Экспериментальное исследование закономерностей электрохимической сорбции/десорбции ионов золота (III)

Для Республики Казахстан, как для страны с развитыми добывающими и перерабатывающими отраслями промышленности, актуальным направлением является развитие областей знаний, направленных на улучшение и совершенствование методов и технологий комплексной переработки сырья, в том числе для более полного извлечения благородных металлов. Основанием необходимости проведения этих исследований являются высокие потери благородных металлов при их переработке и выделении, а также совершенствование процесса их концентрирования. Достижения в области углеродных наноматериалов открывают большие перспективы для модернизации существующих технологий извлечения благородных металлов из отходящих растворов и пульп. В настоящей работе проведены комплексные исследования влияния скорости потока растворов, величины pH и присутствия ионов других металлов на извлечение золота на углеродном наноструктурированном материале из рисовой шелухи с дальнейшей его регенерацией и повторным использованием. Выявлено, что наивысшая степень извлечения ионов золота (III) наблюдается при pH ~ 2. Исследована эффективность извлечения золота при совместном присутствии меди, никеля и серебра. Рассмотрена зависимость электрохимической восстановительной сорбции золота от скорости потока растворов, оптимальная величина которой составила 10 мл/мин. Рассчитана сорбционная емкость сорбента на основе карбонизованной рисовой шелухи. Исследование электрохимической сорбции/десорбции ионов золота (III) показало, что процесс десорбции лучше протекает в смеси ацетон + вода + NaOH. При этом степень десорбции достигает 96 %, что свидетельствует о возможности регенерации углеродного материала электрода для повторного применения. Полученные результаты могут быть применены для оптимизации процессов извлечения благородных металлов из их растворов.

1. Кинцле Х., Бадер Э. Активные угли и их промышленное применение. Л.: Химия, 1984. Kintsle H., Bader E. Active coals and their industrial applications. Leningrad: Khimiya, 1984 (In Russ.).

2. Sun T.M., Yen W.T. Kinetics of gold chloride adsorption onto activated carbon. Miner. Eng. 1993. Vol. 6(1). Р. 17—29.

3. Morcali M. H., Zeytuncu B., Akman S., Yucel O. Sorption of gold from electronic waste solutions by a commercial sorbent. Chem. Eng. Comm. 2014. Vol. 201 (8). P. 1041— 1053.

4. Albishri H.M., Marwani H.M. Chemically modified activated carbon with tris(hydroxymethyl)aminomethane for selective adsorption and determination of gold in water samples. Arab. J. Chem. 2016. Vol. 9. P. S252—S258.

5. Parlayıcı Ş., Pehlivan E. Adsorption of Cr (VI) from the aqueous solution by apricot stones activated carbon. Inter. Proc. Chem., Biol. Envir. Engin. 2017. Vol. 101. P. 142—148.

6. Mansurov Z.A., Mansurova R.M., Zakharov V.A., Supiyeva Zh.A. Adsorption of Au (III) ions by carbonized apricot stones in presence of heavy metal ions. J. Chem. Technol. Metal. 2020. Vol. 55 (5). P. 1047—1056.

7. Tarasenko Y.A., Lapko V.F., Kopyl S.A., Kuts’ V.S., Gerasimyuk I.P. Reductive sorption of tetrachloroaurate ions at active carbons. Russ. J. Phys. Chem. 2003. Vol. 77(9). P. 1477—1481.

8. Ratajczak P., Suss M.E., Kaasik F., Beguin F. Carbon electrodes for capacitive technologies. Energy Storage Mater. 2019. Vol. 16. P. 126—145. DOI: 10.1016/j.ensm.2018.04.031.

9. Humplik T., O’Hern S.C., Fellman B.A. Nanostructured materials for water desalination. Nanotechnology. 2011. Vol. 22(29). P. 292001.

10. Oren Y. Capacitive deionization (CDI) for desalination and water treatment — past, present and future (A review). Desalination. 2008. Vol. 228. P. 10—29. DOI: 10.1016/j.desal.2007.08.005.

