استرجاع بعض العناصر الثمينة من المخلفات الصناعية

الملخص العربي:

تعتبر العناصر الثمينة ذات دور حيوي ومهم في حياة الإنسان حيث أنها تشمل الذهب ، والفضة ، وعناصر مجموعة البلاتين الست (البلاتين ، البلاديوم ، الروديوم ،الإراديون، الأوزميوم ، الروسينيم). وتعد عناصر مجموعة البلاتين من العناصر ذات التطبيقات الصناعية المختلفة لما لها من خواص مميزة من الخمول تجاه التأثير الكيميائي، والجوي، والحرارى.

      تشتمل هذه الرسالة على عدة دراسات وذلك لوضع طرق محلية لاستخلاص واسترجاع هذه العناصر الثمينة من مخلفاتها. ذلك حيث تم تجميع عينات من بعض العوامل المساعدة المستهلكة المحتوية على هذه العناصر الثمينة المستخدمة فى مجال انتاج الاسمدة وذلك من شركة كيما بأسوان.

العينة الاولى وهى حافز البلاديوم المستهلك المثبت على ألومينا والذى يستخدم فى أبراج إنتاج الهيدروجين المستخدم فى صناعة الامونيا حيث يحتوى الحافز المستهلك على 0.4% بلاديوم. العينة الثانية وهى تراب البلاتين المتجمع فى أبراج إنتاج حمض النيتريك والذى يحتوى على 12.5% بلاتين و 1% روديوم.

      تعرض الرسالة النتائج العملية لموضوع استرجاع عناصر البلاديوم، والبلاتين ، والروديوم من هذه العينات وقد أشتملت على المحتويات الأتية:

   1- تجميع المعلومات والبيانات ذات الصلة بالموضوع ، وقد تم فى هذا الصدد تجميع حوالى 125 مرجعاً علمياً منشوراً فى الدوريات العلمية، والكتب والمجلات، وكتب المؤتمرات الدولية، وبراءات الاختراع واية مصادر علمية اخرى. وقد تم تصنيف هذه المعلومات وتجميعها وتقسيمها الى موضوعات فرعية يختص كل منها بجزئية هامة مثل الطرق القياسية لمعالجة مثل هذه المصادر الثانوية ... الخ.

 2- توضيحات عن الجزء العملى، والدراسة العملية التى استخدمت بهذه الدراسة. وقد ورد بها عدة جزئيات مثل المواد المستخدمة بالدراسة، والطرق التى تم وضعها للمعالجة، والاجهزة المستخدمة، وطرق التحليل القياسية التى اتبعت فى الدراسة، وكذلك كيفية حساب نسب كفاءة الاستخلاص أو الاسترجاع من المواد الداخلة.

   3 - النتائج : وردت بالدراسة نتائج الدراسة العملية وقدمت على أشكال بيانية ومنحنيات أو جداول، وقد تبين من هذه النتائج مايلى:

أ‌-    بالنسبة لعينة حافز البلاديوم المستهلك

تم دراسة إمكانية ذوبان البلاديوم من الحافز المستهلك باستخدام حامض الهيدروكلوريك ولكن كانت نسبة الذوبان لعنصر البلاديوم منخفضة، لذلك تم الإتجاه إلى أستخدام عامل مؤكسد له جهد تأكسدى يكفى لأكسدة البلاديوم إلى الصورة الأيونية، مثل ماء الأكسجين حيث قد تم تجريب مخلوط محاليل حمض الهيدروكلوريك وماء الأكسجين عمليا. ذلك حيث تم دراسة الظروف التجريبية المختلفة على عملية الذوبان وكانت الظروف المثلى للإذابة هى: 7% لحمض الهيدروكلوريك ، 5% لماء الأكسجين مع نسبة المواد الصلبة إلى المحلول 1 : 10 عند درجة حرارة 60°م لمدة 120 دقيقة. وقد تم الحصول على البلاديوم بدرجة نقاوة 98% من خلال الترسيب باستخدام حمض الفورميك عند الغليان لمدة 30دقيقة بنسبة حمض / محلول 0.5.

      وقد تم دراسة كينيتكية ذوبان البلاديوم فى حمض الهيدروكلوريك. حيث تم تطبيق معادلات بعض النماذج المستخدمة لمعرفة ميكانيكية التفاعل. وأوضحت النتائج أن ذوبان البلاديوم يتبع نموذج الإنتقال وليس النموذج الكيميائي.

ب- بالنسبة لعينة تراب البلاتين

تم دراسة إذابة عنصري البلاتين والروديوم من هذه العينة في إطار مراعاة البعد البيئي لانبعاث الأبخرة الضارة باستخدام مخاليط محاليل كلوريد الألومونيوم وحمض النيتريك أو كلوريد الحديديك مع أحماض الهيدروكلوريك والنيتريك. وقد تم دراسة المتغيرات التجريبية المختلفة للمخاليط للحصول على أعلى نسبة ذوبان لعنصرى البلاتين والروديوم مع عدم تلويث البيئة بالأبخرة الضارة كما هو مبين بالدراسة.

وقد تم دراسة إمكانية فصل البلاتين والروديوم من محلولهما باستخدام الاستخلاص بالمذيبات العضوية. وقد كان لوجود كلوريد الألومونيوم فى المحلول دور كبير فى تثبيط استخلاص البلاتين مع جعل كفاءة عالية لاستخلاص الروديوم وذلك فى غياب كلوريد القصدير، وقد تم محاولة تفسير هذه الظاهرة على اساس الخواص الكميائية لكلوريد الألومونيوم بجانب استخدام برنامج Stabcall لحساب توزيع الاشكال الايونية المتواجد فيها عنصر الروديوم عند تركيزات مختلفة لايون الكلوريد حيث تبين ان الروديوم يوجد فى اشكال ايونية متعددة.

ومع وجود كلوريد القصدير فى المحلول ثبت استخلاص البلاتين نتيجة اختزاله ووضعه فى صورة البلاتين ثنائى التكافؤ والذى يتم استخلاصه فى الصورة الاخيرة بسهولة كما هو ثابت بالمراجع العلمية المختلفة.

   4- وقد تم مناقشة النتائج التي وردت بالرسالة لكل جزء على حدة استناداً الى الخواص الديناميكية الحرارية وكينيتكية المتفاعلات الحادثة أثناء عمليات المعالجة. وأجريت المناقشة على ضوء ماورد من أراء علمية فى المجلات العلمية المتخصصة فى هذا الشأن.

   5- التوصيات:

تبين نتائج هذه الدراسة مايلى:

1- المواد المستخدمة فى هذه الدراسة صالحة للمعالجة طبقاً للطريقة الواردة بهذه الدراسة حيث يمكن:

أ- اذابة البلاديوم من حافز البلاديوم المثبت على ألومينا المستهلك بإستخدام محلول (HCl/H2O2) عند ظروف تجريبية وهى 7% لحمض الهيدروكلوريك ، 5% لماء الأكسجين مع نسبة المواد الصلبة إلى المحلول 1 : 10 عند درجة حرارة 60°م لمدة 120 دقيقة وترسيبه باستخدام حمض الفورميك عند الغليان لمدة 30دقيقة بنسبة حمض / محلول 0.5.

    ب- فصل كل من البلاتين والروديوم من تراب البلاتين بإستخدام محلول (FeCl3/HCl/HNO3) عند ظروف تجريبية وهى 2.8 مولر لحمض الهيدروكلوريك ، 1 مولر لكلوريد الحديديك، 2.8 مولر لحمض النيتريك ثم استخدام المذيبات العض.