Апр 17 2002

Перероблення вІдпрацьованих фотографІчних розчинІв з вилученням срІбла та утилІзацІЄю тІосульфату

Опубликовано в 00:25 в категории Сбор и утилизация отходов

Перероблення вІдпрацьованих фотографІчних розчинІв з вилученням срІбла та утилІзацІЄю тІосульфату

О.І. Кунтий1,З.О. Знак1, В.М. Срібний2, Н. Гнатишин1, А. Ярема1

center;line-height:17.5pt\’>1Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

2Державне підприємство "Аргентум", м. Львів

Відпрацьовані фотографічні розчини в деяких країнах є вагомою вторинною сировиною срібла й водночас за деякими оцінками фахівців дуже небезпечним забруднювачем природних водойм [1]. Тому, організований збір таких розчинів і технологічно грамотне їх перероблення має економічний й екологічний аспекти. Найбільш вивчені такі три групи методів вилучення срібла з розчинів: хімічне осадження у формі сульфіду, електроліз [1, 2] і цементація [3, 4]. Враховуючи токсичність сульфідних реагентів, найбільш прийнятними для перероблення фотографічних розчинів є дві останні групи методів.

Авторами досліджені технологічні можливості вилучення срібла з розчинів рентгенівських фотолабораторій та ательє кольорових фотографій із вмістом срібла у перших 2…5 і других 0,5…1 г/л. Окрім осадження срібла вивчались шляхи знешкодження тіосульфатного іону, вміст якого у фотографічних розчинах досягає 250 г/л і попадання якого у водойми недопустиме. Вилучення срібла проводили двома способами:

контактним осадженням на магнії;

електрохімічною екстрацією.

Контактне осадження на магнії. Авторами [5] встановлено, що контактним осадженням (цементацією) на магнії можна досягти кінцевої концентрації срібла в розчинах 0,001…0,0001 г/л, включаючи тіосульфатні (вміст срібла у розчині визначали методом атомно-адсорбційної спектроскопії). Реакція проходить з високою швидкістю незалежно від рН розчину. Але враховуючи утворення нерозчинного гідроксиду Mg(OH)2 за рН ? 9 і забруднення ним цементного осаду, а також нестійкість тіосульфатного іону за рН

дельному розчині рентгенівських лабораторій залежно від марки магнію, рН і температури наведені у табл.1.

Таблиця 1. Вплив температури і рН на тривалість цементації на магнієвому скрапі у модельному фотографічному розчині (вміст у г/л): Ag+ – 1,0; Na2S2O3 – 150

t, oC

РН

Тривалість цементації до повного осадження срібла, хв

1

25

5

18

2

7

16

3

9

19

4

45

5

7

5

7

8

6

9

8

7

60

5

6

8

7

7

9

9

7

Осади, виділені при цементації в тіосульфатних розчинах містять аргентуму сульфід, що утворюється в результаті взаємодії іонів [Ag(S2O32-)2]3- з іонами S2-, які утворюються за такою реакцією на мікрокатодних ділянках магнієвої поверхні:

S2O32- + 2e ® S2- + SO32- (1)

Можлива також катодна реакція

2[Ag(S2O32-)2]3- + 2e ® Ag2S? + SO32- + 3S2O32-. (2)

Уникнути реакцій (1) і (2) не вдається, тому отримані після цементації осади потребують додаткового оброблення для отримання лише металевого срібла. Для цього запропонована принципова схема (рис.1), яка може бути використана для перероблення великих об’ємів відпрацьованих фотографічних розчинів, тобто у промислових масштабах.

Враховуючи простоту обладнання, осадження срібла на магнії можна здійснювати також безпосередньо у фотолабораторіях, здійснюючи у спеціальні пункти збору лише сульфідвмісні осади срібла. Однак, при цьому залишаються знесріблені розчини із великим вмістом тіосульфату. Отже, перероблення фотографічних розчинів цементацією магнієм на рівні фотолабораторій вирішує економічну і частково екологічну (запобігається забруднення водойм іонами срібла) сторони.

