يمكن تقسيم عملية الاسترداد المتزامن للذهب والفضة والبلاديوم من الخردة الإلكترونية بواسطة عملية الصهر بالتحليل الكهربائي في الفرن الدوار المتكامل إلى الخطوات الرئيسية التالية، والتي تجمع بين مزايا البيرميتالورجيا والهيدروميتالورجيا لتحقيق استرداد معدني فعال وصديق للبيئة:

1. المعالجة المسبقة للنفايات الإلكترونية

التفكيك والفرز: إزالة المكونات غير المعدنية مثل البلاستيك والمطاط، وفصل المكونات التي تحتوي على معادن ثمينة (مثل لوحات الدوائر والاتصالات) من خلال الفصل المغناطيسي، وفصل التيار الدوامي، وما إلى ذلك.

التكسير والطحن: سحق المواد إلى جزيئات صغيرة لزيادة مساحة السطح وتحسين كفاءة التفاعلات اللاحقة.

الدفع والتكوير: خلط المواد المحتوية على المعادن الثمينة مع المواد المضافة (مثل البوراكس والحجر الجيري) والمعادن الملتقطة (مثل النحاس والرصاص) لتشكيل جزيئات مناسبة للصهر.

2. صهر الفرن الدوار

الصهر في درجات حرارة عالية: في جو اختزالي عند درجة حرارة تتراوح بين 1200 و1400 درجة مئوية، يتم التقاط المعادن الثمينة (الذهب، والفضة، والبلاديوم) بواسطة المعادن الملتقطة المنصهرة (مثل النحاس) لتشكيل مرحلة السبائك. يشكل التدفق خبثًا، ويفصل الشوائب (مثل SiO2 وAl2O3).

فصل الطور المعدني عن الخَبَث: يؤدي فرق الكثافة إلى غرق الطور المعدني وطفو الخَبَث. تتركز المعادن الثمينة في الطور المعدني (مثل سبائك النحاس) ويمكن معالجة الخبث بشكل أكبر أو التخلص منه.

3. التكرير الكهربائي

إعداد الأنود: يتم صب الطور المعدني في صفيحة الأنود، ويستخدم الكاثود صفيحة نحاسية نقية، ويكون الإلكتروليت عبارة عن محلول كبريتات النحاس.

عملية التحليل الكهربائي: بعد تطبيق الطاقة، يذوب النحاس الموجب (Cu → Cu²⁺ + 2e⁻)، ولا تذوب المعادن الثمينة بسبب خمولها الكيميائي وترسب على شكل طين الأنود.

جمع طين الأنود: يتم كشط طين الأنود الغني بالذهب والفضة والبلاديوم بانتظام ويدخل مرحلة التنقية الرطبة.

4. الفصل الهيدروميتالورجي للمعادن الثمينة

استخلاص الفضة باستخدام حمض النيتريك: استخدم حمض النيتريك المخفف لإذابة الفضة في طين الأنود (3Ag + 4HNO₃ → 3AgNO₃ + NO↑ + 2H₂O)، ثم قم بتصفية محلول AgNO₃، ثم قم باختزاله إلى فضة نقية.

يذيب الماء الملكي الذهب والبلاديوم: يذوب الخبث المتبقي في الماء الملكي (HNO₃:HCl=1:3):

Au + HNO3 + 4HCl → HAuCl3 + NO3 + 2H2O

Pd+ HNO3 + 4HCl → H2PdCl3 + NO3 + 2H2O

الفصل والاستعادة:

الذهب: يتم تقليل HAuCl₄ باستخدام كبريتيت الصوديوم أو حمض الأكساليك للحصول على مسحوق الذهب.

البلاديوم: اضبط درجة الحموضة أو أضف الأمونيا لترسيب البلاديوم بشكل انتقائي (مثل توليد [Pd(NH₃)₄]Cl₂)، ثم قم بتقليصه إلى البلاديوم المعدني.

تستخدم هذه العملية تقنية الاحتراق المخصب بالأكسجين أو استعادة الحرارة المهدرة لتقليل استهلاك الطاقة، وتحقق استعادة فعالة للمعادن الثمينة في النفايات الإلكترونية من خلال التآزر بين الفرن الدوار ومعدات الهيدروميتالورجية.