Извлечение благородных металлов из электронного лома

Обновлено: 03.05.2024

Использование: касается извлечения золота и серебра из электронных плат, лома электронных приборов, отходов радиотехнической, электронной и часовой промышленности. Суть: электронные плато или лом электронных приборов обрабатывают азотной кислотой при температуре 50 - 70 o C. Затем отходы измельчают и обрабатывают доукрепленной до исходной концентрации азотной кислотой при 90 o C в течение двух часов, а затем при температуре кипения.

Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано для извлечения золота и серебра из электронных плат отработанных электронных машин типа Минск-32, ЕС-1035 и СМ-1420, лома и отходов электронной, радиотехнической и часовой промышленности.

Известен пирометаллургический способ извлечения золота, серебра и платиноидов из лома электроприборов, шламов от снятия позолоты, из зол от сжигания фотопленки и отработанных катализаторов. Этот метод предусматривает измельчение материала, его комкование в окатыши и последующую их уплавку в шахтной печи с добавлением глета и кокса, при использовании в качестве флюса известняка, кварцевого песка, железной окалины, пирита, медьсодержащих шлаков и оборотных штейнов. После удаления шлака получают свинец с суммарным содержанием золота, серебра и платиноидов 9 15% По этой схеме в Австрии фирмой Comption Lyon Allmond Lonjot построен завод, который ежегодно получает из вторичного сырья 3 т золота, 70 т серебра, 250 кг платины и 300 кг палладия ["ЭИ" ЦНИИцветмет, сер. Вторичная металлургия цветных металлов, 1983, N 5] Недостатком этого способа является попадание в измельченный продукт измельченной пластмассовой подложки /основы/ для крепления электронных деталей, в количестве до 60% от обрабатываемой смеси и при плавке которой в воздух выделяются вредные газовые выбросы, трудно поддающиеся очистке, и поэтому загрязняющие воздух фенолами, диоксинами и другими токсинами.

Известен также способ выщелачивания слоя электронного скрапа смесью азотной и соляной кислот /"царская водка"/. Способ предусматривает растворение золота путем перколяции кислот через слой электронного лома в перколяторе с ложным дном, что эффективнее перемешивания в реакторе [Япония, патент N 56-191054 от 28.01.81] Более близким к предполагаемому способу является гидрометаллургический способ выщелачивания лома электронных приборов азотной кислотой. По этому способу лом выщелачивают 30 60% азотной кислотой при перемешивании продолжительностью, достаточной для достижения в растворе концентрации меди, равной 150 г/л. После этого от полученной пульпы отделяют частицы пластмассы, освобожденную от пластмассы пульпу обрабатывают серной кислотой, доводя ее концентрацию до 40% отгоняют окислы азота, адсорбируя их в специальной колонне. При этом кристаллизуют сульфаты меди, осаждают золото и оловянную кислоту. Затем из полученной пульпы отделяют раствор и из него извлекают серебро и платиноиды путем цементации их медью, а промытый осадок подвергают плавке, в результате которой получают корольки золота [ГДР, патент N 253048 от 01.10.86. VEB Bergbau und Huffen Kombinat "Albert Funk"] Наиболее близким к предполагаемому изобретению является гидрометаллургический способ выщелачивания лома электронных приборов азотной кислотой или смесью азотной кислоты с соляной.

Недостатками этого способа являются чрезмерно большая масса измельченного лома, подвергаемая азотнокислотной обработке из-за двух-трехкратного ее увеличения за счет соизмельчения пластмассовой подложки, на которой крепятся электронные детали, поскольку ручное их отделение требует больших трудовых затрат, непомерно высокий расход химикатов, связанный с необходимостью обработки кислотами увеличенной массы измельченного лома, низкое содержание золота и серебра при высоких содержаниях сопутствующих примесей в осадках, подвергаемых аффинажной очистке, выделение в воздух токсинов и заражение ими воздуха из-за выделения токсинов при химической деструкции пластмассы крепкими растворами кислоты при повышенных температурах.

Указанные недостатки устраняются тем, что извлечение золота и серебра из электронных плат, лома электронных приборов, отходов радиотехнической и часовой промышленности, включающее измельчение пластмассовых плат, обработку азотной кислотой, отгонку окислов азота, осаждение и переосаждение благородных металлов, прокаливание и плавку полученных осадков до получения слитков благородных металлов, причем обработку азотной кислотой проводят вначале при температуре 50 70 град. Цельсия, после чего электронные детали измельчают и обрабатывают доукрепленной кислотой при 90 град. Цельсия в течение 2 часов, затем при температуре кипения до полной денитрации раствора.

В ванну, заполненную 30%-ным раствором азотной кислоты с температурой 40 70 град. Цельсия, погружают пластмассовые плато с электронными деталями и выдерживают их в растворе при периодическом встряхивании до полного отваливания с плат электронных деталей. Это достигается при удельном расходе 30%-ного раствора азотной кислоты 0,20 0,22 л/плато на протяжении времени до 10 часов. В равновесном растворе в момент отвала электронных деталей содержится 5 мг/л золота, 46 мг/л серебра и 54,4 г/л меди.

Освобожденные от электронных деталей плато после промывки направляют в утиль, а электронные детали измельчают.

При проведении опыта приготавливали 30%-ный раствор азотной кислоты в количестве 200 мл, нагревали его, например, до 60 град. Цельсия, выливали в кислотостойкую кювету, по форме близкую к плато, и помещали в него плато с отработанными электронными деталями, плато периодически встряхивали (2 3 раза в час) и после отваливания от него электродеталей освобожденное плато вынимали из кюветы. Раствор сливали в стакан, промытые детали измельчали в мельнице. Отработанный раствор доводили до объема 500 мл, доукрепляли по азотной кислоте до 30% помещали в него измельченные детали и нагревали 2 часа при температуре 90 град. Цельсия, вводили 50 мл концентрированной серной кислоты и кипятили 3 4 часа для его полной денитрации.

