Pobierz opis
Transkrypt
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.