de la Northwestern University (Illinois) a découvert, de façon assez inattendue, une méthode bien plus verte que la cyanuration pour isoler l’or. Elle se base sur un processus de lixiviation qui pourrait s’effectuer à partir de fécule de maïs, plutôt que de cyanure. Ce dérivé d’amidon permet d’extraire l’or directement du minerai. Il semble, en outre, que cette technique est également efficace pour dissocier le métal précieux des déchets électroniques.


Représentation schématique de la structure des nanofilaments en forme d’aiguille, obtenus par la nouvelle méthode des chercheurs. Un filament est formé par une succession de complexes de potassium [K(OH2)6]+ et de complexes d’or [AuBr4]-, entrecoupée d’alpha-cydextrines (alpha-CD). Cette dernière molécule est issue d’un dérivé d’amidon, et permet d’isoler l’or. Liu et al., Nature Communications


«Nous avons remplacé les réactifs nuisibles (sels cyanurés) par un matériau peu cher et qui respecte l’environnement», commentait le professeur Fraser Stoddart, du Weinberg College of Arts and Sciences.Les résultats ont fait l’objet d’une publication dans les Nature Communications, en accès libre. L’équipe de recherche a donc découvert que l’alpha-cyclodextrine d’un dérivé d’amidon était très efficace dans l’extraction de l’or, formant des complexes d’or en forme d’aiguille. L’alpha-cyclodextrine est une sorte de «molécule-cage» naturelle, elle permet en quelque sorte d’emprisonner cet ion précieux.


Cette observation s’est faite par hasard. L’un des membres de l’équipe, le post-doctorant Zhichang Liu mélangeait deux solutions aqueuses dans un bécher. L’une contenait de l’alpha-cyclodextrine du dérivé d’amidon, et l’autre de l’aurate (du sel d’or dissous). Il espérait par ce mélange produire des complexes de structure cubique, qui auraient pu être utilisés comme des «cages» emprisonnant gaz, ou petites molécules. Mais au lieu de cela, il a obtenu des structures en nanofils, d’un diamètre moyen de 1,3 nm.


D’abord déçu, Zhichang Liu a trouvé de quoi rebondir. En analysant les filaments, il s’est aperçu que la structure était un empilement de deux complexes bien distincts. L’ion d’or est maintenu au milieu de quatre ions de brome, et l’ion de potassium au centre de six molécules d’eau. De plus, la co-précipitation des solutions aqueuses est très rapide : les filaments se forment en moins d’une minute.


Par ailleurs, les déchets métalliques de sel alcalin de cette nouvelle méthode sont relativement inoffensifs pour l'environnement. «Il y a beaucoup de chimie dans ces nanofils», commentait Fraser Stoddart. Si pour l’instant la technique n’est appliquée que dans les laboratoires de recherche fondamentale, l’application technologique est évidente et en cours de développement.



FUTURA SCIENCES 18/5/2013