Всего было обработано 9 пластмассовых плат с электронными деталями от ЭВМ Минск-32 и по одному электронному плато с ЭВМ ЕС-1035 и СМ-1420. После химического препарирования получено 426 г плат, освобожденных от электронных деталей, и 400 г электронных деталей (табл.1). После измельчения до крупности 94% по классу 0,2 мм измельченная масса была усреднена и проанализирована. Содержание в измельченном продукте составило: золото 0,4 г/кг, серебро 0,13 г/кг и меди 6,1% При измельчении образовалась металлическая вата, выход которой по весу составил 1% от веса измельченных электронных деталей. Содержание в ней золота составило 9,4 г/кг, серебра 0,4 г/кг и меди 40,3 г/л (табл.2).

Эффективность препарирующего воздействия была проверена на электронных плато ЭВМ других марок (табл.3), а именно на ЕС-1035 и СМ-1420. Полученные данные свидетельствуют об одинаковой эффективности химического препарирования электронных плат этих машин в сравнении с электронными плато ЭВМ Минск-32.

Измельченные электронные плато были подвергнуты последовательной обработке азотной кислотой, приготовленной из отработанного препарирующего раствора в течение 3 4 часов в количестве 500 мл 30%-ной кислоты на 100 г измельченного материала, денитрации при последовательном введении серной или соляной кислоты при нагревании до температуры 80 100 град. Цельсия и улавливании окислов азота в специальной стандартной колонне. В растворе после обработки азотной кислотой обнаружено меди 91 г/л, золота 600 1000 мг/л и серебра 1 мг/л.

Денитрованный раствор вместе с мелкими шламами хлористого серебра сливают с измельченного выщелоченного продукта, который для уменьшения потерь промывали 3 4 раза отстоявшимся раствором и прибавляли небольшими порциями 40 мл 10%-ного раствора хлористого гидразина при одновременном нагревании до 80 100 град. Цельсия. Раствор отстаивали 1 2 часа и фильтровали через бумажный фильтр. Фильтр с осадком промывали разбавленной 1:100 соляной или серной кислотой, затем водой и переносили в фарфоровый тигель, бумажный фильтр высушивали на песчаной бане и осторожно озоляли в муфеле и затем прокаливали при температуре 700 800 град. Цельсия до получения порошкового золота чистотой 76% и наличия серебра до 10% Переплавка порошка в слитки не представляет труда при подшихтовке в тигле с 2 г соды, 0,6 г буры и 1 г селитры [Барышников И.Ф. Пробоотбирание и анализ благородных металлов. М. Металлургиздат, 1978, с. 182 183] Из маточника после осаждения золота гидразином при выпаривании кристаллизовали водную соль сернистой меди (медный купорос) в количестве 90 - 150 г/г золота.

В ванну, заполненную смесью азотной и соляной кислот в соотношении 1:3, при комнатной температуре погружают пластмассовые плато с электронными деталями и выдерживают их в растворе при периодическом встряхивании в течение одного двух часов до полного отваливания с плато электронных деталей. Это достигается при удельном расходе препарирующего раствора 0,133 л/плато. В равновесном растворе в момент отваливания электронных деталей содержится 21 мг/л золота, 30 мг/л серебра и 75 г/л меди (табл.4).

Введение соляной кислоты в препарирующую смесь в соотношении 1 часть азотной кислоты и 3 части соляной кислоты синергетизировало отделение электронных деталей с пластмассового плато. В результате этого уменьшился удельный расход препарирующего раствора от 0,22 л/плато (азотная кислота) до 0,132 л/плато или 1,3 мл/г плато или 2,2 2,4 мл/г электронных деталей (смесь кислот) и сократило продолжительность отваливания электронных деталей с пластмассового плато с 10 до 1 2 часов. Использование в качестве препарирующего раствора 15% -ной соляной кислоты оказалось менее эффективным, чем обработка плато с электронными деталями азотной кислотой. Так, обработка одного плато IY-1 2RB в течение до 24 часов ни при комнатной температуре, ни при нагревании не отделила электронных деталей с пластмассового плато. Содержание компонентов в равновесном солянокислом растворе составило по меди 1,74 г/л, по золоту менее 0,1 мг/л и по серебру 5 мг/л. Это подтверждает синергетизацию свойств препарирующего раствора при приготовлении его из смеси азотной и соляной кислот.

Замена соляной кислоты на серную ухудшила разделяющие свойства препарирующего раствора, и этим раствором удалось отделить электронные детали только с одного плато N YIII-5 (удельный расход раствора 1 л/плато) при концентрации в равновесном растворе меди 13,8 г/л, золота 4,7 мг/л и серебра 27 мг/л.

После химического препарирования освобождено от электронных деталей 15 пластмассовых плат общим весом 756 г с интервалом колебания их весов от 42 до 102 г и получено 656 г электронных деталей различных марок. Последние были измельчены без предварительной сортировки и подвергнуты дальнейшей обработке смесью соляной и азотной кислоты, приготовленной на основе отработанного препарирующего раствора.

Измельченные электронные детали растворяли в растворе смеси азотной и соляной кислот в соотношении 1:3, приготовленном на основе отработанного препарирующего разделителя. На 100 г измельченных деталей брали 500 мл смеси кислот (удельный расход раствора 5 мл/г), в то время как удельный выход израсходованного препарирующего разделителя составлял только 2,2 2,4 мл/г электронных деталей. Детали обрабатывали 3 4 часа при температуре кипения. Полученный раствор двух-трехкратным выпариванием с соляной кислотой переводили в солянокислый с добавкой каждый раз по 50 мл соляной кислоты плотностью 1,05 г/мл. Затем раствор разбавляли и доводили водой его объем до 1 л и отфильтровывали. В осадке находился хлорид серебра, который перерабатывали в металлическое серебро стандартными методами, а раствор нагревали до температуры 80 90 град. Цельсия. В раствор с концентрацией золота 0,5 1,0 г/л при помешивании вводили 40 мл 10%-ного солянокислого гидразина (можно гидрохинона или другого осадителя), осаждали золото, прогревали 30 минут раствор при температуре 80 90 град. Цельсия, отстаивали 1 2 часа и фильтровали через бумажный беззольный фильтр. Осадок на бумажном фильтре промывали разбавленной соляной кислотой (1:100) и водой, вместе с фильтром переносили в фарфоровый тигель, высушивали на песчаной бане и осторожно озоляли в муфеле, а потом прокаливали при температуре 700 900 град. Цельсия.

