Residuos de la industria de la ingeniería radioeléctrica. Método de extracción de metales preciosos de residuos de la industria radioelectrónica. Probando la tecnología para la obtención de oro y plata concentrados
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Capítulo 1. REVISIÓN DE LA LITERATURA.
Capítulo 2. ESTUDIO DE COMPOSICIÓN MATERIAL
CHATARRA ELECTRÓNICA RADIO.
Capítulo 3. DESARROLLO DE TECNOLOGÍA PROMEDIO
CHATARRA ELECTRÓNICA RADIO.
3.1. Tostado de chatarra electrónica.
3.1.1. Información sobre plásticos.
3.1.2. Cálculos tecnológicos para la utilización de gases de combustión.
3.1.3. Disparo de chatarra electrónica en falta de aire.
3.1.4. Tostado de chatarra electrónica en un horno tubular.
3.2 Métodos físicos de procesamiento de chatarra radioelectrónica.
3.2.1. Descripción del área de concentración.
3.2.2. Diagrama de flujo del proceso de la sección de beneficio.
3.2.3. Ensayo de la tecnología de beneficio en unidades industriales.
3.2.4. Determinación de la productividad de las unidades de la sección de enriquecimiento durante el procesamiento de chatarra electrónica.
3.3. Ensayos industriales de enriquecimiento de chatarra radioelectrónica.
3.4. Conclusiones del Capítulo 3.
Capítulo 4. DESARROLLO DE TECNOLOGÍA PARA EL PROCESAMIENTO DE CONCENTRADOS DE DESECHOS RADIO ELECTRÓNICOS.
4.1. Investigación sobre el procesamiento de concentrados REL en soluciones ácidas.
4.2. Probando la tecnología para la obtención de oro y plata concentrados.
4.2.1. Probando la tecnología para la obtención de oro concentrado.
4.2.2. Probando la tecnología para la obtención de plata concentrada.
4.3. Investigación de laboratorio sobre la extracción de REL de oro y plata por fundición y electrólisis.
4.4. Desarrollo de tecnología para la extracción de paladio a partir de soluciones de ácido sulfúrico.
4.5. Conclusiones del capítulo 4.
Capítulo 5. ENSAYOS SEMI-INDUSTRIALES DE FUSIÓN Y ELECTROLISIS DE CONCENTRADOS CONCENTRADOS DE CHATARRA RADIO ELECTRÓNICA.
5.1. Fusión de concentrados metálicos REL.
5.2. Electrólisis de productos de fundición REL.
5.3. Conclusiones del Capítulo 5.
Capítulo 6. ESTUDIO DE LA OXIDACIÓN DE IMPUREZAS DURANTE LA FUSIÓN DE UN DESECHO RADIO-ELECTRÓNICO.
6.1. Cálculos termodinámicos de oxidación de impurezas REL.
6.2. Estudio de la oxidación de impurezas en concentrados de REL.
6.3. Ensayos semiindustriales de fundición oxidativa y electrólisis de concentrados REL.
6.4. Conclusiones del capítulo.
Lista recomendada de disertaciones
Tecnología de procesamiento de materias primas polimetálicas que contienen platino y paladio 2012, candidato de ciencias técnicas Rubis, Stanislav Aleksandrovich
Desarrollo de tecnología para disolver ánodos de cobre-níquel que contienen metales preciosos a altas densidades de corriente 2009, candidato de ciencias técnicas Gorlenkov, Denis Viktorovich
Investigación, desarrollo e implementación de tecnologías para el procesamiento de desechos artificiales de níquel y cobre para la obtención de productos metálicos terminados. 2004, Doctor en Ciencias Técnicas Zadiranov, Alexander Nikitovich
Justificación científica y desarrollo de tecnología para el procesamiento complejo de lodos de electrolitos de cobre. 2014, Doctor en Ciencias Técnicas Mastyugin, Sergey Arkadievich
Desarrollo de tecnologías respetuosas con el medio ambiente para la extracción compleja de metales preciosos y no ferrosos a partir de chatarra electrónica. 2010, Doctor en Ciencias Técnicas Loleit, Sergey Ibragimovich
Introducción a la disertación (parte del resumen) sobre el tema "Desarrollo de una tecnología eficaz para la extracción de metales no ferrosos y nobles a partir de desechos de ingeniería radioeléctrica"
Relevancia del trabajo
Tecnología moderna necesita cada vez más metales preciosos. En la actualidad, la producción de estos últimos ha disminuido drásticamente y no cubre las necesidades, por lo tanto, se requiere aprovechar todas las posibilidades para movilizar los recursos de estos metales, y, por lo tanto, el papel de la metalurgia secundaria de los metales preciosos está aumentando. . Además, la recuperación de Au, Ag, Pt y Pd contenidos en los residuos es más rentable que la de los minerales.
