Визначення закономірностей анодного розчинення багатокомпонентного сплаву продукту переробки друкованих плат, в електролітах на основі сірчаної та метансульфонової кислот

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.364664

Ключові слова:

анодне розчинення, метансульфонова кислота, сірчана кислота, друковані електронні плати

Анотація

Об’єктом дослідження є процес анодного розчинення мультикомпонентного металевого сплаву, отриманого після переробки друкованих електронних плат (ДЕП). Така сировина містить переважно мідь, олово, нікель, свинець та залізо, що ускладнює її подальше гідрометалургійне перероблення. Вузьким місцем першого етапу переробки є переведення складових сплаву в розчинну форму, яке можна інтенсифікувати, обравши відповідні умови: електроліт і густину струму. Для інтенсифікації швидкості електрохімічного розчинення було використано метансульфоновий електроліт як експериментальний для цього складу сплаву. Порівняння здійснювалось з даними, отриманими у сірчанокислому електроліті. Електрохімічні характеристики були визначені за допомогою циклічної вольтамперометрії за різних швидкостей розгортки потенціалу. Якісну та кількісну оцінку анодного процесу було проведено за допомогою аналізу циклічних вольтамперних кривих і питомої кількості електрики, витраченої на розчинення. Склад поверхні сплаву до та після розчинення було визначено методом рентгенофлуоресцентного аналізу, а склад електроліту після електролізу було використано для оцінки співвідношення металів, що перейшли у розчин.

Показано, що у метансульфоновому електроліті анодне розчинення сплаву відбувається інтенсивніше, ніж у сірчанокислому середовищі. Питомі кількості електрики, витрачені на анодний процес, були у 2–3 рази вищими для розчину метансульфонової кислоти. Встановлено, що під час розчинення у 1 моль/л метансульфоновій кислоті мідь та нікель переважно переходять у розчин, тоді як олово і свинець накопичуються на поверхні у вигляді малорозчинних продуктів. Після електролізу поверхня сплаву збагачувалася оловом і нікелем, а осад містив підвищену кількість олова та свинцю. Це свідчить про селективний характер процесу і можливість часткового розділення компонентів уже на першій стадії електрохімічної переробки. Результати дослідження можуть бути використані для впровадження при переробці сплавів, основний склад яких – мідь, нікель, олово та свинець

Біографії авторів

Валерій Анатолійович Коток, Український державний університет науки і технологій

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра процесів, апаратів та загальної хімічної технології