Чистота порошка золота 99,9% При повторном переосаждении золота его чистоту повышали до 99,99% В случае необходимости получения золотого слитка порошок золота переплавляли известными способами, например, в присутствии на 1 г золота 2 г соды, 0,6 г буры и 1 г селитры.

Потери золота при переработке плат составляют 0,04 мг/100 г электронных деталей и распределяются следующим образом:
пластмассовые плато, освобожденные от электронных деталей, с остаточным содержанием золота 0,2 г/тонну 0,02 мг/100 г плато или 100 г электронных деталей,
осадок хлористого серебра с остатками неразложенного стекла с содержанием золота 0,3 г/т 0,01 мг/100 г электронных деталей,
маточник после осаждения с содержанием золота 0,010 мг/л 0,01 мг/100 г электронных деталей.

В измельченных электронных деталях содержание золота составляло 400 г/кг или 40 г/100 г электронных деталей. Технологическое извлечение золота составляет 99% С учетом производственных потерь, разрыва баланса из-за точности опробования и анализа и других производственных факторов товарное извлечение следует принимать по новому способу в размере 97,3 98,4%
Товарный выход серебра для ЭВМ указанных классов составляет 300 400 г/кг золота в слитке.

Из маточника после осаждения золота гидразином подупариванием получали концентрированный раствор хлорокиси меди следующего состава 3CuO2CuCl₂4H₂O в количестве 90 150 г/г золота.

Способ извлечения золота и серебра из отходов электронной и электротехнической промышленности, включающий измельчение исходного материала, обработку раствором азотной кислоты с концентрацией 30% динитрацию с улавливанием окислов азота, осаждение и переосаждение благородных металлов из полученного раствора, прокаливание и плавку осадка до получения благородных металлов, отличающийся тем, что обработку раствором азотной кислоты с концентрацией 30% проводят при 50 70 o С до отделения электронных деталей, после отделения электронные детали, содержащие золото и серебро, подвергают измельчению и обработке раствором азотной кислоты, доукрепленным после обработки исходного материала до исходной концентрации, и ведут обработку при температуре 90 o С в течение 2-х ч, а затем при температуре кипения раствора до полной динитрации раствора с получением раствора, содержащего благородные металлы.

Технология извлечения драгоценных металлов из отходов электротехники

В последнее время становится все более экономически выгодно использовать вторичное сырье с целью добычи полезных материалов для их дальнейшего использования. В частности, отходы электротехнической промышленности, радиотехнические и бытовые приборы являются вторичными источниками ценных металлов. Существуют технологии и методики обработки подобных отходов, но из-за ряда проблем широкого распространения они не находят. Для организации производств по обработке и утилизации вторичного сырья необходима муниципальная и государственная поддержка, а так же создание и модернизация технологий по утилизации, с целью увеличения экономической выгоды всего процесса.

По мере развития современного производства с его масштабностью и темпами роста все большую актуальность приобретают проблемы разработки и внедрения мало- и безотходных технологий.

В радиотехнической и электронной промышленности постоянно образуются отходы изделий из цветных металлов и их сплавов, покрытых золотом, серебром, платиной и палладием. Использование вторичного металлосодержащего сырья в современном мировом производстве металлов быстро и неуклонно растет. В ряде промышленно развитых стран производство вторичных металлов составляет 30-40% от общего объема металлургической промышленности. Отходы, с одной стороны, наносят огромный вред окружающей среде, с другой – представляют собой ценнейшие ресурсы, по содержанию полезных компонентов в сотни и тысячи раз превосходящие природные источники.

Хорошо известно, что если ранее извлечённые ценные материалы, которыми являются драгоценные металлы, вводятся в оборотное использование, то это полностью оправдывает любые затраты, вложенные в утилизацию. Высокие показатели экономической эффективности при выделении драгоценных металлов из отходов определяются увеличением выхода и степени извлечения металлов по сравнению с первичным рудным сырьём. Данные процессы имеют значительно меньшее число стадий, сокращённый расход энергии и требуют небольших производственных площадей.

Несравнимы и уровни содержания драгоценных металлов в первичном или шлиховом сырье и вторичном сырье (лом, различные отходы). Например, содержание платиноидов суммарного количества в 2-3 г на тонну считается весьма рентабельным в переработке. Масса же драгметаллов во «вторичке» исчисляется килограммами и десятками килограмм на тонну, если не принимать во внимание ещё более богатую продукцию металлургического производства — контактные каталитические сетки, термопары, тигли, корпуса стеклоплавильных аппаратов и т.д.

Также, например, в россыпных месторождениях содержание золота составляет до 0,1 – 0,5 г/т руды, в коренных рудах 1 – 5 г/т. Во вторичном сырье содержание золота от 100 г/т до 100 кг/т. Доля благородных металлов, получаемых из вторичного сырья, составляет 20 – 50%.

Методы переработки вторичного сырья выбираются в зависимости от особенности сырья, содержания в них компонентов, подлежащих извлечению, а также наличию сопутствующих веществ.

Крупногабаритные электротехнические отходы (оргтехника, телевизоры, компьютеры) на первоначальном этапе утилизации подвергаются разборке на составляющие компоненты, которые затем самостоятельно перерабатываются по соответствующим технологиям. Квалифицированные специалисты проводят разборку утилизируемой техники с выделением всех опасных материалов (в первую очередь ртутьсодержащих люминесцентных ламп).