Los cambios en el mecanismo económico del país, incluido el complejo militar-industrial y las fuerzas armadas, han requerido la creación en ciertas regiones del país de complejos para el procesamiento de chatarra de la industria radioelectrónica que contiene metales preciosos. Al mismo tiempo, es imperativo maximizar la extracción de metales preciosos de materias primas pobres y reducir la masa de relaves-residuos. También es importante que, junto con la extracción de metales preciosos, se puedan obtener adicionalmente metales no ferrosos, por ejemplo, cobre, níquel, aluminio y otros.
El objetivo del trabajo es desarrollar una tecnología para la extracción de oro, plata, platino, paladio y metales no ferrosos de chatarra radioelectrónica y residuos industriales de las empresas.
Las principales disposiciones para la defensa.
1. La clasificación preliminar de REL con el posterior enriquecimiento mecánico asegura la producción de aleaciones metálicas con una mayor extracción de metales preciosos en ellas.
2. El análisis fisicoquímico de las partes de la chatarra electrónica mostró que hasta 32 elementos químicos están presentes en la base de las partes, mientras que la relación de cobre a la suma de los elementos restantes es 50-r60: 50-J0.
3. El bajo potencial de disolución de los ánodos de cobre-níquel obtenidos durante la fusión de la chatarra electrónica brinda la posibilidad de obtener lodos de metales nobles aptos para su procesamiento utilizando tecnología estándar.
Métodos de búsqueda. Laboratorio, laboratorio a gran escala, pruebas industriales; el análisis de los productos de concentración, fundición, electrólisis se realizó por métodos químicos. Para el estudio se utilizó el método de microanálisis espectral de rayos X (RSMA) y análisis de fase de rayos X (XRF) utilizando la instalación "DRON-Ob".
La validez y confiabilidad de las disposiciones científicas, conclusiones y recomendaciones se deben al uso de métodos de investigación modernos y confiables y se confirma por la buena convergencia de los resultados de estudios complejos realizados en laboratorio, laboratorio a gran escala e industrial.
Novedad científica
Se han determinado las principales características cualitativas y cuantitativas de los radioelementos que contienen metales no ferrosos y preciosos, que permiten predecir la posibilidad de procesamiento químico y metalúrgico de la chatarra radioelectrónica.
Se estableció el efecto pasivador de las películas de óxido de plomo en la electrólisis de ánodos de cobre-níquel hechos de chatarra electrónica. Se revela la composición de las películas y se determinan las condiciones tecnológicas para la preparación de los ánodos, asegurando la ausencia de la condición del efecto pasivante.
La posibilidad de oxidar hierro, zinc, níquel, cobalto, plomo, estaño a partir de ánodos de cobre-níquel hechos de chatarra electrónica se calculó y confirmó teóricamente como resultado de experimentos de cocción en muestras de 75 kilogramos de la masa fundida, lo que proporciona un alto nivel técnico y económico. indicadores de la tecnología para la devolución de metales preciosos.
