بهینه‏ سازی و مطالعه سینتیکی فرآیند حل‏سازی در بازیابی گالیم از LED مستعمل

در این پژوهش، بازیافت عنصر گالیم از دیودهای نورافشان (LED) باطله به روش هیدرومتالورژی انجام شده است. مراحل مختلف این فرایند شامل جداسازی تراشه از لامپ LED، اکسیداسیون تراشه ها و حل سازی در محیط هیدروکلریک اسید است. از آنجا که گالیم در تراشه لامپ LED به شکل فاز نیتریدی تقریبا نامحلول حضور دارد، تراشه باید ابتدا از لامپ LED جدا شده و اکسیداسیون در راستای تغییر فاز حاوی گالیم (نیتریدی به اکسیدی) انجام شود. پس از این مراحل تراشه ها تحت عملیات حل سازی قرارگرفتند. در آزمایش های حل سازی، متغیرهای مختلفی از جمله دمای حل سازی، زمان حل سازی و غلظت حلال هیدروکلریک اسید مورد بررسی قرار گرفته و شرایط بهینه تعیین شده اند. طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ انجام شد. پس از انجام آزمایش و آنالیز محلول های نهایی، بهترین نتیجه متعلق به آزمایش انجام شده در غلظت 4 مولار هیدروکلریک اسید، دمای ºC 93 و در زمان 2 ساعت و برابر با 4/91 % بازیابی گالیم بدست آمد. با توجه به تحلیل آماری نتایج بدست آمده از آزمایش ها، دمای حل سازی به عنوان موثرترین متغیر معرفی شد. در ادامه آزمایش های تکمیلی به منظور تعیین مکانیزم و تحلیل سینتیکی فرایند انجام شد. این بررسی ها نشان داد که در دمای ºC 50، واکنش شیمیایی، کنترل کننده این فرایند انحلال است. این در حالی است که با افزایش دما به 65 و ºC 80، مکانیزم فرآیند به کنترل شده از طریق نفوذ از فیلم سیال تغییر می کند.