Разрушение одного монитора персонального компьютера способно вызвать загрязнение ртутью производственного помещения объемом 50м³ до 60ПДК, а жидкокристаллического телевизора с диагональю 40 дюймов — до 400-500ПДК. Ртутьсодержащие люминесцентные лампы помещаются в специальные герметичные контейнеры и направляются на обезвреживание специализированным предприятиям-переработчикам.

Компоненты, из которых можно извлекать драгметаллы, извлекаются и помещаются в пластиковые контейнеры или полиэтиленовые пакеты. Эти компоненты передаются по договору в специализированные организации, имеющие свидетельства о постановке на учет Инспекцией пробирного надзора Минфина РФ («Промпереработка», «Экоцентр», МГУП «Промотходы» и др.). Затем отделяются детали, пригодные для дальнейшего рециклинга (полимеры, металл и др.). На втором этапе проводится механизированное измельчение отходов в дробилке в соответствии с утвержденным технологическим регламентом процесса переработки неликвидной продукции. Измельченные материалы помещают в герметичные контейнеры. Их могут использовать, например, для получения продукции — добавок для производства цемента.

В мировой практике для извлечения металлов из электронного скрапа используют сжигание и плавление, а также процессы гидрометаллургии (гидрометаллургическая переработка плат заключается в обработке их азотной кислотой или раствором нитрата меди в азотной кислоте, что обуславливает необходимость в организации очистки сточных вод). Эти технологии дороги, приводят к выделению флоксинов и канцерогенов. Они отличаются большой материало- и энергоемкостью, значительная часть отходов электронного скрапа подлежит захоронению. При традиционных способах переработки теряются сопутствующие компоненты – пластики, текстолит, дерево.

Ведущими отечественными организациями в области переработке электронного лома являются Минсвязи РФ, НИИ Гиналмаззолото и некоторые другие.

В Минсвязи разрабатывается технология комплексной переработки лома радиоэлектронной аппаратуры, предусматривающая:

механические методы измельчения лома и сепарации дробленого лома на компоненты;
получение вторичного оловянно-свинцового припоя путем нагрева и последующего центрифугирования лома печатных плат;
получение чистых металлов электролитическими методами;
переработку стекла, полимерных и деревянных материалов и производство из них товаров народного потребления.

Технология, разрабатываемая в НИИ Гиналмаззолото, ориентирована на получение в основном благородных металлов из элементов и узлов электронного лома, их содержащих. Другой особенностью технологии является широкое использование методов сепарации в жидких средах и некоторых других, характерных для обогащения руд цветных металлов.

ВНИИПвторцветмет специализируется на технологиях переработки отдельных типов лома: печатных плат, электронно-вакуумных приборов, блоков ПТК в телевизорах и др.

По плотности материал платы с большой степенью достоверности делится на две фракции: смесь металлов и неметаллов (+1,25 мм) и неметаллы (-1,25 мм). Такое разделение может быть осуществлено на грохоте. В свою очередь из фракции неметаллов при дополнительной сепарации на гравитационном сепараторе может быть выделена металлическая фракция и тем самым достигнута высокая степень концентрации получаемых материалов.

Часть (80,26%) оставшегося материала +1,25 мм может быть подвергнута повторному дроблению до крупности -1,25 мм с последующим выделением из него металлов и неметаллов.

На заводе «ТЭКОН» в Санкт-Петербурге установлен и эксплуатируется производственный комплекс извлечения драгметаллов. Используя принципы ударно-скоростного дробления исходного лома (изделия для микроволновой техники, считывающие устройства, микроэлектронные схемы, печатные схемы, Pd-катализаторы, печатные платы, отходы гальванотехники) на установках (роторно-ножевой измельчитель, высокоскоростной ударно-роторный дезинтегратор, грохот барабанный, сепаратор электростатический, сепаратор магнитный) получают избирательно дезинтегрированный материал, который далее разделяется методами магнитной и электрической сепарации на фракции, представленные неметаллами, черными металлами и цветными металлами, обогащенными платиноидами, золотом и серебром. Далее драгоценные металлы выделяются посредством аффинажа.

Этот метод предназначен для получения полиметаллического концентрата содержащего серебро, золото, платину, палладий, медь, и другие металлы, с содержанием неметаллической фракции не более 10 %. Технологический процесс позволяет обеспечить извлечение металла в зависимости от качества скрапа на 92-98% .

Каждый класс крупности отклассифицированного после дробления материала (-5,0+2,0; -2,0+0,5 и -0,5+0 мм) подвергают электростатической сепарации в поле коронного разряда, в результате чего образуются фракции: проводящая все металлические элементы плат и непроводящая - фракция слоистого пластика соответствующей крупности. Затем из металлической фракции получают припой и шлихи драгметаллов. Непроводящую фракцию после обработки используют либо как наполнитель и пигмент в производстве лаков, красок, эмалей, либо повторно в производстве пластмасс. Таким образом, существенными отличительными признаками являются: разупрочнение электротехнических отходов (плат) перед дроблением в водной среде при температуре 200-210ºС, и классификация по определенным фракциям, каждая из которых затем проходит обработку с дальнейшим использованием в промышленности.

Технология характеризуется высокой эффективностью: проводящая фракция содержит 98,9% металла при его извлечении 95,02%; непроводящая фракция содержит 99,3% модифицированного стеклотекстолита при его извлечении 99,85%.

Известен еще один способ извлечения благородных металлов (патент Российской Федерации RU2276196). Он включает дезинтеграцию радиоэлектронного лома, виброобработку с отделением тяжелой фракции, содержащей благородные металлы, сепарацию и выделение металлов. При этом полученный радиоэлектронный лом сортируют и отделяют металлические детали, оставшуюся часть лома подвергают виброобработке с отделением тяжелой фракции и сепарации. Тяжелую фракцию после сепарации смешивают с предварительно отделенными металлическими деталями и подвергают смесь окислительному плавлению при подаче воздушного дутья в пределах 0,15-0,25 нм3 на 1 кг смеси, после чего проводят электрорафинирование полученного сплава в сульфатном растворе меди и выделяют из образовавшегося шлама благородные металлы. Благодаря способу обеспечивается высокое извлечение благородных металлов, %: золото - 98,2; серебро - 96,9; палладий - 98,2; платина - 98,5.