El significado práctico del trabajo
Se ha desarrollado una línea tecnológica para el ensayo de chatarra radioelectrónica, que incluye departamentos de desmontaje, clasificación, enriquecimiento mecánico de fundición y análisis de metales nobles y no ferrosos;
Se ha desarrollado una tecnología para fundir chatarra radioelectrónica en un horno de inducción, combinada con la acción de chorros oxidantes radial-axiales sobre la masa fundida, proporcionando una intensa transferencia de masa y calor en la zona de fusión del metal;
Diseñado y probado a escala piloto sistema de tecnologia procesamiento de chatarra radioelectrónica y residuos tecnológicos de empresas, brindando procesamiento y liquidación individual con cada proveedor de REL.
Aprobación de obra. Los materiales de la disertación fueron informados: en la Conferencia Internacional "Tecnologías y Equipos Metalúrgicos", abril de 2003, San Petersburgo; Conferencia científico-práctica de toda Rusia "Nuevas tecnologías en metalurgia, química, enriquecimiento y ecología", octubre de 2004, San Petersburgo; anual conferencia científica jóvenes científicos "Los recursos minerales de Rusia y su desarrollo" 9 de marzo - 10 de abril de 2004, San Petersburgo; conferencia científica anual de jóvenes científicos "Los recursos minerales de Rusia y su desarrollo" 13-29 de marzo de 2006, San Petersburgo.
Publicaciones. Las principales disposiciones de la disertación se publicaron en 7 trabajos publicados, incluidas 3 patentes de invención.
Los materiales de este trabajo presentan los resultados de estudios de laboratorio y procesamiento industrial desechos que contienen metales preciosos en las etapas de desmontaje, clasificación y enriquecimiento de chatarra electrónica, fundición y electrólisis, realizados en las condiciones industriales de la empresa SKIF-3 en los sitios del Centro Científico Ruso "Química Aplicada" y la Planta Mecánica denominada después Karl Liebknecht.
Disertaciones similares en la especialidad "Metalurgia de metales ferrosos, no ferrosos y raros", 05.16.02 código VAK
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Desarrollo de tecnología para la fabricación de briquetas de materias primas de cobre-níquel con alto contenido de sulfuro de magnesio 2012, candidato de ciencias técnicas Mashyanov, Alexey Konstantinovich
Reducción de pérdidas de metales del grupo del platino durante el procesamiento pirometalúrgico de lodos de cobre y níquel 2009, Candidato de Ciencias Técnicas Pavlyuk, Dmitry Anatolyevich
Conclusión de la tesis sobre el tema "Metalurgia de metales ferrosos, no ferrosos y raros", Telyakov, Alexey Nailevich
CONCLUSIONES SOBRE EL TRABAJO
1. Sobre la base del análisis de fuentes bibliográficas y experimentos, se reveló un método prometedor para procesar chatarra radioelectrónica, incluida la clasificación, el enriquecimiento mecánico, la fusión y la electrólisis de ánodos de cobre y níquel.
2. Se ha desarrollado una tecnología de ensayo de chatarra electrónica que permite procesar por separado cada lote tecnológico de un proveedor con una determinación cuantitativa de metales.
3. Basado en pruebas comparativas de 3 dispositivos de trituración de cabeza (trituradora de cono inercial, trituradora de mandíbula, trituradora de martillos), se recomienda una trituradora de martillos para implementación industrial.
4. Sobre la base de la investigación realizada, se fabricó y puso en producción una planta piloto para el procesamiento de chatarra radioelectrónica.
5. En experimentos de laboratorio e industriales, se investigó el efecto de "pasivación" del ánodo. Se estableció la existencia de una dependencia marcadamente extrema del contenido de plomo en un ánodo de cobre-níquel hecho de chatarra electrónica, que debe tenerse en cuenta a la hora de controlar el proceso de fusión oxidativa radial-axial.
6. Como resultado de las pruebas semiindustriales de la tecnología de procesamiento de chatarra electrónica, se desarrollaron los datos iniciales para la construcción de una planta de procesamiento de desechos. industria de la ingeniería de radio.
