Page 79 - E-Waste

C 1 2 3 4 5 6
75

4.2.4�การชะด้วยไทโอซัลเฟต

ไทโอซัลเฟต (S O ) ซึ่งเป็นสารเคมีที่นำามาใช้กันอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมภาพถ่ายและอุตสาหกรรม
2-
2 3
ยานั้น ได้ถูกนำามาใช้เป็นสารทดแทนไซยาไนด์ โดยเชื่อว่าการละลายทองคำาในสารละลายแอมโมเนียคัลไทโอซัลเฟต
(ammoniacal thiosulfate) เป็นการทำาปฏิกิริยาทางไฟฟ้าเคมีที่มีคิวปริกไอออน (cupric ion) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
มีการศึกษาถึงกลไกของการเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีของการชะทองคาโดยแอมโมเนียคัลไทโอซัลเฟต โดยนักวิจัยได ้
ำ
ำ
2+
ู
ุ
ี
อธิบายว่า กล่มไอออน Cu(NH ) ท่อย่ในสารละลายได้รับอิเล็กตรอนบนส่วนแคโทดของผิวหน้าทองคาและ
3 4
ถูกรีดิวซ์ไปเป็น Cu(NH ) ในขณะเดียวกันแอมโมเนียหรือไทโอซัลเฟตไอออนจะทาปฏิกิริยากับไอออน Au
+
+
ำ
3 2
+
บนผิวหน้าแอโนดของทองคำาและเข้ามาในสารละลายเพื่อเกิดเป็น Au(NH ) หรือ Au(S O ) โดย Cu(NH ) +
3-
3 2
2 3 2
3 2
5-
่
ี
้
ึ
2-
+
จะเปล่ยนเป็นไอออน Cu(S O ) และเชนเดียวกันกับ Au(NH ) ทงน้ข้นกับความเข้มข้นของ S O
ั
ี
3
2
3 2
3 2
2
5-
จากนั้นทั้งไอออน Cu(S O ) และ Cu(NH ) ในสารละลายจะถูกออกซิไดซ์ไปเป็น Cu(NH ) กับออกซิเจน
+
2+
3 4
3 2
2 3 2
ั
ี
ปฏิกิริยาหลักท่ข้วแอโนดจะข้นกับความเข้มข้นสัมพัทธ์ของกล่มไอออนในสารละลาย บทบาทของไอออนคอปเปอร์(II)
ุ
ึ
+
ในการออกซิเดชันโลหะทองคำาให้เป็นไอออนทอง (Au ) สามารถเขียนสมการได้อย่างง่ายดังนี้ 237
Au + 5S O + Cu(NH ) Au(S O ) + 4NH + Cu(S O ) 5-
2+
2-
3-
2 3 3 4 2 3 2 3 2 3 3
2+
5-
-
2Cu(S O ) + 8NH + ½ O + H O 2Cu(NH ) + 2OH + 6S O 2-
2 3 3 3 2 2 3 4 2 3
ตารางที่ 4.3 แสดงค่าคงที่ความเสถียร (stability constant) ของไทโอซัลเฟต เทียบกับสารเชิงซ้อนทองคำา
ี
ึ
ื
อ่นๆ ซ่งจะเห็นได้ว่าสารเชิงซ้อนทองคาไทโอซัลเฟตน้นค่อนข้างเสถียรทันทีท่เกิดข้น อย่างไรก็ตาม สภาวะเบส
ึ
ั
ำ
(alkaline) ก็จำาเป็นสำาหรับการป้องกันการสลายตัวของไทโอซัลเฟตเนื่องจากกรด โดยการควบคุมค่าพีเอชให้อยู่ใน
ช่วงจุดบัฟเฟอร์แอมโมเนีย (9.25 ที่ 25 องศาเซลเซียส) เพื่อให้แน่ใจว่ามีแอมโมเนียเพียงพอสำาหรับละลายทองแดง
ิ
ิ
่
ี
ู
้
ี
้
ใหกลายเปนสารเชงซอนทองแดง(II)-แอมโมเนย ความเสถยรของไทโอซลเฟตจะลดลงทอุณหภมสงขนและ
ึ
ั
ู
็
ี
้
ั
่
ี
ี
ำ
ื
ค่าพีเอชตา ดังน้นท่อุณหภูมิท่ 25 องศาเซลเซียส ค่าพีเอช 9-10 จึงเป็นค่าท่เหมาะสมเน่องจากเป็นช่วงพีเอช
ี
ที่สารไทโอซัลเฟตมีแนวโน้มที่จะสลายตัวน้อยลงและสารเชิงซ้อนทองแดง(II)-แอมโมเนียก็มีความเสถียรด้วย
ปัญหาที่สำาคัญที่สุดของการชะด้วยไทโอซัลเฟต คือ ต้องใช้รีเอเจนต์ดังกล่าวเป็นปริมาณสูงระหว่างการชะ ทำาให้
มีโอกาสสูญเสียไทโอซัลเฟตมากถึง 50% ในสารละลายแอมโมเนียคัลไทโอซัลเฟตที่มีทองแดง เป็นสารออกซิแดนท์
นอกจากนี้ อัตราการเกิดปฏิกิริยาก็เกิดขึ้นช้า แม้ว่าจะสามารถทำาให้เกิดอัตราการชะที่ยอมรับได้ ปัจจุบันวิธีการนำา
ทองคำากลับคืนมาจากสารละลายที่ชะด้วยไทโอซัลเฟตยังมีกระบวนการที่ซับซ้อนและมีราคาสูง