Эльвира Барыевна Колмачихина – к.т.н., науч. сотрудник лаборатории перспективных технологий комплексной переработки минерального и техногенного сырья цветных и черных металлов
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
Elvira B. Kolmachikhina – Cand. Sci. (Eng.), Researcher of the Laboratory of advanced technologies for complex processing of mineral and technogenic raw materials of nonferrous and ferrous metals
19 Mira Str., Ekaterinburg 620002
Ольга Борисовна Колмачихина – к.т.н., доцент кафедры металлургии цветных металлов (МЦМ)
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
Olga B. Kolmachikhina – Cand. Sci. (Eng.), Associated Professor of the Department of non-ferrous metallurgy
19 Mira Str., Ekaterinburg 620002
Яна Александровна Янкина – студентка кафедры МЦМ
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
Yana A. Yankina – Student of the Department of non-ferrous metallurgy
19 Mira Str., Ekaterinburg 620002
Замира Мирзомурод Голибзода – студентка кафедры МЦМ
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
Zamira M. Golibzoda – Student of the Department of nonferrous metallurgy
19 Mira Str., Ekaterinburg 620002
Полина Александровна Брижеватая – студентка кафедры МЦМ
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
Polina A. Brizhevataya – Student of the Department of nonferrous metallurgy
19 Mira Str., Ekaterinburg 620002
Дарья Сергеевна Седельникова – студентка кафедры МЦМ
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
Daria S. Sedel’nikova – Student of the Department of nonferrous metallurgy
19 Mira Str., Ekaterinburg 620002
Раиса Энверовна Хабибулина – ассистент кафедры МЦМ
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
Raisa E. Khabibulina – Assistant of the Department of nonferrous metallurgy
19 Mira Str., Ekaterinburg 620002
Изучены физико-химические закономерности выщелачивания олова с поверхности стеклянных подложек отслуживших дисплеев в соляной, серной и метансульфоновой кислотах. Установлено влияние концентрации указанных кислот (0,1– 1,0 н), продолжительности (10–60 мин), температуры (298–353 К) и интенсивности ультразвуковой обработки (УЗО) (120–300 Вт/см2) на показатели выщелачивания. Показано, что ультразвуковое воздействие оказывает положительное влияние на сернокислотное выщелачивание олова, позволяя повышать его извлечение на 14–16 %. При выщелачивании в растворах соляной и метансульфоновой кислот УЗО приводила к снижению извлечения олова до 28 и 1,7 % соответственно, что связано с их разложением под действием ультразвука. Частные порядки реакций выщелачивания олова по HCl, H2SO4 и CH3SO3H составили 0,8, 1,4 и 1,1, при воздействии ультразвука частные порядки изменялись следующим образом для соответствующих кислот: 1,5, 1,1 и 0,3. Увеличение температуры с 298 до 333 К значительно повышало извлечение олова в серной и соляной кислотах. Повышение температуры до 353 К приводило к снижению концентрации ионов олова через 10–20 мин процесса, что, вероятнее всего, связано с гидролизом и осаждением олова. Рассчитанные величины кажущейся энергии активации растворения оксида олова без и с использованием УЗО в растворах HCl составили 40,4 и 22,9 кДж/моль соответственно. В случае использования H2SO4 кажущаяся энергия активации составила 4,0 кДж/моль, а при акустическом воздействии – 29,0 кДж/моль. Таким образом, проведенные исследования показали, что выщелачивание олова из стекол отслуживших дисплеев протекает в кинетическом режиме при использовании HCl и в диффузионном режиме в растворах H2SO4, а УЗО способствует переходу процессов в смешанный режим.
The study investigates the physicochemical patterns of tin leaching from the surface of glass substrates from decommissioned displays in hydrochloric, sulphuric, and methanesulphonic acids. The effects of acid concentration (0.1–1.0 N), duration (10–60 min), temperature (298–353 K), and ultrasonic treatment intensity (UST) (120–300 W/cm2) on leaching performance were evaluated. It was demonstrated that ultrasonic treatment positively impacts sulphuric acid leaching of tin, increasing its recovery by 14–16 %. However, during leaching in hydrochloric and methanesulphonic acid solutions, UST led to a reduction in tin recovery to 28 % and 1.7 %, respectively, due to acid decomposition under ultrasound. The partial reaction orders for tin leaching in HCl, H2SO4, and CH3SO3H were determined to be 0.8, 1.4, and 1.1, respectively, and changed to 1.5, 1.1, and 0.3 under ultrasound for the corresponding acids. An increase in temperature from 298 K to 333 K significantly improved tin recovery in sulphuric and hydrochloric acids. However, raising the temperature to 353 K led to a decrease in tin ion concentration after 10–20 min, likely due to tin hydrolysis and precipitation. The calculated apparent activation energies of tin oxide dissolution in HCl solutions were 40.4 kJ/mol without UST and 22.9 kJ/mol with UST. For H2SO4, the apparent activation energy was 4.0 kJ/mol, increasing to 29.0 kJ/mol under ultrasonic treatment. Therefore, the study showed that tin leaching from glass substrates of decommissioned displays proceeds in a kinetic regime when HCl is used and in a diffusion regime in H2SO4 solutions, with ultrasonic treatment facilitating the transition to a mixed regime.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.