Pobierz opis

Magdalena Górska
[email protected]
Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie
Wydział Chemii, Zakład Chemii Nieorganicznej
Badania procesu sorpcji jonów złota(III), platyny(IV) i palladu(II) na sorbentach
polimerowych oraz impregnowanych
Metale szlachetne to platynowce (m.in. platyna, pallad, rod) oraz srebro i złoto, są
znane i cenione od wielu lat z powodu swoich specyficznych właściwości fizycznych oraz
chemicznych. Znalazły one zastosowanie w wielu dziedzinach, od zastosowań użytkowych
poprzez procesy chemiczne, po katalizę czy medycynę. Wzrastające zapotrzebowanie na te
metale z drugiej strony ich małe zasoby oraz wysoki koszt produkcji zwróciły uwagę na
potrzebę poszukiwania ich nowych źródeł.
Metale szlachetne należą do grupy metali nieżelaznych, obejmującej metale oraz stopy
metali zawierające w swym składzie nie więcej niż 10 % Fe. Podział ten jest istotny z punktu
widzenia odzysku. Materiały żelazne można łatwo wysortować z odpadów wykorzystując
oddziaływania magnetyczne. Niemal 100 % tych metali poddaje się odzyskowi. Otwarty
problem to opracowanie sprawnej technologii segregacji i odzysku metali szlachetnych.
Proces recyklingu jest istotnym źródłem pozyskiwania metali szlachetnych,
przyczynia się do ochrony zasobów naturalnych oraz stabilizacji cen metali szlachetnych
a odzyskany w tym procesie metal szlachetny jest „czysty”.
Tradycyjne metody otrzymywania uzyskanych na drodze recyklingu metali szlachetnych
opierają są na wykorzystaniu agresywnych reagentów oraz rozpuszczalników organicznych
wpływających toksycznie na środowisko naturalne. Ponadto stwierdzono, że w środowisku
wzrasta akumulacja platyny i w przyszłości ta tendencja prawdopodobnie będzie się
utrzymywać (emisja z katalizatorów, odpady medyczne).
Technologie hydrometalurgiczne pozwalają na przerób złóż ubogich i złożonych,
odzysk metali szlachetnych m.in. ze zużytych konwertorów spalin, katalizatorów, sprzętu
elektronicznego (telefony komórkowe, komputery) czy sprzętu laboratoryjnego. W ostatnich
latach technologie metalurgiczne odgrywają dominującą rolę w metodach odzysku i separacji
metali szlachetnych.
Magdalena Górska
[email protected]
Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie
Wydział Chemii, Zakład Chemii Nieorganicznej
Badania procesu sorpcji jonów złota(III), platyny(IV) i palladu(II) na sorbentach
polimerowych oraz impregnowanych
Odzysk złota, platyny i palladu może być prowadzony przy użyciu metod
jonowymiennych i ekstrakcyjnych. Wiele znanych technik separacji i odzysku metali
szlachetnych ze stężonych roztworów nie jest efektywnych.
Alternatywą
jest
zastosowanie
sorbentów
polimerowych
oraz
sorbentów
polimerowych impregnowanych, które łączą zalety procesów wymiany jonowej oraz
ekstrakcji. Sorbenty impregnowane - SIRs (solvent impregnated resins) posiadają selektywne
dla jonów metali grupy funkcyjne, które są immobilizowane na matrycy sorbentu za pomocą
wiązań chemicznych lub na zasadzie adsorpcji fizycznej. Zalety stosowania sorbentów
impregnowanych to: łatwość ich przygotowania, szeroki wybór reagentów ekstrakcyjnych
pożądanej selektywności, łączenie zalet ekstrakcji ciecz-ciecz i wymiany jonowej oraz
łatwość w separacji faz w wyniku eliminacji problemu tworzenia się stabilnych emulsji.
Celem pracy doktorskiej jest zbadanie przydatności sorbentów polimerowych
Amberlite XAD 7HP, Purolite MN 202, Dowex Optipore L493 oraz otrzymanie nowych
sorbentów o specyficznych właściwościach w wyniku procesu impregnacji w/w sorbentów za
pomocą ekstrahentów: Cyanex 272 oraz Cyanex®301, które posłużą do selektywnego
wydzielania mikroilości jonów złota(III), platyny(IV) oraz palladu(II) z roztworów
chlorkowych (wybór układów chlorkowych został podyktowany zastosowaniem układów
o podobnych parametrach podczas procesu hydrometalurgicznego przerobu metali
szlachetnych, gdzie stanowią czynnik ługujący).
Badania prowadzone są trzy etapowo:
Pierwszy etap – zbadanie przydatności wyżej opisanych sorbentów do wydzielania i separacji
z układów: 0,1 M HCl ÷ 6,0 M HCl oraz pH 3 – 100 µg/cm3 Au(III), 0,1 M HCl ÷ 6,0 M HCl
oraz pH 3 – 100 µg/cm3 Pt(IV), 0,1 M HCl ÷ 6,0 M HCl oraz pH 3 – 100 µg/cm3 Pd(II)
poprzez wyznaczenie m.in. parametrów kinetycznych i izoterm.
Drugi etap – zbadanie przydatności wyżej opisanych sorbentów do wydzielania i separacji
z układów: 0,1 M HCl ÷ 6,0 M HCl oraz pH 3 - mieszanina po 100 µg/cm3 Au(III), Pt(IV),
Pd(II) poprzez wyznaczenie m.in. parametrów kinetycznych.
Magdalena Górska
[email protected]
Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie
Wydział Chemii, Zakład Chemii Nieorganicznej
Badania procesu sorpcji jonów złota(III), platyny(IV) i palladu(II) na sorbentach
polimerowych oraz impregnowanych
Trzeci etap – zbadanie przydatności wyżej opisanych sorbentów do wydzielania i separacji
jonów metali szlachetnych z roztworów otrzymanych w wyniku hydrometalurgicznego
roztwarzania zużytych konwertorów spalin samochodowych oraz elektroodpadów.
Prowadzone badania i otrzymane wyniki pozwolą na otrzymanie sorbentów i układów, które
mogą zostać praktycznie wykorzystane w procesie technologicznego przerobu materiałów
odpadowych zawierających metale szlachetne.
Pomimo, że na obszarze Województwa Lubelskiego pojawia się coraz więcej firm,
które zajmują się zbiórką złomu oraz elektrośmieci, działalność ich głównie ogranicza się do
segregacji i demontażu. Brak jest obecne firm, które przetwarzałyby zużyty sprzęt oraz
zajmowały by się odzyskiem z niego metali szlachetnych. Odzysk metali szlachetnych na
terenie Województwa Lubelskiego jest tematem z pewnością przyszłościowym i wartym
zainteresowania.
Ponadto powstałe oraz powstające na obszarze Województwa Lubelskiego zakłady
oraz instytucje generują oraz będą generowały odpady zawierające metale szlachetne.
Dlatego kwestią czasu wydaje się powstanie na tym terenie, firm zajmujących się
recyklingiem tych szczególnych odpadów, bez konieczności wysyłania ich w inne regiony
Polski, a proponowane w pracy doktorskiej rozwiązania zostaną w nich wykorzystane.