Lista de literatura de investigación de tesis Candidato de Ciencias Técnicas Telyakov, Alexey Nailievich, 2007
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La invención se refiere a la metalurgia de metales nobles y puede ser utilizada en empresas metalúrgicas secundarias para el procesamiento de chatarra electrónica y en la extracción de oro o plata de desechos de las industrias electrónica y electroquímica, en particular, a un método para extraer metales preciosos. de los residuos de la industria radioelectrónica. El método incluye la obtención de ánodos de cobre-níquel residuales que contienen impurezas de metales nobles, su disolución anódica electrolítica con la deposición de cobre sobre el cátodo, obteniendo una solución de níquel y lodos con metales nobles. En este caso, la disolución anódica se lleva a cabo desde el ánodo que contiene 6-10% de hierro, mientras se coloca el cátodo y el ánodo en diafragmas de malla separados para crear espacios de cátodo y ánodo con electrolito que contiene cloro en ellos. El electrolito obtenido en el curso de la electrólisis se dirige desde el espacio del cátodo al espacio del ánodo. El resultado técnico de la invención es un aumento significativo en la velocidad de disolución del ánodo.
La invención se refiere a la metalurgia de metales preciosos y se puede utilizar en empresas de metalurgia secundaria para el procesamiento de chatarra electrónica y para la extracción de oro o plata de desechos de las industrias electrónica y electroquímica.
Existen los siguientes métodos para el refinado electrolítico de metales.
El método conocido, que se refiere a la hidrometalurgia de metales preciosos, en particular a métodos de extracción de oro y plata de concentrados, residuos de las industrias electrónica y de joyería. El método en el que la extracción de oro y plata incluye el tratamiento con soluciones de sales complejantes y el paso de una corriente eléctrica con una densidad de 0.5-10 A / dm 2, se utilizan soluciones que contienen iones tiocianato, iones férricos como soluciones y el pH de la solución es 0.5-4.0. El aislamiento de oro y plata se lleva a cabo en el cátodo, separado del espacio del ánodo por una membrana de filtro (Solicitud RF No. 94005910, IPC C25C 1/20).
Las desventajas de este método son la mayor pérdida de metales preciosos en el lodo. El método requiere un procesamiento adicional de concentrados con sales complejantes.
Invención conocida, que se refiere a métodos para la extracción de metales preciosos a partir de catalizadores usados, así como a procesos electroquímicos con lecho fluidizado o fijo. El material a procesar en forma de relleno se coloca en el espacio entre electrodos del electrolizador, la lixiviación electroquímica de los metales nobles en base a su disolución anódica se activa pretratando el material invirtiendo la polaridad de los electrodos en estática, que gira en un electrodo multipolar volumétrico, que asegura la disolución anódica del metal en todo el volumen del material, y la circulación del electrolito a través del relleno desde el ánodo hasta el cátodo se proporciona a una velocidad determinada a partir de la condición de prevenir la entrada de complejos de cloruro aniónico hidratado de metales nobles formados durante la lixiviación en el volumen del relleno del cátodo, mientras que el agua acidificada con un contenido de ácido clorhídrico de 0,3-4,0 se utiliza como% de electrolito. El método permite incrementar la productividad del proceso y simplificarlo (Patente RF No. 2198947, IPC S25S 1/20).
La desventaja de este método es el mayor consumo de energía.
El método conocido incluye la disolución electroquímica de oro y plata en una solución acuosa a una temperatura de 10 a 70 ° C en presencia de un agente complejante. El etilendiaminotetraacetato de sodio se utiliza como agente complejante. La concentración de EDTA Na 5-150 g / l. La disolución se realiza a un pH de 7-14. Densidad de corriente 0,2-10 A / dm 2. El uso de la invención permite incrementar la velocidad de disolución del oro y la plata; Reducir el contenido de cobre en el lodo a 1.5-3.0% (Patente RF No. 2194801, IPC C25 C1 / 20).
La desventaja de este método es la velocidad de disolución insuficientemente alta.