Рис.1.Функціональна схема промислового перероблення відпрацьованих фотографічних розчинів із застосуванням контактного осадження срібла магнієм

Електрохімічне вилучення. Авторами досліджена можливість комплексного перероблення фотографічних розчинів, що включала осадження компактного металевого срібла і знешкодження тіосульфатного іону. Використовували бездіафрагмові електролітичні комірки з дво- і тривимірним катодами. В обох випадках електроліз проводили в гідродинамічному режимі за постійного потенціалу. Значення останнього встановлювали залежно від концентрації срібла у розчині, а саме таке, за якого густини струму виключали дифузійне гальмування при неперервному вилучення компактного.срібла. Наприклад, за концентрацій срібла у розчині понад 3 г/л потенціал електролізу встановлювали 1 В, 1…3 г/л – 0,9.В,

Рис.2.Зміна значення струму в лабораторному електролізері за потенціалу 1,0 (крива 1), 0,9 (2) і 0,8 В (3) у тіосульфатному розчині

За низьких концентрацій срібла у розчині (менше 0,05 г/л) на катоді можливі реакції (1) і (2). Гранична концентрація іонів срібла, за якої осаджується компактний метал прямо пропорційно залежить від значення катодного потенціалу. Базуючись на цьому, авторами запропонований і випробуваний електроліз із зменшенням напруги в електролізері пропорційно зменшенню вмісту у розчині іонів срібла.

У випадку використання двовимірних катодів кінцевий продукт – катодне срібло, зчищали. Якщо використовували тривимірні катоди з матеріалу хімічно стійкого у розчинах нітратної кислоти, осаджене срібло анодно знімали у кислих нітратних розчинах в окремому електролізері, здійснюючи одночасно електрохімічне рафінування.

Одночасно з катодним відновленням срібла на аноді відбувається окиснення тіосульфатного аніону до сульфатного:

S2O32- + 5 H2O ® 2 SO42- + 10 H+ + 8e (3)

Після вилучення срібла розчин подавали в електролізер, де у гідродинамічному режимі анодно повністю доокиснювали тіосульфат. Після електрохімічних вилучення срібла й знешкодження тіосульфатного іону розчини не містять небезпечних для довкілля речовин.

Використання тривимірних катодів дає змогу виготовляти портативні електролізери для їх використання безпосередньо у фотолабораторіях.

1.Розроблено спосіб вилучення срібла з відпрацьованих фотографічних розчинів цементацією на магнії і запропонована функціональна схема їх промислового перероблення.

2.Досліджено комплексне електрохімічне перероблення фотографічних розчинів з катодним вилученням металевого срібла й анодним окисненням тіосульфат-іону до сульфат-іону.

Література

1. Ситтинг М. Извлечение металлов и неорганических соединений из отходов: Справ. изд. / Пер. с англ. Под ред. Эмануэля Н.М. – М.: Металлургия, 1985. – 408 с.

2. Меретуков М.А., Орлов А.М. Металлургия благородных металлов (зарубежный опыт). – М.: Металлургия, 1990. – 416 с.

3. Алкацев М.И. Процессы цементации в цветной металлургии. – М.: Металлургия, 1981. – 116 с.

4. Вольдман Г.М., Зеликман А.Н. Теория гидрометаллургических процес сов. – М.: Металлургия, 1993. – 400 с.

5. Патент України № 39018 А С22В11/00 від 15.05.2001. Бюл.№4. Спосіб вилучення срібла з розчинів (Кунтий О.І., Знак З.О., Срібний В.М.).

6. Рішення про видачу Патента України № 39018 А С22В11/00 від 15.05.2001. Спосіб знешкодження стічних вод від тіосульфатів (Яворський В.Т., Кунтий О.І., Знак З.О., Гелеш А.Б.).

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.