Review of Silver Recovery Technique

Review of Silver Recovery Techniques from Radiographic Effluent and X-ray Film Waste

Samson O. Masebinu and Edison Muzenda, Member, IAENG




Abstract— This paper highlights the techniques for silver recovery from radiographic waste; effluent and X-ray films. The decline in silver natural resource has increased the cost of sourcing for pure silver. The ecological problems caused by the disposal of radiographic waste is a huge motivation for increased recovery, regeneration and recycling process. The negative impact of pure silver on human and the environment is low but its soluble salt and emission from its recovery process pose a great risk to the ecosystem. Pyro-metallurgical processes of silver recovery requires heat >950°C which also destroys the polymer substrate. Hydrometallurgical processes such as electrolysis, metallic replacement, chemical precipitation and adsorption, are often used and provides high purity and efficiency. A proposed research work for silver recovery based on chemical precipitation using oxalic acid has been presented.

Keywords—Hydrometallurgy, Pyro-metallurgy, Radiographic waste, Silver recovery

I. INTRODUCTION

INCREASING demand for precious metals in industrial activities has increased intensive studies for their extraction from every form of waste and ores. Industries produces large amount of solid and liquid waste which are primarily of two components; organic and inorganic [1]. Organic wastes which are biodegradable can be reduced to less harmful substances before disposal into the environment. Inorganic waste consist of metallic and non-metallic components [1]. The metallic part consist of some precious metals such as silver, the recovery of which is of interest to this study, and other form of heavy metals. Silver (Ag), a precious metal, is generally obtained from natural sources also as a by-product of metallurgical and industrial processes and has been applied in different forms including electronic, pulp, jewellery and radiographic industries [2], [3]. Its antimicrobial and anti-inflammatory properties in the medical field has been useful in managing burns, roles in antibiotics, surgical and wound dressing [2]. Silver is used in radiographic industries due to its high photosensitivity characteristics [4]. World silver production was reported to be insufficient to meet the demand which is steadily increasing by ~2-2.5% yearly [5]. Due to the decreasing amount of silver natural resources as well as the high cost of regenerating silver from waste, the cost of silver production has risen rapidly [4]. Syed, et al. [1] reported that most

Manuscript received July 19, 2014; revised August 10, 2014. This work was supported by the Faculty of Engineering and the Built Environment, University of Johannesburg.

Samson O. Masebinu is with the department of Chemical Engineering, University of Johannesburg, Doornfontein, South Africa ([e-mail]).

Edison Muzenda is a Professor of Chemical Engineering. He is the head of Environmental and Process Systems Engineering Research Unit, Faculty of Engineering and the Built Environment, University of Johannesburg, Doornfontein, P O Box 17011, 2028, South Africa (Email: [e-mail]).


methods for silver recovery are not cost effective thus creating economic and ecological problems. The ecological problems caused by the disposal of silver enriched effluent is driving factor for increased recovery, regeneration and recycling of this particular effluent and other industrial waste [1]. The ecological acceptance concentration is

Kết quả (Việt) 1:

Review of Silver Recovery Techniques from Radiographic Effluent and X-ray Film WasteSamson O. Masebinu and Edison Muzenda, Member, IAENG Abstract— This paper highlights the techniques for silver recovery from radiographic waste; effluent and X-ray films. The decline in silver natural resource has increased the cost of sourcing for pure silver. The ecological problems caused by the disposal of radiographic waste is a huge motivation for increased recovery, regeneration and recycling process. The negative impact of pure silver on human and the environment is low but its soluble salt and emission from its recovery process pose a great risk to the ecosystem. Pyro-metallurgical processes of silver recovery requires heat >950°C which also destroys the polymer substrate. Hydrometallurgical processes such as electrolysis, metallic replacement, chemical precipitation and adsorption, are often used and provides high purity and efficiency. A proposed research work for silver recovery based on chemical precipitation using oxalic acid has been presented.Keywords—Hydrometallurgy, Pyro-metallurgy, Radiographic waste, Silver recoveryI. INTRODUCTIONINCREASING demand for precious metals in industrial activities has increased intensive studies for their extraction from every form of waste and ores. Industries produces large amount of solid and liquid waste which are primarily of two components; organic and inorganic [1]. Organic wastes which are biodegradable can be reduced to less harmful substances before disposal into the environment. Inorganic waste consist of metallic and non-metallic components [1]. The metallic part consist of some precious metals such as silver, the recovery of which is of interest to this study, and other form of heavy metals. Silver (Ag), a precious metal, is generally obtained from natural sources also as a by-product of metallurgical and industrial processes and has been applied in different forms including electronic, pulp, jewellery and radiographic industries [2], [3]. Its antimicrobial and anti-inflammatory properties in the medical field has been useful in managing burns, roles in antibiotics, surgical and wound dressing [2]. Silver is used in radiographic industries due to its high photosensitivity characteristics [4]. World silver production was reported to be insufficient to meet the demand which is steadily increasing by ~2-2.5% yearly [5]. Due to the decreasing amount of silver natural resources as well as the high cost of regenerating silver from waste, the cost of silver production has risen rapidly [4]. Syed, et al. [1] reported that mostManuscript received July 19, 2014; revised August 10, 2014. This work was supported by the Faculty of Engineering and the Built Environment, University of Johannesburg.Samson O. Masebinu is with the department of Chemical Engineering, University of Johannesburg, Doornfontein, South Africa ([e-mail]).Edison Muzenda is a Professor of Chemical Engineering. He is the head of Environmental and Process Systems Engineering Research Unit, Faculty of Engineering and the Built Environment, University of Johannesburg, Doornfontein, P O Box 17011, 2028, South Africa (Email: [e-mail]). methods for silver recovery are not cost effective thus creating economic and ecological problems. The ecological problems caused by the disposal of silver enriched effluent is driving factor for increased recovery, regeneration and recycling of this particular effluent and other industrial waste [1]. The ecological acceptance concentration is <5mg/l Ag [6].Radiographs, still and motion industry wastes are excellent sources for silver recovery. Approximately 2 billion radiographs per year are taken around the world which include chest X-rays, mammograms and CT scan [7]. 94-98% of the X-rays taken are in the medical fields producing photographic chemicals and scrap films as waste [7]. Radiographic films used in the medical field are polyester sheets coated on both sides by radioactive materials which are light sensitive [7]. Abdel-Aal and Farghaly [8] reported that 1kg of developed X-ray film contains 14-17g of silver. Most photographic chemicals for developing X-ray films are made from silver salt. Due to the high photosensitivity of silver halide, about 8.3% of silver is used in photography [5]. The effluent of X-ray films processing facilities can reach a silver content of 1-12g/l [5]. The method for silver recovery in broad terms are either hydrometallurgical or pyro-metallurgical processes [8]. The hydrometallurgical processes are through electrolysis, metallic replacement, chemical precipitation, adsorption and liquid membrane [2], [3], [5]-[7]. Biosorption is also a possible technique for silver recovery which is a physico-chemical & metabolic process based on absorption, adsorption, ion exchange and precipitation mechanisms [9]-[13]. Pyro-metallu

Kết quả (Việt) 2:

Xem xét các kỹ thuật phục hồi bạc từ chụp ảnh phóng xạ thải và X-ray phim chất thải