Como prototipo de la presente invención, se selecciona un método de refinación electrolítica de cobre y níquel a partir de aleaciones de cobre-níquel que contienen impurezas de metales preciosos, que incluye la disolución electroquímica de ánodos de una aleación de cobre-níquel, la deposición de cobre para obtener una solución de níquel y lodos. La disolución de los ánodos se realiza en el espacio anódico separado por el diafragma, en la capa suspendida del lodo, al tiempo que se reduce el consumo de energía (en un 10%) y se aumenta la concentración de oro en el lodo. (Patente RF No. 2237750, IPC S25S 1/20, publ. 29.04.2003).
Las desventajas de esta invención son la pérdida de metales nobles en el lodo, velocidad de disolución insuficientemente alta.
El resultado técnico es la eliminación de estas desventajas, es decir reduciendo la pérdida de metales nobles en los lodos, aumentando la velocidad de disolución, reduciendo el consumo de energía.
El resultado técnico se logra por el hecho de que en el método de disolución de ácido sulfúrico electrolítico de ánodos de cobre-níquel obtenidos de desechos de la industria radioelectrónica que contienen impurezas de metales nobles, incluida la disolución anódica, disolución química y deposición catódica de cobre, con obteniendo una solución de níquel y lodos con metales nobles, según la invención, el ánodo que contiene 6-10% de hierro y el cátodo se colocan en diafragmas de malla separados con un electrolito que contiene cloro en ellos, y el electrolito obtenido durante la electrólisis se dirige desde el espacio del cátodo al ánodo.
El método se implementa de la siguiente manera.
En un baño electrolítico, un ánodo de cobre-níquel que contiene 6-10% de hierro, impurezas de metales nobles y el cátodo se colocan en diafragmas de malla separados con un electrolito que contiene cloro, creando espacios separados para el ánodo y el cátodo. En el espacio del cátodo, el electrolito se enriquece con hierro férrico FeCl 3 y luego se alimenta al espacio del ánodo, por ejemplo, mediante una bomba. El proceso de disolución del ánodo se lleva a cabo a una densidad de corriente de 2-10 A / dm 2, una temperatura de 40-70 ° C y un voltaje de 1.5-2.5 V. Bajo la influencia de una corriente eléctrica y oxidativa efecto del hierro férrico, el proceso de disolución del ánodo se acelera significativamente y el contenido de metales nobles en el lodo.
En el espacio catódico se forma un electrolito enriquecido con FeCl 2, el cual es enviado al espacio anódico, donde se oxida a FeCl 3, por lo que comienza el proceso de disolución química del ánodo.
Debido a la acción electrolítica y química, la velocidad de disolución del ánodo aumenta significativamente, aumenta el contenido de metales nobles en el lodo, se reduce la pérdida de oro y se acorta el tiempo de disolución del ánodo.
Cuando la concentración de hierro en el ánodo es inferior al 6%, se observa un contenido reducido de FeCl 3 en el electrolito, lo que conduce a una acción química insuficiente del hierro férrico FeCl 3 sobre el ánodo y, como consecuencia, a una baja tasa de disolución del ánodo.
Un aumento en la concentración de hierro en el ánodo más del 10% no contribuye a un aumento adicional en la velocidad de disolución del ánodo, pero crea dificultades adicionales en el procesamiento del electrolito.
Este método se prueba con los siguientes ejemplos.
Se colocó un ánodo de cobre-níquel que contenía 7% de Fe y que pesaba 119 g en el espacio del ánodo y se disolvió a un voltaje de 2.5 V, una temperatura de 60 ° C y una densidad de corriente de 1000 A / m 2 en un electrolito de los siguientes composición: CuSO 4 5H 2 O - 500 ml, N 2 SO 4 - 250 ml, FeSO 4 - 60 ml, HCl - 50 ml. En ausencia de circulación de electrolitos, la masa del ánodo en la primera hora del proceso disminuyó en 0,9 g. Durante dos horas de electrólisis, la masa del ánodo disminuyó en 1,8 g.
