Predlog tehnološke šeme za valorizaciju cinka i bakra iz heterogenih sekundarnih sirovina

Apstrakt

Kao odgovor na rastuću potražnju za obojenim metalima uz sve siromašnija prirodna nalazišta rude, raste interesovanje za alternativne izvore, kao što su heterogeni otpadni materijali. Ovi materijali nude i ekološke i ekonomske prednosti kroz selektivnu valorizaciju materijala i metala. Ovaj rad se fokusira na razvoj hidrometalurške rute za selektivnu ekstrakciju bakra (Cu) i cinka (Zn) iz heterogenih otpadnih materijala kao sekundarnih sirovina. Na samom početku urađena je fizička priprema materijala, uključujući mlevenje, sušenje i homogenizaciju, nakon čega je usledila hemijska karakterizacija. Srž procesa uključuje kiselo oksidaciono luženje, u dve faze. Početni testovi utvrđivanja udela vodo-rastvornih jedinjenja urađeni su primenom dejonizovane vode. Nakon toga, urađeni su testovi luženja sumpornom kiselinom uz dodatak oksidansa: vodonik peroksida (H₂O₂) ili azotne kiselina (HNO₃) u cilju ekstrakcije metala. Parametri procesa su unapred određeni na osnovu karakterizacije materijala i termodinamičkog modelovanja. Ovi parametri uključuju koncentraciju sumporne kiseline (1,0 -2,5 mol·dm⁻³), temperaturu luženja (<50°C), pH (<1,2), Eh (>0,5V) i dodatak oksidansa. Brzina mešanja od 300 rpm, odnos čvrsto/tečno od 1:5 i vreme luženja od 10 sati bili su konstantni. Efikasnost luženja, određena računski metodologijom masenog bilansa, pokazuje visoku efikasnost procesa: oko 75% Cu i preko 99% Zn je transferovano u tečnu fazu, pogodnu za dalju preradu u cilju proizvodnje soli bakra i cinka, poput CuSO₄×5H₂O i ZnSO₄ ×7H₂O. Procesni parametri definisani na laboratorijskom nivou ispitani su uvećanim laboratorijskim eksperimentom, potvrđujući efikasnost hidrometalurškog postupka za valorizaciju Cu i Zn. Ovaj rad naglašava efikasnost hidrometalurških procesa u ekstrakciji i valorizaciji bakra i cinka iz heterogenog otpadnog materijala, približavajući održivo korišćenje resursa.