Thu hồi Ag từ nước thải phim đen trắng và X quang.

1. Đặc tính nước thải phim trắng đen

• Thành phần chính: Phức chất bạc thiosulfate (Ag(S₂O₃)₂³⁻) từ quá trình định hình (fixing) trong xử lý phim.

• pH: Thường trung tính đến kiềm nhẹ (pH 6–8).

Nồng độ Ag: Dao động từ 5–20 g/m³ tùy quy trình.
2. Phương pháp thu hồi bạc

a. Điện phân (Electrowinning)

• Nguyên lý: Khử ion Ag⁺ thành Ag kim loại bằng dòng điện.

• Thiết bị:

  • Cực âm (Cathode): Thép không gỉ (316L) hoặc graphite.

  • Cực dương (Anode): Titan phủ oxide (DSA) hoặc thép không gỉ.

  • Điện áp: 2–5 V, dòng 0.1–0.5 A/dm².

• Quy trình:

  1. Lọc nước thải qua màng 1 µm để loại tạp chất hữu cơ.

  2. Điều chỉnh pH về 6–7 bằng H₂SO₄ loãng hoặc NaOH.

  3. Điện phân ở nhiệt độ 25–40°C, khuấy nhẹ để tăng hiệu suất.

  4. Thu lớp Ag bám trên cathode, rửa sạch bằng nước cất và sấy khô.

Hiệu suất: ~95–98% nếu nồng độ Ag > 10 g/m³.

b. Kết tủa hóa học

• Phương án 1: Dùng Na₂S (Sodium Sulfide)

  • Phản ứng:

    2Ag(S2​O3​)23−​+S2−→Ag2​S↓+4S2​O32−​

  • Cách làm:

    • Thêm Na₂S từ từ đến dư (tỉ lệ 1:1.5 mol so với Ag).

    • Lọc kết tủa Ag₂S đen, rửa bằng nước nóng.

    • Nung Ag₂S ở 1200°C trong lò khử (với than hoạt tính) để thu Ag kim loại:

    • Ag2​S+C→2Ag+CS2​↑

• Phương án 2: Dùng NaBH₄ (Sodium Borohydride)

  • Phản ứng khử trực tiếp:
    4Ag(S2​O3​)23−​+NaBH4​+2H2​O→4Ag↓+NaBO2​+8S2​O32−​+6H+

  • Ưu điểm: Tạo Ag nguyên chất, không cần nung.

c. Thay thế kim loại (Metallic Replacement)

• Nguyên lý: Dùng Fe hoặc Zn để khử Ag⁺.

  • Phản ứng:

  • 2Ag(S2​O3​)23−​+Fe→2Ag↓+Fe2++4S2​O32−​

  • Cách làm:

    1. Thêm bột sắt (Fe) hoặc mạt kẽm (Zn) vào nước thải.

    2. Khuấy đều 2–4 giờ, pH tối ưu 3–5 (dùng H₂SO₄ điều chỉnh).

Lọc lấy bột Ag, rửa bằng HCl loãng để loại Fe dư.
d. Trao đổi ion (Ion Exchange)

• Nhựa trao đổi: Chọn loại có nhóm thiol (-SH) hoặc amin bậc 4 (ví dụ: Lewatit TP 214).

• Quy trình:

  1. Cho nước thải qua cột nhựa, Ag(S₂O₃)₂³⁻ bị giữ lại.

  2. Rửa giải Ag bằng HNO₃ 10% hoặc NaCl bão hòa.

  3. Tinh chế dung dịch rửa giải bằng điện phân hoặc kết tủa.

3. Tinh chế bạc thu hồi

• Nung chảy:

  • Nung bạc thô ở 1000°C trong lò graphit với borax (Na₂B₄O₇) làm chất trợ chảy.

  • Đúc thành thỏi, độ tinh khiết đạt 99.9%.

4. Lưu ý an toàn

• Hóa chất:

  • Na₂S sinh H₂S độc — cần hệ thống hút khí.

  • Đeo PPE (găng tay, kính, mặt nạ phòng độc).

• Xử lý chất thải:

  • Trung hòa nước thải sau thu hồi Ag để đạt tiêu chuẩn môi trường.

5. Hiệu quả kinh tế

• Chi phí:

  • Điện phân tốn điện nhưng cho Ag tinh khiết cao.

  • NaBH₄ đắt nhưng phù hợp cho quy mô nhỏ.

• Giá trị thu hồi:

  • 1 m³ nước thải chứa ~10 g Ag → thu ~9.5 g Ag 

Kết luận: Tùy quy mô và nồng độ Ag, nên kết hợp phương pháp điện phân (cho nồng độ cao) và trao đổi ion (cho nồng độ thấp). Test quy mô phòng thí nghiệm trước khi triển khai công nghiệp.

​​​​​​​