Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2023(14))

развития наукоемких отраслей промышленности, важным фактором устойчивого социально-экономического развития страны является снижение экологических рисков, которые возникают при накоплении этого вида отходов. Одной из ключевых проблем в химико-технологических схемах переработки электронных отходов является процесс разделения сложной смеси вышеупомянутых металлов. Особое значение эти процессы имеют для создания новых высокоэффективных технологий замкнутого цикла, обеспечивающих рециклинг стратегически важных металлов, необходимых для создания широкого спектра функциональных материалов. Существует два типа технологий металлургии для переработки отходов: пирометаллургия с использованием высокотемпературного пиролиза и гидрометаллургия, основанная на химических реакциях в водных растворах. Пирометаллургические методы неизбежно предусматривают высокие энергетические затраты. Кроме того, необходимо использование дорогостоящего оборудования для очистки большого количества вредных газов (токсичных галогенов и летучих органических соединений), образующихся при разложении органического электролита или связующего материала после высокотемпературного обжига, чтобы избежать их выброса в окружающую среду. В связи с этим подавляющее большинство промышленных процессов переработки электронных отходов предусматривает применение гидрометаллургических методов: выщелачивания, осаждение, жидкостной экстракции и др. Для проведения процесса выщелачивания исследователями уже предложены современные экологичные методы с применением гидрофильных глубоких эвтектических растворителей (DES). Их особенностями являются простота приготовления, дешевизна, возможность синтеза из растительного сырья, селективность, а также зачастую большая эффективность, чем у растворов минеральных кислот. Но необходимость выделения и очистки индивидуальных компонентов из растворов выщелачивания является не менее важной задачей, для решения которой чаще всего применяют экстракцию. Жидкостная экстракция является одним из наиболее доступных, универсальных и эффективных методов извлечения, разделения и очистки металлов. Преимуществами данного процесса являются простота, дешевизна и высокая производительность. Однако очевидны и недостатки классических экстракционных систем — токсичность и пожароопасность. Сложность задач разделения и важность соблюдения требований экологической безопасности диктуют необходимость разработки новых гетерогенных систем жидкость — жидкость. За последние годы предложен ряд экстракционных систем, которые могут заменить классические для жидкостной экстракции органические растворители (керосин, гексан, толуол и т. п.). Однако поиск и изучение новых более эффективных и селективных экстрагентов до сих пор является важным предметом исследований в области экстракции. Сравнительно новыми классами экстрагентов, отвечающими всем современным требованиям, стали гетерогенные системы на основе водорастворимых полимеров и гидрофобные глубокие эвтектические растворители (HDES). Преимуществами первых являются нетоксичность, негорючесть и биоразлагаемость. Вторые же представляют собой системы, образованные из эвтектической смеси кислот Льюиса или оснований Бренстеда, которые содержат различные анионные и (или) катионные формы. Один компонент такой смеси выступает донором водородной связи, другой — акцептором, в результате чего они дают эвтектику с температурой плавления значительно более низкой, чем температура плавления любого из отдельных компонентов. Гидрофобные глубокие эвтектические растворители, сохраняя все преимущества гидрофильных DES, являются устойчивыми к действию водных сред. Они формируют отдельную фазу при контакте с водой, при этом HDES сохраняют свои физические и химические свойства, не загрязняя водную фазу. Совокупность этих и других преимуществ HDES делает их одним из самых перспективных экстрагентов, выгодно отличающимся от ионных жидкостей и классических экстрагентов. Простота приготовления, зачастую дешевизна и доступность, а также большой выбор реагентов с подходящими свойствами являются главными преимуществами данных систем. Таким образом, гетерогенные системы на основе водорастворимых полимеров и глубоких эвтектических растворителей благодаря своим, зачастую уникальным, физико-химическим свойствам обеспечивают новые степени свободы в управлении селективностью экстракционного разделения. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 1. С. 36-39. Transactions of the to la Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 1. P. 36-39. © Вошкин А. А., Заходяева Ю. А., Зиновьева И. В., Кожевникова А. В., Милевский Н. А., Токарь Е. С., 2023 37