Ультразвуковая многоэлектродная электро-физическая ионизация для высокочистого извлечения благородных, базовых и редкоземельных металлов из техногенных хвостов Кыргызстана (ИЗВЕСТИЯ НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ, 2026)
Предложена оригинальная, многокомпонентная технология экстракции благородных, базовых и редкоземельных элементов из техногенных отходов Кыргызстана, в основе которой — электро-физическая ионизация (ЭФИ), дополненная кавитационно-активируемым ультразвуком и реализованная в пространственно распределённой многоэлектродной схеме. Исследование преследовало двуединую цель: (i) сформулировать физико-химическое обоснование процессов, обеспечивающих предельную селективность и высокую энергетическую рентабельность, и одновременно (ii) смоделировать режимы, минимизирующие генерацию вторичных загрязнителей. В качестве исходного сырья анализировались хвосты обогатительных фабрик, металлургические шлаки и шламы, аккумулированные в ключевых горнопромышленных провинциях страны. Экспериментальная программа, построенная на методологии поверхности отклика, позволила «тонко подстроить» критические параметры: потенциал 6 – 12 В, межэлектродный зазор 1,0 – 1,5 см, молярность электролита 0,5 – 1 М, акустическая мощность < 300 Вт, продолжительность обработки 30 – 65 мин. Итог — рекордные коэффициенты извлечения: Cu — 96,8 %, Zn — 93,5 %, Ag — 92,1 %, Au — 88,5 %; для редкоземельных представителей La и Nd соответствующие значения достигли 79,7 % и 81,1 %. Чистота полученных осадков, верифицированная комплексом ICP-OES / SEM-EDX, превысила 99,8 ‰ (Cu) и 99,5 ‰ (Au, Ag). Синергия ультразвуковой кавитации и многоэлектродного поля снижает энергетический барьер электрохимических реакций, дезагрегирует твёрдую фазу, ускоряет массоперенос, а равномерное распределение тока препятствует пассивации анодов. Сопоставление с классическими гидро- и пирометаллургическими маршрутами выявило существенное (кратно-десятковое) сокращение энергопотребления при полном отказе от опасных реагентов. Разработанный подход не только открывает дорогу комплексной утилизации накопленных отходов, сокращая экологические риски, но и формирует альтернативную минерально-сырьевую базу критически значимых металлов, способную придать дополнительный импульс экономике Кыргызской Республики.
Keywords: электро-физическая ионизация, ультразвуковая активация, промышленные отходы, извлечение металлов, редкоземельные элементы, оптимизация процесса, экологическая безопасность