Вадим Михайлович Кучер, Український державний університет науки і технологій

Аспірант

Кафедра процесів, апаратів та загальної хімічної технології

Юрій Євгенович Скнар, Український державний університет науки і технологій

Доктор хімічних наук, завідувач кафедри

Кафедра процесів, апаратів та загальної хімічної технології

Ірина Володимирівна Скнар, Український державний університет науки і технологій

Кандидат хімічних наук, доцент

Кафедра процесів, апаратів та загальної хімічної технології

Оксана Вікторівна Демчишина, Криворізький національний університет

Кандидат хімічних наук, доцент

Кафедра збагачення корисних копалин і хімії

Елла Вікторівна Часова, Криворізький національний університет

Кандидат хімічних наук, доцент

Кафедра збагачення корисних копалин і хімії

Посилання

  1. Yang, Y. W., Sun, F. W., Tie, Z. X. (2014). The Status Quo of Mechanical Methods Recycling Waste Printed Circuit Boards. Applied Mechanics and Materials, 666, 383–387. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.666.383
  2. Huang, T., Zhu, J., Huang, X., Ruan, J., Xu, Z. (2022). Assessment of precious metals positioning in waste printed circuit boards and the economic benefits of recycling. Waste Management, 139, 105–115. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2021.12.030
  3. The global E-waste Monitor 2024 – Electronic Waste Rising Five Times Faster than Documented E-waste Recycling: UN. Available at: https://ewastemonitor.info/the-global-e-waste-monitor-2024/
  4. Oke, E. A., Potgieter, H. (2024). Discarded e-waste/printed circuit boards: a review of their recent methods of disassembly, sorting and environmental implications. Journal of Material Cycles and Waste Management, 26 (3), 1277–1293. https://doi.org/10.1007/s10163-024-01917-7
  5. Wang, X., Huang, W., Yan, B., Zhou, S., Zhu, X., Wang, Z. et al. (2025). E-waste recycling: Integrated life cycle assessment and techno-economic analysis unravels pyrometallurgy’s edge and delivers an optimization framework for recovering waste printed circuit boards. Waste Management, 207, 115135. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2025.115135
  6. Ishchenko, V., Sydoruk, T. (2024). Waste electrical and electronic equipment flows in Ukraine. Proceedings of the Institution of Civil Engineers - Waste and Resource Management, 177 (3), 114–121. https://doi.org/10.1680/jwarm.23.00016
  7. Mvokwe, S. A., Oyedeji, O. O., Agoro, M. A., Meyer, E. L., Rono, N. (2025). A Critical Review of the Hydrometallurgy and Pyrometallurgical Recovery Processes of Platinum Group Metals from End-of-Life Fuel Cells. Membranes, 15 (1), 13. https://doi.org/10.3390/membranes15010013
  8. Bizzo, W., Figueiredo, R., De Andrade, V. (2014). Characterization of Printed Circuit Boards for Metal and Energy Recovery after Milling and Mechanical Separation. Materials, 7 (6), 4555–4566. https://doi.org/10.3390/ma7064555
  9. Yang, H., Liu, J., Yang, J. (2011). Leaching copper from shredded particles of waste printed circuit boards. Journal of Hazardous Materials, 187 (1-3), 393–400. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.01.051
  10. Marković, B., Mihajlović, I., Stevanović, Z., Jegdić, B. (2025). Electrochemical behavior of copper with non-standard impurities content. ISIRR 2009 – 10th INTERNATIONAL SYMPOSIUM “INTERDISCIPLINARY REGIONAL RESEARCH” – ROMANIA – HUNGARY – SERBIA. Hunedoara. Available at: http://test.greenmetallurgy.rwth-aachen.de/wp-content/uploads/2025/08/s6_02_id_9157.pdf
  11. Bounoughaz, M., Manzini, M., Ghali, E. (1995). Behaviour of Copper Anodes Containing Oxygen, Silver and Selenium Impurities During Electro-Refining. Canadian Metallurgical Quarterly, 34 (1), 21–26. https://doi.org/10.1179/cmq.1995.34.1.21
  12. Ilkhchi, M. O., Yoozbashizadeh, H., Safarzadeh, M. S. (2007). The effect of additives on anode passivation in electrorefining of copper. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 46 (8), 757–763. https://doi.org/10.1016/j.cep.2006.10.005
  13. Guan, Y., Han, K. N. (1994). An electrochemical study on the dissolution of gold and copper from gold/copper alloys. Metallurgical and Materials Transactions B, 25 (6), 817–827. https://doi.org/10.1007/bf02662764
  14. Muthukumaran, A., Venkataraman, N., Tamilmani, S., Raghavan, S. (2009). Anodic dissolution of copper in dilute hydroxylamine solutions: application to electrochemical mechanical planarisation of copper. Corrosion Engineering, Science and Technology, 44 (2), 101–107. https://doi.org/10.1179/174327808x315669
  15. Laitinen, T., Salmi, K., Sundholm, G., Viinikka, P., Yli-Pentti, A. (1992). The anodic behaviour of tin in sulphuric acid solutions. Electrochimica Acta, 37 (10), 1797–1803. https://doi.org/10.1016/0013-4686(92)85083-w