Непосредственно же программы по системному сбору и утилизации отработавшего электронного и электрического оборудования в России практически отсутствуют.

В 2007 году на территории Москвы и Московской области в соответствии с распоряжением правительства Москвы "О создании городской системы сбора, переработки и утилизации отходов электроники и электротехники" собирались выбрать земельные участки для развития производственных мощностей Экоцентра МГУП "Промотходы" по сбору и промышленной переработке отходов с выделением зон утилизации лома электронной и электротехнической продукции в пределах участков планируемых под объекты санитарной очистки.

По данным на 30.10.2008 проект еще не был воплощен в жизнь, а в целях оптимизации расходов бюджета города Москвы на 2009-2010 годы и плановый период 2011-2012 годов мэр Москвы Юрий Лужков в сложных финансово-экономических условиях распорядился приостановить ранее принятые решения о строительстве и эксплуатации ряда мусороперерабатывающих предприятий и заводов в Москве.

В том числе приостановлены распоряжения:

"О порядке привлечения инвестиций для завершения строительства и эксплуатации мусороперегрузочного комплекса в промзоне Южное Бутово города Москвы";
"Об организационном обеспечении строительства и эксплуатации мусороперерабатывающего завода по адресу: Остаповский проезд, д.6 и д.6а (Юго-Восточный административный округ города Москвы)";
"О внедрении автоматизированной системы контроля оборота отходов производства и потребления в городе Москве";
"О проектировании комплексного предприятия санитарной очистки ГУП "Экотехпром" по адресу: Востряковский проезд, вл.10 (Южный административный округ города Москвы)".

Перенесены на 2011 год сроки реализации распоряжений:

Распоряжение №2553-РП "Об организации строительства производственно-складского технологического комплекса с элементами сортировки и предварительной переработки крупногабаритного мусора в промзоне "Курьяново";
Распоряжение №2693-РП "О создании комплекса по переработке отходов".

Также признано утратившим силу распоряжение «О создании городской системы сбора, переработки и утилизации отходов электроники и электротехники".

Схожая ситуация наблюдается во многих городах Российской Федерации и при этом она усугубляется во время экономического кризиса.

Сейчас в России существует закон, который регулирует обращение с отходами потребления, куда относится и отслужившая бытовая техника, за нарушение которого предусмотрен штраф: для граждан – 4-5 тыс. рублей; для должностных лиц – 30-50 тыс. рублей; для юридических лиц – 300-500 тыс. рублей. Но при этом, выбросить на помойку старый холодильник, радиоприемник или какую-либо часть автомобиля – это по-прежнему наиболее простой способ избавиться от старой техники. Тем более что оштрафовать вас могут только в том случае, если вы решите оставить хлам просто на улице, в непредназначенном для этого месте.

1. Вторичная металлургия серебра. Московский государственный институт стали и сплавов. – Москва. – 2007.
2. Гетманов В.В., Каблуков В.И. Электролитическая переработка отходов
средств вычислительной техники, содержащей драгоценные металлы // МГТУ «Экологические проблемы современности». – 2009.
3. Патент Российской Федерации RU 2014135
4. Патент Российской Федерации RU2276196
5. Комплекс оборудования для переработки и сортировки электроннoго и электротехнического скрапа и кабеля. [Электронный ресурс]
6. Утилизация оргтехники, электроники, бытовой техники. [Электронный ресурс]

Способ переработки электронного лома, содержащего благородные металлы

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных и цветных металлов и может быть использовано при переработке вторичных материалов, в частности электронного лома (разъемов, контактов, проволоки). Сущность способа: электронный лом плавят в присутствии флюса с получением слитков. Слитки загружают в ванну с азотной кислотой, где они служат электродами. Через электролит пропускают переменный электрический ток промышленной частоты с определенным напряжением и плотностью. Шлам со слитков, содержащих золото и олово, осыпается на дно ванны, цветные металлы, серебро, палладий, накапливаются в растворе. Шлам прокаливают при 500-550 o C для переведения олова в инертное состояние и далее выщелачивают в царской водке. Способ позволяет осуществить весь процесс переработки лома в едином цикле при сокращении расхода электроэнергии, кислоты. Извлечение благородных металлов повышается на 1-4%.

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных и цветных металлов и может быть использовано при перемещении вторичных материалов, в частности электронного лома, для извлечения золота, серебра, палладия, цветных и малых металлов.

Известен способ переработки сырья, содержащего благородные металлы, включающий плавку сырья с получением сплава, формование из него анода, растворение сплава в кислоте с наложением постоянного электрического тока. При этом получают золотосодержащий раствор и шлам, содержащий серебро (Металлургия благородных металлов. Под ред. Л. В. Чугаева, М. Металлургия, 1987 г. с. 336-338). Недостатком способа является длительность процесса, невозможность переработки данным способом многокомпонентных материалов.

Наиболее близким по технологической сущности и достигаемому результату является способ переработки лома электронных приборов, включающий его сортировку, плавку под слоем флюса с получением сплава, содержащего благородные металлы, цветные и малые металлы, в частности олово, переплавку сплава, электрохимическое растворение меди с получением шлама, содержащего золото и серебро, и электролита. Шлам и раствор далее перерабатывают (Williams D. P. Drekc P. Recovery of ptecious metals from electronic scrap// Proc. 6th Int. Precious Metals Conf. Newport Beach, Calif June 1982. Toronto, Pergamon Press. 1983. P 555-565).