11. Zou L., Morris G., Qi D. Using activated carbon electrode in electrosorptive deionisation of brackish water. Desalination. 2008. Vol. 225(1-3). P. 329—340.

12. Wang G., Qian B., Dong Q. Highly mesoporous activated carbon electrode for capacitive deionization. Separ. Purif. Technol. 2013. Vol. 103. P. 216—221.

13. Yeh C.-L., Hsi H.-C., Li K.-C., Hou C.-H. Improved performance in capacitive deionization of activated carbon electrodes with a tunable mesopore and micropore ratio. Desalination. 2015. Vol. 367. P. 60—68.

14. Blair J.W., Murphy G.W. Electrochemical demineralization of water with porous electrodes of large surface area: Saline water conversion. Adv. Chem. 1960. Vol. 27. P. 206—223.

15. Войлошников Г.Г., Чернов В.К. Опыт и перспективы промышленного использования активных углей в схемах извлечения золота. Цветные металлы. 2001. No. 5. С. 15—17. Voiloshnikov G.G., Chernov V.K. Experience and prospects of industrial use of activated carbons in gold recovery schemes. Tsvetnye metally. 2001. No. 5. P. 15—17 (In Russ).

16. Поконова Ю.В., Грабовский А.И. Углеродный адсорбент для извлечения и концентрирования золота из растворов. Цветные металлы. 2001. No. 11. С. 36—41. Pokonova Yu.V., Grabovsky A.I. Carbon adsorbent for the extraction and concentration of gold from solutions. Tsvetnye metally. 2001. No. 11. P. 36—41 (In Russ.).

17. Senanayake G. Gold leaching by copper (II) in ammoniacal thiosulphate solutions in the presence of additives. Pt. I: A review of the effect of hard—soft and Lewis acidbase properties and interactions of ions. Hydrometallurgy. 2012. Vol. 115-116. P. 1—20. DOI: 10.1016/j.hydromet.2011.11.011.

18. Pacławski K., Wojnicki M. Kinetics of the adsorption of gold (III) chloride complex ions onto activated carbon. Arch. Metal. Mater. 2009. Vol. 54(3). P. 853—860.

19. Supiyeva Zh., Avchukir Kh., Taurbekov A., Yeleuov M., Smagulova G., Pavlenko V., Mansurov Z. The investigation of electroreduction of AuCl4— in the case of gold electrosorption using activated carbon. Mater. Today: Proc. 2020. Vol. 25 (1). P. 33—38. DOI: 10.1016/j.matpr. 2019.11.013.

20. Mansurov Z., Supiyeva Zh., Avchukir Kh., Smagulova G. Investigation of gold electrosorption onto gold and carbon electrodes using an electrochemical quartz crystal microbalance. Eur. Chem.-Technol. J. 2019. No. 4. P. 283—289.

21. Бобоев И.Р., Сельницын Р.С., Холиков Т.А., Шарипов Б.К. Технология извлечения золота тиомочевинным выщелачиванием из лежалых отвалов. Известия вузов. Цветная металлургия. 2020. No. 2. С. 4—13. Boboev I.R., Selnitsyn R.S., Kholikov T.A., Sharipov B.K. Technology of gold extraction by thiourea leaching from stale dumps. Izvestija vuzov. Tsvetnaja metallurgija (Izvestija. Non-Ferrous Metallurgy). 2020. No. 2. P. 4—13 (In Russ.).

22. Холмогорова А.С. Сорбционно-спектроскопическое определения палладия (II), платины (IV) и серебра (I) с применением дитиооксамидированного полисилоксана: Дис. … канд. хим. наук. Екатеринбург: Ин-т техн. химии, 2016. Kholmogorova A.S. Sorption-spectroscopic determination of palladium (II), platinum (IV) and silver (I) using dithiooxamidated polysiloxane: Dis. ... Cand. Sci. (Chem.). Ekaterinburg: Institut tekhn. khimii, 2016 (In Russ.).