Después de que el electrolito se transfirió del espacio del cátodo al del ánodo, sin cambiar la densidad de corriente, la masa del ánodo en la primera hora de electrólisis disminuyó en 4,25 gy en dos horas en 8,5 g.
En las mismas condiciones se disolvió un ánodo de cobre-níquel que contenía 4% de Fe y una masa de 123 g, y en ausencia de circulación de electrolito, la masa del ánodo en la primera hora del proceso disminuyó en 0.4 g, y en dos horas de electrólisis, la masa del ánodo disminuyó en 0,8 G.
Mover el electrolito del espacio del cátodo al del ánodo, sin cambiar la densidad de corriente, permitió reducir la masa de este ánodo en la primera hora de electrólisis en 1,15 gy en dos horas en 2,3 g.
Bajo la condición de mover el electrolito del espacio del cátodo al espacio del ánodo, la masa del ánodo en la primera hora de electrólisis disminuyó en 4,25 gy en dos horas, en 8,5 g.
Con base en los datos obtenidos, se puede concluir que el contenido de hierro del 6-10% en el ánodo de cobre-níquel y el movimiento del electrolito enriquecido con FeCl 3 desde el espacio del cátodo al espacio del ánodo puede incrementar significativamente la velocidad de disolución de el ánodo.
Gracias al método propuesto, se consiguen los siguientes efectos:
1) aumento del contenido de metales nobles en el lodo;
2) un aumento significativo en la velocidad de disolución del ánodo;
3) reducción del volumen de lodos.
AFIRMAR
Método para la extracción de metales preciosos de los desechos de la industria radioelectrónica, que incluye la obtención de los mismos ánodos de cobre-níquel que contienen impurezas de metales nobles, su disolución anódica electrolítica con la deposición de cobre sobre el cátodo y la obtención de una solución de níquel y lodos con metales preciosos. metales, caracterizada porque la disolución anódica electrolítica se lleva a cabo en el ánodo que contiene 6-10% de hierro, al colocar el cátodo y el ánodo en diafragmas de malla separados para crear espacios de cátodo y ánodo con electrolito que contiene cloro en ellos, y el electrolito obtenido durante la electrólisis de el espacio del cátodo se dirige al espacio del ánodo.
Uso: procesamiento económicamente limpio de residuos de producción de ingeniería eléctrica y radioeléctrica con el máximo grado de separación de componentes. La esencia de la invención: los residuos se ablandan primero en un autoclave en ambiente acuático a una temperatura de 200 - 210 ° C durante 8 - 10 horas, luego se seca, se tritura y se clasifica por fracciones - 5,0 + 2,0; -2,0 + 0,5 y -0,5 + 0 mm seguidos de separación electrostática. 5 pestaña.
La invención se refiere a la ingeniería eléctrica, en particular al reciclado de placas de circuitos impresos, y puede utilizarse para extraer metales preciosos con un uso posterior, así como en la industria química en la producción de tintes. Un método conocido de procesamiento de desechos eléctricos: tableros con una base cerámica (ed. St. 1368029, clase B 02 C, 1986), que consiste en triturar en dos etapas sin cribado de componentes abrasivos para fregar el componente metálico. Los tableros se cargan en una pequeña cantidad a materias primas de mineral de níquel y la mezcla se funde en hornos térmicos de mineral a una temperatura de 1350 o C. El método descrito tiene una serie de desventajas significativas: baja eficiencia; Peligro ambiental: altos niveles de laminados y materiales aislantes durante la fusión conducen a la contaminación. el entorno ; Pérdida de sustancias químicas asociadas con metales nobles volátiles. El conocido método de reciclaje de materias primas secundarias (N. Lebel y otros "Problemas y posibilidades de utilización de materias primas secundarias que contienen metales preciosos" en el libro. Teoría y práctica de los procesos metalúrgicos no ferrosos. La experiencia de los metalúrgicos de la RDA. M. "Metalurgia", 1987, S. 74-89), tomado como prototipo. Este método se caracteriza por el procesamiento hidrometalúrgico de tableros: su tratamiento con ácido nítrico o una solución de nitrato de