Недостатком способа является длительность процесса, большой расход электроэнергии. Из-за многостадийности способа золото длительное время находится в процессе и не выводится в товарный продукт, что существенно снижает экономическую эффективность процесса, повышает потери благородных металлов. Малые металлы, в частности олово, размазываются между продуктами переработки. Палладий, в случае его присутствия, также переходит в шлам, а разделение пары палладий-золото представляет собой отдельную задачу.

Техническим результатом, к достижению которого стремится заявитель в данном изобретении, является интенсификация и упрощение процесса переработки электронного лома, снижение расхода электроэнергии, возможность раздельного получения серебряно-палладиевых и золото-оловянных продуктов, что значительно упрощает дальнейшую схему выделения индивидуальных металлов, ускорение выделения золота из процесса.

Для этого в способе, включающем сплавление электронного лома с получением сплава, отливку слитков из сплава, последующее электрохимическое растворение сплавов в кислоте с наложением тока и получением медьсодержащего электролита и шлама, содержащего золото, и переработку полученных продуктов, электрохимическое растворение осуществляют в азотной кислоте при наложении переменного электрического тока промышленной частоты и процесс ведут при плотности азотной кислоты 1,1-1,15 г/см 3 , напряжении 5-10 В и плотности тока 0,02-0,2 А/м 2 с получением электролита, содержащего серебро, палладий и цветные металлы, и лома, содержащего золото и олово, а переработку шлама проводят путем его прокаливания при 500-550 o C с получением спека с последующей обработкой спека царской водкой с получением раствора золота и оловосодержащего остатка.

Сущность способа заключается в следующем. Переплавленный лом изделий электронной техники, имеющий сложный состав, отливают в слитки, служащие электродом в процессе электрохимического растворения. Совместное действие азотной кислоты и переменного электрического тока создают в системе определенный окислительно-восстановительный потенциал, что позволяет эффективно перевести в раствор серебро, палладий и цветные металлы (медь, цинк, свинец и др. ) и выделить в шлам золото и олово. В итоге получают продукты такого состава, дальнейшая переработка которых может быть проведена по упрощенной схеме. При этом процесс растворения протекает при более низких токовых нагрузках по сравнению с кислотным выщелачиванием.

При выбранных концентрационных характеристиках растворение протекает быстро, но равномерно, без перегрева и выбросов парогазовой фазы. При плотности кислоты менее 1,1 г/см 3 процесс проходит медленно даже при наложении переменного тока. Использование более концентрированной кислоты (с плотностью более 1,5 г/см 3 ) приводит к выделению оксидов азота, ухудшению санитарной обстановки в цехе и увеличению расхода азотной кислоты.

Увеличение плотности тока более 0,2 А/см 2 и напряжения более 10 В приводит к перегреву системы, неоправданному расходу электроэнергии. Уменьшение плотности тока менее 0,02 А/см 2 и напряжения менее 5 В обусловливает замедление процесса перехода серебра в раствор вследствие торможения процесса растворения из-за образования на поверхности сплава устойчивой пленки сложного состава.

Раствор (электролит) направляют на селективное выделение серебра, палладия, меди, а шлам подвергают прокаливанию при 500-550 o C, что обеспечивает разложение оловянной кислоты до оксидов, которые инертны при дальнейшем выщелачивании спека царской водкой и достаточно полно остаются в нерастворимом остатке.

Пример. 100 кг лома электронных изделий (размеры, контакты, проволока) плавят в присутствии флюса при температуре 1250 o C с получением расплава. Расплав выливают в изложницы и получают слитки. Всего получено 84 кг слитков состава, 2,1 золото, 5,2 серебра, 0,4 палладия, 12,3 олова, остальное - медь, цинк, свинец, никель.

Слитки загружают в ванну, к ним подводят электрод. Другим электродом служит титановая пластина. В ванну заливают азотную кислоту плотностью 1,12 г/см 3 и через электроды пропускают переменный электрический ток с частотой 50 Гц напряжением 8 В, плотностью 0,08 А/см 2 . Через 10 мин начинается постепенное растворение слитков, температура раствора повышается до 50 o C.

Шлам со слитков осыпается на дно ванны, цветные металлы накапливаются в растворе и не осаждаются на электродах.

После 63 часов растворения получено 320 л раствора, содержащего 13 г/дм 3 серебра со степенью извлечения 98,5% и 1 г/дм 3 палладия с извлечением 90% Шлам, содержащий золото и основную массу олово (извлечение, соответственно 99,6% и 91,2%), отделяют от раствора, промывают, сушат и прокаливают при 53010 o C. Прокаленный шлам выщелачивают в смеси азотной и соляной кислот (1:3). Степень выщелачивания золота составляет 99% Олово на 94,3% остается в отходах выщелачивания.

Из фильтрата известными способами выделяют золото чистотой 99,5% Таким образом, способ позволяет упростить процесс переработки электронного лома многокомпонентного состава, содержащего благородные металлы, за счет ускорения стадии выщелачивания, эффективного разделения серебра, палладия, золота и цветных металлов в процессе переработки. Предложенный способ дает возможность осуществлять весь процесс переработки лома в едином цикле на одном предприятии, при этом сокращается на 15-20% расход азотной кислоты, на 20-30% расход электроэнергии. Извлечение благородных металлов повышается на 1-4% Способ экологичен за счет уменьшения количества оксидов азота, поступающих в окружающую среду.

Способ переработки электронного лома, содержащего благородные металлы, включающий плавку исходного материала с получением сплава, электрохимическое растворение сплава в кислоте с получением раствора и шлама, содержащего золото, переработку полученных продуктов, отличающийся тем, что электрохимическое растворение сплава осуществляют в растворе азотной кислотой с плотностью 1,1 1,15 г/см 2 , переменным электрическим током промышленной частоты, напряжении 5 10 В, при плотности тока 0,02 0,2 А/см 2 с получением раствора, содержащего серебро, палладий и цветные металлы, и шлама, содержащего золото и олово, при этом переработку шлама осуществляют путем его пропаливания при 500 550 o С и выщелачивания продукта прокаливания в царской водке.

