L'extraction de l'or pourra se mettre au vert

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 métauxmétaux 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 lixiviationlixiviation qui pourrait s'effectuer à partir de fécule de maïsmaïs, plutôt que de cyanure. Ce dérivé d'amidonamidon 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 réactifsréactifs nuisibles (sels cyanurés) par un matériaumatériau 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 « moléculemolécule-cage » naturelle, elle permet en quelque sorte d'emprisonner cet ionion précieux.

Un hasard en or qui fait bien les choses

Cette observation s'est faite par hasard. L'un des membres de l'équipe, le post-doctorant Zhichang Liu mélangeait deux solutions aqueusessolutions aqueuses dans un bécherbécher. 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 gazgaz, 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 bromebrome, 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 chimiechimie dans ces nanofils », commentait Fraser Stoddart. Si pour l'instant la technique n'est appliquée que dans les laboratoires de recherche fondamentale, l'applicationapplication technologique est évidente et en cours de développement.