cobre en ácido nítrico. Las principales desventajas: contaminación ambiental, la necesidad de organizar el tratamiento de aguas residuales; el problema de la electrólisis de la solución, que hace prácticamente imposible que la tecnología especificada esté libre de desperdicios. El más cercano en esencia técnica es un método para procesar chatarra de equipos electrónicos (Procesador de chatarra aguarda a la refinería. Metall Bulletin Monthly, marzo de 1986, p. 19), tomado como prototipo, que incluye trituración seguida de separación. El separador está equipado con tambor magnético, molino criogénico y tamices. La principal desventaja de este método es que la estructura de los componentes cambia durante la separación. Además, el método prevé únicamente el procesamiento primario de materias primas. Esta invención está dirigida a la implementación de tecnología libre de residuos respetuosa con el medio ambiente. La invención se diferencia del prototipo en que en el método de procesamiento de residuos eléctricos, incluido el triturado del material con posterior clasificación por tamaño, el residuo antes del triturado se somete a ablandamiento en autoclave en medio acuoso a una temperatura de 200-210 o C durante 8-10 horas, luego secado, clasificación realizada en fracciones -5.0 + 2.0; -2.0 + 0.5 y -0.5 + 0 mm, y la separación es electrostática. La esencia de la invención es la siguiente. Los residuos de la producción de ingeniería eléctrica y radioeléctrica, principalmente tableros, constan, por regla general, de dos partes: elementos de montaje (microcircuitos) que contienen metales preciosos y una base que no contiene metales preciosos con una parte de entrada pegada en forma de cobre. conductores de lámina. Cada uno de los componentes se somete a una operación de ablandamiento, como resultado de lo cual el plástico laminado pierde sus características de resistencia originales. El ablandamiento se lleva a cabo en un estrecho rango de temperatura de 200-210 o C, por debajo de 200 o C, no se produce ablandamiento, por encima del material "flota". Durante el triturado mecánico posterior, el material triturado es una mezcla de granos de plástico laminado con elementos de montaje desintegrados, una parte conductora y pistones. La operación de ablandamiento en un ambiente acuoso evita emisiones nocivas. Cada clase de tamaño del material clasificado después de la trituración se somete a separación electrostática en un campo de descarga de corona, como resultado de lo cual se forman fracciones: conductivas a todos los elementos metálicos de las placas y no conductivas: una fracción de plástico laminado del correspondiente Talla. Luego, mediante métodos conocidos, se obtienen concentrados de soldadura y metales preciosos a partir de la fracción de metal. Después del procesamiento, la fracción no conductora se usa como relleno y pigmento en la producción de barnices, pinturas, esmaltes o nuevamente en la producción de plásticos. Así, las características distintivas esenciales son: ablandamiento de los desechos eléctricos (tableros) antes de triturarlos en un medio acuoso a una temperatura de 200-210 o C, y clasificación según ciertas fracciones, cada una de las cuales se procesa luego para su posterior uso en la industria. El método reivindicado se probó en el laboratorio del Instituto Mekhanobr. Se procesaron los defectos formados en la producción de tableros. La base del residuo es una lámina de fibra de vidrio laminada en plástico epoxi con un espesor de 2,0 mm con presencia de conductores de lámina de cobre de contacto recubiertos de soldadura y fraguado. El ablandamiento de los tableros se realizó en un autoclave con un volumen de 2 litros. Al final del experimento, el autoclave se dejó al aire a 20 o C, luego se descargó el material, se sometió a secado y luego se trituró, primero en un molino de martillos y luego en un molino de inercia de cono KID-300 . El modo tecnológico de procesamiento y sus resultados se presentan en la tabla. 