تحلیل مکانیسم و مطالعه سینتیکی انحلال مس از بردهای مدار چاپی لامپ های مستعمل LED در حلال سبز گلایسین

با وجود توسعه روش های هیدرومتالورژی برای بازیافت فلزات ارزشمند از پسماندهای الکترونیکی، درک دقیق مکانیسم انحلال و کنترل کننده های سرعت واکنش، پیش نیاز اساسی برای طراحی راکتورها و صنعتی سازی این فرآیندهاست. پژوهش حاضر با هدف بررسی سینتیک و مکانیسم واکنش لیچینگ مس از بردهای مدار چاپی لامپ های مستعمل LED در محیط اسیدآمینه گلایسین و در حضور عامل اکسنده هیدروژن پراکسید (H۲O۲) انجام شده است. پس از مشخصه یابی فازی و عنصری ماده اولیه با استفاده از آنالیزهای XRD و XRF که اثبات کننده حضور مس به فرم فلزی در نمونه بود، رفتار انحلال مس در بازه های زمانی مختلف (تا ۷۲ ساعت) پایش شد. به منظور تعیین سازوکار حاکم بر انحلال، داده های تجربی با مدل های واکنش های ناهمگن جامد-مایع از جمله «مدل هسته کوچک شونده» (SCM) تطبیق داده شد. نتایج تحلیل های سینتیکی نشان داد که برخلاف بسیاری از سیستم های ساده، انحلال مس در گلایسین از یک سازوکار منفرد پیروی نمی کند؛ بلکه سرعت پیشرفت واکنش به صورت همزمان تحت کنترل دو عامل «نفوذ از میان لایه خاکستر و محصولات سطحی» و «واکنش شیمیایی تشکیل کمپلکس در سطح ذره» قرار دارد. با توجه به ملاحظات زیست محیطی و هزینههای بالای فرآیند و تجهیزات در روش های ذکر شده، می-توان از گلایسین (ساده ترین آمینو اسید با فرمول (H۲NCH۲COOH)) به عنوان عامل انحلال فلزات باارزش استفاده کرد. گلایسین برای بازیابی فلزات گروه مس بسیار مناسب است. یکی از چالش های مورد بحث در پژوهش پیشرو وجود عنصر مس به صورت فلزی در ماده اولیه است که تشکیل کمپلکس با گلایسین را مشکل می سازد. درنتیجه به نظر می رسد این امر سبب آن می شود که نرخ تشکیل کمپلکس گلایسین و مس کند باشد [۴, ۵]. در این پژوهش پارامتر های موثر در فرآیند لیچینگ مس از لامپ های مستعمل LED نظیر دما، pH، غلظت محلول گلایسین، نسبت جامد به مایع و اثر افزودن عامل اکسنده به سیستم بر نرخ پیشرفت واکنش لیچینگ مس در حضور گلایسین بررسی شده است.

کلیدواژه ها:

سینتیک واکنش ، مدل هسته کوچک شونده ، گلایسین ، بازیافت الکترونیکی ، مکانیسم انحلال مس