每年,全世界产生数百万吨的废弃电子电气设备。这些废物中的大部分(特别是来自小家电的)继续与家庭垃圾一起丢弃,造成环境污染。或者,它被储存在家里或仓库中,等待最终目的地,导致材料损失。移动电话等设备(日益流行且生命周期相对较短)可被认为是贵金属(银、金和钯)的重要来源。
尽管贵金属的使用量很小,但它们在电气和电子设备(EEE)的生产中具有重要的经济意义。例如,这个数字可能是惊人的,超过了一部手机价值的80%。同时,从环境角度来看,对于某些金属,估计目前需要清除的土壤/岩石大约是一个世纪前的三倍,才能开采相同数量的矿石。
因此,从环境和经济的角度来看,回收如果得到适当的遵循和实施,可以带来无数的好处。除了减少和/或最小化一次提取材料所固有的环境破坏外,回收还可被视为获取有价值材料的重要二次来源。
移动电话的多氯联苯上存在高潜在污染源的元素(例如有毒金属和阻燃剂),这使得中小型工业的火法回收变得困难,因为部署过滤器和设备以避免空气污染的成本很高。尽管一些研究报告称,在使用热解工艺从电子废料中回收多氯联苯贵金属时,这些污染物的排放量可以大大减少,但这些工艺仍然被认为过于复杂,不适用于小型回收行业。
因此,通过湿法冶金提金,然后回收溶液中的金属,成为一种更可行的工业应用替代方案。湿法冶金是一种传统的回收金的方法,包括用氰化物浸出金属。因此,目前在市场上可以找到用于商业提金的产品,在配方中使用氰化物,用于从多氯联苯和其他类型的废料中回收金。然而,氰化物是一种剧毒成分,必须小心和适当地处理并处置到环境中。
硫代硫酸盐是作为氰化物浸金剂的最有前途的替代品之一。之所以对硫代硫酸盐感兴趣,是因为它是一种相对便宜的产品,毒性低,并有可能应用于无法用传统氰化工艺处理的金矿(由于试剂成本高和/或金回收率低)。
金在硫代硫酸盐溶液中的溶解是通过形成金与硫代硫酸盐的络合物Au(S2O3)23-发生的。该络合物易溶,在中性和碱性介质中非常稳定。然而,只有在适当的电位和pH条件下保持适当浓度的硫代硫酸盐、铵、铜和氧,才能有效地提取金(Jeffrey,2001;Jeffrey and Breuer,2002;Grosse等人,2003;Senanayake,2005B;Arslan和Sayiner,2007;Ha等人,2014)。
硫代硫酸盐的浸出反应非常缓慢。因此,为了以合理的速度进行该过程,需要铜(II)离子和铵的存在。铜离子(Cu2+)是该反应的催化剂。铵具有稳定铜(铜+2)形式的铜的作用,影响金的溶解速度。
硫代硫酸盐是一种亚稳态阴离子,它在水溶液中往往会发生化学分解,这取决于溶液的pH值和电位。在使用硫代硫酸盐的浸金过程中,硫代硫酸盐氧化铜值得特别关注,因为这是一个热力学有利的反应。然而,在碱性溶液中,硫代硫酸盐氧化铜的速度要慢得多。