«Росатом» будет добывать драгоценные металлы из печатных плат

Предмет закупки: «Поставка, монтаж, пуско-наладочные работы технологической линии для переработки компонентов электронных плат на территорию ОХТЗ АО “ВНИИХТ” по адресу г. Москва, Лихоборская набережная, дом 11». Максимальная цена договора: 26,47 млн руб. Поставки намечено выполнить к весне 2019 года.

Концентрация драгоценных металлов (золота, серебра, палладия) в печатных платах в десять раз превышает их концентрацию в добываемой руде.

Не секрет, что из старых электронных приборов можно извлекать золото в домашних условиях. Драгоценные и редкие металлы есть в деталях практически любых сломанных приборов: подходят старые ноутбуки, телефоны, камеры, принтеры, сканеры и прочее ненужное барахло. Каждая электронная плата содержит несколько миллиграммов платины, золота, серебра и меди, которые можно при желании извлечь из электронного мусора. Как информируют знающие эксперты, чем древнее гаджет — тем больше в нём ценных материалов. Например, особенно много его в советской электронике.

Например, если вы хотите выделить золото, то процесс извлечения довольно прост. Сначала нужно отсортировать комплектующие и с помощью магнита убрать позолоченную сталь, которая требует отдельного техпроцесса. Затем очищенные от грязи золотосодержащие платы опускаются на одну неделю в раствор соляной кислоты (две части) и перекиси водорода (одна часть). Ежедневно горшочек с кислотой нужно слегка помешивать. Через неделю раствор темнеет и становятся видны плавающие чешуйки отслоившегося золота. Их нужно пропустить через кофейный фильтр и промыть метиловым спиртом. Дальше нужно сплавить чешуйки в один слиток. Температура плавления золота составляет 1063°C. Если обработать золото тетраборатом натрия (боракс), то температура плавления уменьшается. Далее плавится смесь боракса и золота. На выходе получаем небольшой золотой слиток.

Слиток, полученный из деталей на КДПВ. Источник: пошаговая инструкция «Извлекаем золото из старой электроники»

Чтобы получить такой слиток весом чуть более 30 граммов ($1000-1500), нужно обработать примерно 200-300 килограммов материнских плат и других комплектующих. Если делать в одиночку, сбор и переработка займёт около трёх месяцев. Для студента или школьника нормальное хобби на каникулах, когда компьютеры заняты майнингом.

Нечто подобное, только в промышленных масштабах, собирается проводить «Росатом». Организатор конкурса — Акционерное общество «Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии» (ВНИИХТ). На опытном химико-технологическом заводе этого предприятия будет смонтирована линия для переработки компонентов электронных плат с получением концентрата, содержащего драгоценные металлы и другие вторичные продукты.

Согласно техническому заданию, технологическая линия для переработки компонентов электронных плат с получением концентрата с содержанием драгоценных металлов и других вторичных продуктов должна включать в себя следующее оборудование (или аналог):

Стол для сортировки компонентов SORTING TABLE
Машина для разделения компонент с режущим модулем VM/STC
Молотковая дробилка (1 шт.) VM/TM2
Вибросито (трехсекционный вибрационный стол) VM/VV1
Шаровая мельница 80P
Смеситель порошков MX10

Технологическая линия по переработке электронного лома (кликабельна)

Благодаря опубликованным документам с точным указанием всех этапов производственного цикла можно организовать такую же круглосуточную линию переработки у себя на производстве. Количество персонала: 30 человек (1 смена), 32 человека (2 смена) и 28 человек (3 смена).

Линия «Росатома» рассчитана на переработку 5000 тонн электронных отходов в год. На выходе планируется получить следующее количество сырья для вывоза на другие предприятия:

Способ переработки электронного лома на основе меди, содержащего благородные металлы

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано на предприятиях по получению цветных и благородных металлов и их сплавов, получаемых при утилизации электронных приборов и деталей.

Известен способ переработки металлического лома, содержащего медь (авт.св. SU №1669194, опубл. 23.12.1992 г.), включающий селективную выплавку меди погружением корзин с ломом в расплав. С целью извлечения содержащихся в ломе тугоплавких металлов выплавку ведут в растворе кальция при 850-870°С.

Недостатком является то, что очистка сплава меди проходит по отдельным компонентам. Очистка меди проходит не полностью.

Известен способ получения сплавов на основе меди из вторичного сырья (авт.св. SU №1836473, опубл. 23.08.1993 г.), включающий смешивание металлосодержащего компонента с покровно-рафинирующим флюсом, брикетирование смеси, переплавка брикетов. В качестве металлосодержащего компонента используют корольки металлов фракции 7-0,5 мм, смешивание с флюсом осуществляют в соотношении 1:0,02-0,04, используют флюс с температурой плавления на 100-150°С ниже температуры плавления металла, а брикетирование металла ведут до плотности 6,4-7,0 г/см3.

Известен способ рафинирования меди (авт.св. SU №1406198, опубл. 30.06.1988 г.), включающий окисление расплава меди кислородом, восстановление окисленной меди в расплаве металлическим углеродом или водородсодержащим реагентом и электрохимическое растворение меди. С целью уменьшения количеств попутно получающихся оборотных медьсодержащих полупродуктов и повышения извлечения меди в кондиционный металл после восстановления окисленной меди ее дополнительно обрабатывают реагентом, содержащим металлический кремний.

Недостатком является то, что не могут быть переработаны медьсодержащие отходы с высоким содержанием металлов примесей.

Известен способ переработки электронного лома, содержащего благородные металлы (пат. RU №2090633, опубл. 20.09.1997 г.). Способ включает плавку исходного сырья с получением сплава сложного состава, содержащего, в частности, медь, электролитическое рафинирование сплава в кислоте с получением раствора и шлама. Электрохимическое растворение осуществляют в растворе азотной кислоты с плотностью 1,1-1,15 г/см3 переменным током промышленной частоты, напряжением 5-10 В при плотности тока 0,02-0,2 л/см2 с получением раствора, содержащего Ag, Pd и цветные металлы, и шлама, содержащего золото и олово. При этом переработку шлама осуществляют путем его прокаливания при 500-550°С и выщелачивания продукта прокаливания в царской водке.