Samson O. Masebinu và Edison Muzenda, Thành viên, IAENG  Abstract- liệu này nêu bật các kỹ thuật phục hồi bạc từ chất thải chụp ảnh phóng xạ; nước thải và X-ray phim. Sự suy giảm nguồn tài nguyên thiên nhiên bạc đã làm tăng chi phí của các nguồn cung ứng cho bạc tinh khiết. Những vấn đề sinh thái gây ra bởi việc xử lý chất thải X quang là một động lực rất lớn cho tăng quá trình phục hồi, tái sinh và tái chế. Tác động tiêu cực của bạc nguyên chất của con người và môi trường là thấp nhưng muối hòa tan và khí thải từ quá trình phục hồi của nó đặt ra một nguy cơ lớn đối với hệ sinh thái. Quá trình Pyro-luyện kim của phục hồi bạc đòi hỏi nhiệt> 950 ° C mà còn phá hủy các chất nền polymer. Các quá trình thủy luyện như điện phân, thay thế kim loại, kết tủa hóa học và hấp phụ, thường được sử dụng và cung cấp độ tinh khiết cao và hiệu quả. Một công trình nghiên cứu đề xuất thu hồi bạc dựa trên kết tủa hóa học sử dụng axit oxalic đã được trình bày. Từ khoá-hydrometallurgy, Pyro-luyện kim, chất thải X quang, bạc phục hồi I. GIỚI THIỆU TĂNG nhu cầu đối với kim loại quý trong các hoạt động công nghiệp đã tăng các nghiên cứu chuyên sâu để khai thác của họ từ mọi hình thức của chất thải và quặng. Các ngành công nghiệp sản xuất số lượng lớn các chất thải rắn và chất lỏng trong đó chủ yếu là hai thành phần; hữu cơ và vô cơ [1]. Chất thải hữu cơ có thể phân hủy có thể được giảm đến các chất ít độc hại trước khi thải ra môi trường. Chất thải vô cơ bao gồm kim loại và phi kim loại thành phần [1]. Phần kim loại bao gồm một số kim loại quý như bạc, sự phục hồi trong đó là quan tâm đến nghiên cứu này, và các hình thức khác của các kim loại nặng. Bạc (Ag), một kim loại quý, thường được lấy từ các nguồn tự nhiên cũng như một sản phẩm phụ của quá trình luyện kim và công nghiệp và đã được áp dụng trong các hình thức khác nhau bao gồm cả điện tử, bột giấy, đồ trang sức và các ngành X quang [2], [3]. Đặc tính kháng khuẩn và chống viêm của nó trong lĩnh vực y tế đã được hữu ích trong việc quản lý bỏng, vai diễn trong các thuốc kháng sinh, phẫu thuật và vết thương thay đồ [2]. Bạc được sử dụng trong các ngành công nghiệp chụp ảnh phóng xạ do các đặc điểm nhạy cao của nó [4]. Sản xuất bạc thế giới đã được báo cáo là không đủ để đáp ứng nhu cầu đó là đều đặn tăng ~ 2-2,5% mỗi năm [5]. Do số lượng giảm của các nguồn tài nguyên thiên nhiên bạc cũng như chi phí cao của khả năng tái tạo màu bạc từ chất thải, chi phí sản xuất bạc đã tăng lên nhanh chóng [4]. Syed, et al. [1] đã báo cáo rằng hầu hết các bản thảo đã nhận được 19 Tháng 7 năm 2014; sửa đổi ngày 10 tháng 8 năm 2014. Công trình này được hỗ trợ bởi Khoa Kỹ thuật và Môi trường xây dựng, Đại học Johannesburg. Samson O. Masebinu là với các bộ phận của Hoá học, Đại học Johannesburg, Doornfontein, Nam Phi ([e-mail] .ac.za). Edison Muzenda là một giáo sư kỹ thuật hóa học. Ông là người đứng đầu đơn vị hệ thống môi trường và quá trình nghiên cứu kỹ thuật, Khoa Kỹ thuật và Môi trường xây dựng, Đại học Johannesburg, Doornfontein, PO Box 17011, 2028, Nam Phi (Email: [e-mail]). Phương pháp bạc phục hồi được không có hiệu quả do đó tạo ra các vấn đề kinh tế và sinh thái. Những vấn đề sinh thái gây ra bởi việc xử lý nước thải giàu bạc là lái xe cho yếu tố tăng phục hồi, tái tạo và tái chế chất thải này thải và khác biệt công nghiệp [1]. Nồng độ chấp nhận sinh thái là <5mg / l Ag [6]. X quang, vẫn còn và chất thải công nghiệp chuyển động là nguồn tuyệt vời cho phục hồi bạc. Khoảng 2 tỷ X quang mỗi năm được lấy trên toàn thế giới trong đó bao gồm chụp X-quang, chụp nhũ ảnh và CT scan [7]. 94-98% của X-quang là trong các lĩnh vực y tế sản xuất hóa chất chụp ảnh và phim phế liệu là chất thải [7]. Phim X quang được sử dụng trong lĩnh vực y tế là tấm polyester tráng trên cả hai mặt của chất phóng xạ đó là ánh sáng nhạy cảm [7]. Abdel-AAL và Farghaly [8] đã báo cáo rằng 1kg phát triển bộ phim X-ray chứa 14-17g bạc. Hầu hết các hóa chất chụp ảnh để phát triển bộ phim X-ray được làm từ muối bạc. Do sự nhạy cao của halogen bạc, khoảng 8,3% của bạc được sử dụng trong nhiếp ảnh [5]. Nước thải của bộ phim X-quang cơ sở chế biến có thể đạt được một hàm lượng bạc 1-12g / l [5]. Phương pháp phục hồi bạc trong nghĩa rộng là quá trình hoặc thủy luyện hoặc Pyro luyện kim [8]. Các quá trình thủy luyện là bằng điện phân, thay thế kim loại, kết tủa hóa học, hấp phụ và màng chất lỏng [2], [3], [5] - [7]. Biosorption cũng là một kỹ thuật có thể cho phục hồi bạc mà là một lý hóa và quá trình trao đổi chất dựa trên sự hấp thụ, hấp phụ, trao đổi ion và các cơ chế kết tủa [9] - [13]. Pyro-metallu