การนำกลับไอออนแพลเลเดียมจากของเสียอุตสาหกรรมผ่านเยื่อแผ่นเหลวที่พยุงด้วยเส้นใยกลวง

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาการสกัดและการนำกลับไอออนแพลเลเดียมและไอออนดีบุกจากน้ำเสียในกระบวนการผลิตแผงวงจรไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ชนิดอ่อนด้วยเยื่อแผ่นเหลวที่พยุงด้วยเส้นใยกลวง โดยใช้ LIX 84-I เป็นสารสกัดละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ สารละลายนำกลับที่ใช้คือกรดไฮโดรคลอริก ปัจจัยที่ศึกษาได้แก่ ความเป็นกรด-เบสของสารละลายป้อน ชนิดของตัวทำละลายอินทรีย์ ความเข้มข้นของสารสกัด ความเข้มข้นของสารละลายนำกลับกรดไฮโดรคลอริก ผลกระทบของอุณหภูมิระบบ อัตราการไหลของสารละลายป้อนและสารละลายนำกลับ พบว่าสภาวะที่เหมาะสมในการสกัดและการนำกลับไอออนแพลเลเดียมและไอออนดีบุกคือ ความเป็นกรด-เบสของสารละลายป้อนเท่ากับ 3.0 สารสกัด LIX 84-I เข้มข้น 0.06 โมลต่อลิตรละลายในตัวทำละลายอินทรีย์เคโรซีน สารละลายกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น 6 โมลต่อลิตรเป็นสารละลายนำกลับ อุณหภูมิของระบบเท่ากับ 25 องศาเซลเซียส อัตราการไหลของสารละลายป้อนและสารละลายนำกลับเท่ากับ 100 มิลลิลิตรต่อนาที ได้ค่าเปอร์เซ็นต์การสกัดและนำกลับของไอออนแพลเลเดียมสูงถึง 100 เปอร์เซ็นต์ ส่วนไอออนดีบุกมีค่าเท่ากับ 16 และ 0 เปอร์เซ็นต์ตามลำดับ จากการคำนวณได้ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนมวลของสารละลายป้อน (k[subscript i] ) และค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนมวลของเยื่อแผ่นเหลว (k[subscript m]) สำหรับไอออนแพลเลเดียมมีค่าเท่ากับ 3.11 x 10⁻³ และ 1.75 x 10⁻⁴ เซนติเมตรต่อวินาที ขั้นตอนควบคุมอัตราการถ่ายโอนมวลคือการแพร่ซึมของสาร ประกอบเชิงซ้อนแพลเลเดียมผ่านวัฏภาคเยื่อแผ่นเหลว ส่วนไอออนดีบุกค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนมวลของสารละลายป้อนและเยื่อแผ่นเหลวมีค่าเท่ากับ 5.7 x 10⁻⁵ และ 2.18 x 10⁻⁴ เซนติเมตรต่อวินาทีตามลำดับ โดยการถ่ายโอนมวลผ่านชั้นฟิล์มระหว่างสารละลายป้อนและเยื่อแผ่นเหลวเป็นขั้นตอนควบคุมอัตราการการถ่ายโอนมวล นอกจากนี้ในงานวิจัยนี้ได้ทำการหาค่าอันดับของปฏิกิริยา (m) โดยพบว่าอันดับของปฏิกิริยาของไอออนแพลเลเดียมและไอออนดีบุกมีค่าเท่ากับ 1 (m = 1) และได้ทำนายความเข้มข้นของไอออนโลหะในสารละลายป้อนที่เวลาต่างๆ โดยใช้แบบ จำลองทางคณิตศาสตร์พบว่าค่าความเข้มข้นของไอออนโลหะจากแบบจำลองทางคณิตศาสตร์มีค่าใกล้เคียงกับการทดลองเมื่อสารสกัด LIX 84-I มีความเข้มข้นมากกว่า 0.02 โมลต่อลิตร