Известен способ переработки сплавов, содержащих благородные металлы на основе Cu и/или Zn (пат. RU №2017842, опубл. 15.08.1994 г.), принятый за прототип. Способ включает растворение в растворах, содержащих HNO₃, и последующее выделение благородных металлов цементацией. Растворению подвергают сплавы с содержанием благородных металлов больше 45%, а цементацию осуществляют сплавами либо с меньшим содержанием благородных металлов с получением цемента благородных металлов, либо с большим содержанием благородных металлов с получением цемента благородных металлов и сплава цементатора с последующим выделением благородных металлов из полученных продуктов.

Недостаток этого способа заключается в применении азотной кислоты, что требует специальных методов защиты окружающей среды.

Недостатком этого способа является то, что сплав после плавки подвергают разделению на элементы при помощи азотной кислоты, что требует специальных методов защиты окружающей среды.

Техническим результатом является повышение степени извлечения меди и благородных металлов из электронного лома.

Окислительная плавка до получения сплава с содержанием меди 55-85% и использование сульфата меди позволяет обеспечить возможность проведения электрохимического растворения анода.

Электрохимическое растворение сплава, содержащего медь и палладий, в сульфатном растворе меди при напряжении на электродах 0,3-0,5 В с получением меди и шлама, содержащего палладий, позволяет разделить медь и палладий.

Второй электролиз при напряжении 0,3-0,5 В позволяет перевести палладий в шлам с получением на катоде электролитической меди.

Выщелачивание шламов в серной кислоте позволяет увеличить концентрацию благородных металлов в шламе за счет удаления из них окисленных соединений меди.

Низкая температура кипения азотной кислоты определяет высокую летучесть паров HNO₃. Использование при выщелачивании серной кислоты вместо азотной кислоты обеспечивает высокие показатели по извлечению благородных металлов и экологичность.

Шламы после электрохимического растворения представляют из себя концентраты золота, серебра и палладия, которые могут быть переработаны известными способами

Способ осуществляют следующим образом. Электронный лом на основе меди, содержащий благородные металлы, подвергают известным способом окислительной плавке до получения сплава с содержанием меди 55-85 мас.%. Плавку осуществляют, например, в индукционной печи (см. Д.А.Диомидовский. Металлургические печи, изд. "Металлургия" М.1970 г. стр 612), окисление примесей осуществляют, например, подачей в расплав воздуха (см. Н.В.Гудима, Я.П.Шени. Краткий справочник по металлургии цветных металлов, изд. "Металлургия", М. 1975 г., стр.144).

Катодный сплав, содержащий медь и палладий, подвергают электрохимическому растворению в качестве анода в сульфатном растворе меди при напряжении на электродах 0,3-0,5 В с получением на катоде меди и шлама, содержащего палладий. Полученный шлам, содержащий палладий, не смешивая со шламом, содержащим золото и серебро, выщелачивают серной кислотой.

Пример 1. Радиоэлектронный лом на основе меди подвергают окислительной плавке до содержания меди 55 мас.% (состав сплава, мас.%: медь - 55,0; никель - 15,5; кобальт - 0,8; цинк - 15,0; свинец - 2,6; олово - 1,5; железо - 5,2; серебро - 3,5; золото - 0,20; палладий - 0,9). Полученный сплав подвергают электрохимическому растворению в сульфатном растворе меди при напряжении постоянного тока на электродах 1,5 В с получением шлама, содержащего золото и серебро, и сплава, содержащего медь и палладий.

При этом из медного сплава в шлам переходит 99,9% золота и серебра и 0,5% палладия. На катод переходит 99,9% меди и 99,5% палладия. Шлам, содержащий золото и серебро, выщелачивают раствором серной кислоты.

Полученный на катоде сплав, содержащий медь и палладий, подвергают электрохимическому растворению в сернокислом растворе меди при напряжении постоянного тока на ванне 0,3 В. При этом в шлам переходит 99,9 мас.% палладия, а на катод - 99,9 мас.% меди.

Полученный шлам, содержащий золото и серебро, первого электрохимического растворения после выщелачивания в растворе серной кислоты может быть переработан плавкой на золото-серебряный сплав (металл Доре).

Шлам, содержащий палладий, второго электролиза после выщелачивания в растворе серной кислоты содержит до 99,9 мас.% палладия.

Пример 2. Радиоэлектронный лом подвергается окислительной плавке до содержания меди 85 мас.% (состав сплава мас.%: медь - 85; никель - 5,4; кобальт - 0,2; цинк - 1,2; свинец - 0,1; олово - 0,1; железо - 0,1; серебро - 6,5; золото - 0,30; палладий - 1,1.). Сплав подвергают электрохимическому растворению в сульфатном растворе меди при напряжении постоянного тока на электродах 0,8 В. В шлам переходит 99,9 мас.% золота и серебра, 0,5 мас.% палладия. На катод перешло 99,9 мас.% меди и 99,5 мас.% палладия. Полученный на катоде сплав, содержащий медь и палладий, подвергают электрохимическому растворению в сульфатном растворе меди при напряжении на электродах 0,5 В. В шлам переходит 99,9 мас.% палладия, а на катод 99,9 мас.% меди. Катод содержит 99,9% меди. Полученный шлам, содержащий золото и серебро, первого электролиза после выщелачивания в растворе серной кислоты может быть переработан плавкой на золото-серебряный сплав (металл Доре). Шлам, содержащий палладий, второго электролиза после выщелачивания в растворе серной кислоты содержит до 99,9 мас.% палладия.

Таким образом, способ позволяет повысить степени извлечения меди и благородных металлов из электронного лома на основе меди.

Читайте также: