TY - JOUR

T1 - КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ОТСЛУЖИВШИХ ДИСПЛЕЕВ: ПОВЕДЕНИЕ ИНДИЯ

AU - Колмачихина, Эльвира Барыевна

AU - Колмачихина, Ольга Борисовна

AU - Янкина, Я. А.

AU - Голибзода, Замира Мирзомурод

N1 - Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-79-00129. https://rscf.ru/project/22-79-00129 .

PY - 2023

Y1 - 2023

N2 - Изучены физико-химические закономерности выщелачивания индия с поверхности стеклянных пластин отработанных дисплеев в различных кислотах. Стекла отслуживших дисплеев были предварительно очищены от поляризаторов и измельчены. Их основу составляли оксиды кремния и алюминия. Индий представлен в виде соединения In2O3·SnO2. Содержание индия в полученном материале составляло 174,8 мг/кг. В качестве выщелачивающих агентов использовали индивидуальные растворы серной, соляной и метансульфоновой кислот. Установлено влияние концентраций указанных кислот (0,1-1,0 н), продолжительности выщелачивания (10-60 мин), температуры (298-353 К) и соотношения жидкого к твердому (Ж : Т = = (7,5÷15,0) : 1 см3/г) на степень извлечения индия в раствор. Частные порядки реакций по CH3SO3H, H2SO4, HCl составили 0,69, 0,67 и 1,10 соответственно. В ходе экспериментов наблюдалось интенсивное повышение концентрации индия в первые 20- 40 мин выщелачивания в растворах H2SO4 и HCl, после чего скорость процесса снижалась и извлечение индия практически не росло вследствие уменьшения количества непрореагировавшего индия. При выщелачивании в 0,1-0,4 н растворах CH3SO3H скорость растворения индия не менялась на всем протяжении эксперимента ввиду того, что количество непрореагировавшего индия снижалось незначительно. Исследуемые кислоты можно расположить в следующий ряд в порядке возрастания их эффективности в растворении индия: CH3SO3H, H2SO4, HCl, что соответствует росту сил данных кислот. Увеличение температуры значительно повышало извлечение индия. Рассчитаны значения кажущейся энергии активации растворения In2O3 в растворах CH3SO3H, H2SO4, HCl, составившие 51,4, 51,2, 43,4 кДж/моль соответственно. Обнаружено, что при использовании в качестве выщелачивающего агента HCl увеличение доли жидкой фазы в пульпе от 7,5 : 1 до 15 : 1 см3/г снижало извлечение индия в 2,4 раза, а начальную скорость выщелачивания - в 3,2 раза. Показано, что повышение Ж : Т при растворении индия в CH3SO3H (с 7,5 : 1 до 15 : 1 см3/г) и H2SO4 (с 10 : 1 до 15 : 1 см3/г) сопровождается незначительным изменением извлечения и начальной скорости выщелачивания. Таким образом, проведенные исследования показали, что выщелачивание индия из стекол отслуживших дисплеев протекает в смешанном режиме при использовании HCl и в кинетическом режиме в растворах H2SO4 и CH3SO3H.

AB - Изучены физико-химические закономерности выщелачивания индия с поверхности стеклянных пластин отработанных дисплеев в различных кислотах. Стекла отслуживших дисплеев были предварительно очищены от поляризаторов и измельчены. Их основу составляли оксиды кремния и алюминия. Индий представлен в виде соединения In2O3·SnO2. Содержание индия в полученном материале составляло 174,8 мг/кг. В качестве выщелачивающих агентов использовали индивидуальные растворы серной, соляной и метансульфоновой кислот. Установлено влияние концентраций указанных кислот (0,1-1,0 н), продолжительности выщелачивания (10-60 мин), температуры (298-353 К) и соотношения жидкого к твердому (Ж : Т = = (7,5÷15,0) : 1 см3/г) на степень извлечения индия в раствор. Частные порядки реакций по CH3SO3H, H2SO4, HCl составили 0,69, 0,67 и 1,10 соответственно. В ходе экспериментов наблюдалось интенсивное повышение концентрации индия в первые 20- 40 мин выщелачивания в растворах H2SO4 и HCl, после чего скорость процесса снижалась и извлечение индия практически не росло вследствие уменьшения количества непрореагировавшего индия. При выщелачивании в 0,1-0,4 н растворах CH3SO3H скорость растворения индия не менялась на всем протяжении эксперимента ввиду того, что количество непрореагировавшего индия снижалось незначительно. Исследуемые кислоты можно расположить в следующий ряд в порядке возрастания их эффективности в растворении индия: CH3SO3H, H2SO4, HCl, что соответствует росту сил данных кислот. Увеличение температуры значительно повышало извлечение индия. Рассчитаны значения кажущейся энергии активации растворения In2O3 в растворах CH3SO3H, H2SO4, HCl, составившие 51,4, 51,2, 43,4 кДж/моль соответственно. Обнаружено, что при использовании в качестве выщелачивающего агента HCl увеличение доли жидкой фазы в пульпе от 7,5 : 1 до 15 : 1 см3/г снижало извлечение индия в 2,4 раза, а начальную скорость выщелачивания - в 3,2 раза. Показано, что повышение Ж : Т при растворении индия в CH3SO3H (с 7,5 : 1 до 15 : 1 см3/г) и H2SO4 (с 10 : 1 до 15 : 1 см3/г) сопровождается незначительным изменением извлечения и начальной скорости выщелачивания. Таким образом, проведенные исследования показали, что выщелачивание индия из стекол отслуживших дисплеев протекает в смешанном режиме при использовании HCl и в кинетическом режиме в растворах H2SO4 и CH3SO3H.

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=50768670

U2 - 10.17073/0021-3438-2023-2-5-14

DO - 10.17073/0021-3438-2023-2-5-14

M3 - Статья

VL - 29

SP - 5

EP - 14

JO - Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия

JF - Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия

SN - 0021-3438

IS - 2

ER -