  16. Giannetti, B. F., Sumodjo, P. T. A., Rabockai, T., Souza, A. M., Barboza, J. (1992). Electrochemical dissolution and passivation of tin in citric acid solution using electron microscopy techniques. Electrochimica Acta, 37 (1), 143–148. https://doi.org/10.1016/0013-4686(92)80023-f
  17. Wang, D., Fu, M., Wang, T., Miao, W., Xiang, L., Le, T., Zhang, L. (2025). Ultrasonic Enhancement of Tin Dissolution in NaOH/H2O2 System: Electrochemical and Passivation Modulation. Metals, 15 (9), 1016. https://doi.org/10.3390/met15091016
  18. Taninouchi, Y.-k., Uda, T. (2021). Rapid Oxidative Dissolution of Metallic Tin in Alkaline Solution Containing Iodate Ions. Journal of Sustainable Metallurgy, 7 (4), 1762–1771. https://doi.org/10.1007/s40831-021-00450-3
  19. El-Sherif, R. M., Badawy, W. A. (2011). Mechanism of Corrosion and Corrosion Inhibition of Tin in Aqueous Solutions Containing Tartaric Acid. International Journal of Electrochemical Science, 6 (12), 6469–6482. https://doi.org/10.1016/s1452-3981(23)19694-5
  20. Gernon, M. D., Wu, M., Buszta, T., Janney, P. (1999). Environmental benefits of methanesulfonic acid. Green Chemistry, 1 (3), 127–140. https://doi.org/10.1039/a900157c
  21. Binnemans, K., Jones, P. T. (2024). Methanesulfonic acid (MSA) in clean processes and applications: a tutorial review. Green Chemistry, 26 (15), 8583–8614. https://doi.org/10.1039/d4gc02031f
  22. Bengoa, L. N., Pary, P., Conconi, M. S., Egli, W. A. (2017). Electrodeposition of Cu-Sn alloys from a methanesulfonic acid electrolyte containing benzyl alcohol. Electrochimica Acta, 256, 211–219. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2017.10.027
  23. Tang, C., Deng, X., Chen, Y., Li, Y., Deng, C., Zhu, Q. et al. (2021). Electrochemical dissolution and recovery of tin from printed circuit board in methane–sulfonic acid solution. Hydrometallurgy, 205, 105726. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2021.105726
  24. Kotok, V., Sknar, Y., Butyrina, T., Sknar, I., Sukha, I., Demchyshyna, O. (2025). Determination of the efficiency and selectivity of anodic dissolution of a heat-resistant rhenium-containing superalloy in chloride-containing media with sulfuric or methanesulfonic acids. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (6 (137)), 32–40. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.342421
  25. Kotok, V., Sknar, Y., Butyrina, T., Sknar, I., Demchyshyna, O., Chasova, E. (2025). Determination of the electrochemical dissolution feasibility of a superalloy used in turbine components in alkaline solutions with additives. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (12 (136)), 12–20. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.337836
  26. Kovalenko, V., Kotok, V. (2017). Selective anodic treatment of W(WC)-based superalloy scrap. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (5 (85)), 53–58. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.91205
  27. Kovalenko, V., Kotok, V. (2020). Investigation of the anodic behavior of w-based superalloy for electrochemical selective treatment. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (12 (108)), 55–60. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.218355
  28. Kovalenko, V., Kotok, V. (2021). Comparative investigation of different types of nickel foam samples for application in supercapacitors and other electrochemical devices. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (12 (111)), 32–38. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.234251
  29. Mecucci, A., Scott, K. (2002). Leaching and electrochemical recovery of copper, lead and tin from scrap printed circuit boards. Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 77 (4), 449–457. https://doi.org/10.1002/jctb.575
Визначення закономірностей анодного розчинення багатокомпонентного сплаву продукту переробки друкованих плат, в електролітах на основі сірчаної та метансульфонової кислот

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-06-29

Як цитувати

Коток, В. А., Кучер, В. М., Скнар, Ю. Є., Скнар, І. В., Демчишина, О. В., & Часова, Е. В. (2026). Визначення закономірностей анодного розчинення багатокомпонентного сплаву продукту переробки друкованих плат, в електролітах на основі сірчаної та метансульфонової кислот. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(6 (141), 48–55. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.364664

Номер

Том 3 № 6 (141) (2026): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2026 Valerii Kotok, Vadym Kucher, Yuri Sknar, Irina Sknar, Oksana Demchyshyna, Ella Chasova

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.