АНОДНЕ РОЗЧИНЕННЯ ОЛОВА І СВИНЦЮ В МЕТАНСУЛЬФОНАТНИХ РОЗЧИНАХ
DOI:
https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2025.1.1.16Ключові слова:
олово, свинець, анодне розчинення, метансульфонатний розчинАнотація
Важливою прикладною задачею сьогодення є вибіркове виділення олова, свинцю, міді та інших цінних елементів зі сплавів, отриманих у процесі переробки відпрацьованої електронної та комп’ютерної техніки. Обсяг таких відходів стрімко зростає через швидкий розвиток інформаційних технологій і матеріалознавства, що спричиняє постійну потребу в оновленні електронних пристроїв. Переробка кольорових металів є економічно вигідною, сприяє екологічній безпеці і забезпечує промисловість критично важливими металами. Енергоефективним методом розділення металів у таких відходах є їх гідрометалургійна обробка. Багатокомпонентні сплави розчиняються у кислих або лужних середовищах, після чого проводиться селективне розділення окремих компонентів. Для одночасного розчинення олова і свинцю з брухту електротехнічного сплаву доцільно використовувати розчини вилуговування, в яких утворюються розчинні сполуки цих металів. Одними із найбільш перспективних в цьому аспекті є розчини на основі метансульфонової кислоти. Для контрольованого і селективного розчинення сплавів використовується метод анодного розчинення. В даній роботі проведено дослідження анодного розчинення олова і свинцю в розчині метансульфонової кислоти. В досліджені використано мембранний електроліз, при якому аноліт був відокремлений від католіту аніонообмінною мембраною. Встановлено, що стовідсоткове розчинення олова з утворенням іонів олова(ІІ) відбувається у розчині 1 моль/л метансульфонової кислоти в діапазоні густин струму 0,5–3 А/дм2. В діапазоні густини струму 3–6 А/дм2 вихід за струмом утворення іонів олова(ІІ) знижується внаслідок перебігу паралельного анодного процесу окиснення олова до олова(IV). Вихід за струмом анодного розчинення свинцю з утворенням іонів плюмбум(ІІ) в досліджуваному інтервалі густин струму становить 100 %. Встановлено, що при концентруванні аноліту під час мембранного електролізу олова і свинцю спостерігається перехід води з католіту в аноліт під дією осмотичного тиску. Для нівелювання цього ефекту запропоновано підтримувати концентрацію кислоти у католіті на рівні 3,5 моль/л при концентруванні аноліту за іонами металів на рівні 1,85 моль/л.
Посилання
Ajekwene K. K., et. al. Electronic Waste (E-Waste): Sources, Proliferation, Effects & Management in Developing Nations. IOSR Journal of Engineering (IOSRJEN). Vol. 12(01). 2022. Р. 12–27.
Isildar A., Rene E. R., Van Hullebusch E. D. and Lens P. N. L. Electronic Waste as a Secondary Source of Critical Metals: Management and Recovery Technologies. Resources, Conservation and Recycling. № 135. 2018. P. 296–312. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2017.07.031
Baez A. G., Muсoz L. P., Garelick H., Purchase D. Characterization of industrially pre-treated waste printed circuit boards for the potential recovery of rare earth elements. Environmental Technology & Innovation. № 27. 2022. Р. 102481.
Jumari A., Purwanto A., Nur A., Budiman A. W., Lerian M., Paramita F. A. Tin recovery from tin slag using electrolysis method. AIP Conference Proceedings. № 1931. 2018. Р. 030011. doi: 10.1063/1.5024070
da Silva M. S. B., de Melo R. A. C., Lopes-Moriyama A. L., Souza C. P. Electrochemical extraction of tin and copper from acid leachate of printed circuit boards using copper electrodes. Journal of Environmental Management. № 246. 2019. Р. 410–417.
Gernon M. D., Wu M., Buszta T., Janney P. Environmental benefits of methanesulfonic acid: Comparative properties and advantages. Green Chemistry. № 3. 1999. Р. 127–140.