1. Las características granulométricas de la experiencia del material triturado en el modo óptimo después del secado se presentan en la tabla. 2. La posterior separación electrostática de estas clases se llevó a cabo en un campo de descarga en corona realizado en un separador electrostático de tambor ZEB-32/50. De estas tablas se deduce / que la tecnología propuesta se caracteriza por una alta eficiencia: la fracción conductora contiene 98,9% del metal, mientras que su extracción es 95,02%; la fracción no conductora contiene 99,3% de fibra de vidrio modificada con 99,85% de recuperación. Se obtuvieron resultados similares al procesar tableros de desecho con elementos de montaje en forma de microcircuitos. La base del tablero es fibra de vidrio en epoxi. Estos estudios también utilizaron el modo óptimo de ablandamiento, trituración y separación electrostática. El tablero se dividió preliminarmente en dos componentes utilizando un cortador mecánico: uno que contenía metales preciosos y otro que no contenía metales preciosos. En el componente con metales preciosos, junto con fibra de vidrio, estaban presentes láminas de cobre, cerámicas y soldaduras, paladio, oro y plata. La parte restante de la placa cortada por el cortador está representada por contactos hechos de lámina de cobre, soldadura y pistones ubicados de acuerdo con el esquema de ingeniería de radio sobre una capa de fibra de vidrio en resina epoxi. Por lo tanto, ambos componentes de las placas se procesaron por separado. Los resultados de la investigación se muestran en la tabla. 5, cuyos datos confirman la alta eficiencia de la tecnología reivindicada. Así, en la fracción conductora que contiene 97,2% del metal, se logró su extracción en 97,73%; en una fracción no conductora que contenía 99,5% de fibra de vidrio modificada, la extracción de esta última fue del 99,59%. Así, el uso del método reivindicado permitirá obtener una tecnología de tratamiento de residuos de ingeniería eléctrica y radioeléctrica prácticamente libre de residuos y respetuosa con el medio ambiente. La fracción conductora (metal) se procesa en metales comerciales mediante los métodos conocidos de piro- y (o) hidrometalurgia, incluida la electrólisis: concentrado (concentrado) de metales preciosos, láminas de cobre, estaño y plomo. La fracción no conductora, un laminado de fibra de vidrio modificado en plástico epoxi, se tritura fácilmente hasta obtener un polvo adecuado como pigmento en la producción de pinturas y barnices en la fabricación de barnices, pinturas y esmaltes.
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Como manuscrito
Alexey TELYAKOV
DESARROLLO DE UNA TECNOLOGÍA EFECTIVA PARA LA EXTRACCIÓN DE METALES NO FERROSOS Y PREMIUM A PARTIR DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA DE INGENIERÍA DE RADIO
Especialidad 05.16.02– Metalurgia de ferrosos, no ferrosos
y metales raros
A en t sobre ref erat
disertación para un grado científico
candidato de ciencias técnicas
SAN PETERSBURGO
El trabajo se realizó en una institución educativa estatal de nivel superior. educación vocacional Instituto Estatal de Minería de San Petersburgo que lleva el nombre de G.V. Plekhanov (Universidad Técnica)
supervisor–
Doctor en Ciencias Técnicas, Profesor,
Científico de honor de la Federación de RusiaV.M.Sizyakov
Oponentes oficiales:
Doctor en Ciencias Técnicas, ProfesorI.N.Beloglazov
candidato de ciencias técnicas, profesor asociadoA.Yu.Baimakov
Empresa líder– Instituto "Giproníquel"
La defensa de la disertación se llevará a cabo el 13 de noviembre de 2007 a las 14:30 en una reunión del Consejo de Disertación D 212.224.03 en el Instituto Estatal de Minería de San Petersburgo que lleva el nombre de V.I. G.V. Plekhanov (Universidad Técnica) en la dirección: 199106 San Petersburgo, línea 21, 2, sala. 2205.
La disertación se puede encontrar en la biblioteca del Instituto Estatal de Minería de San Petersburgo.
SECRETARIO CIENTÍFICO
consejo de tesis
Doctor en Ciencias Técnicas, Profesor AsociadoV.N.Brichkin
DESCRIPCION GENERAL DEL TRABAJO
Relevancia del trabajo
La tecnología moderna requiere cada vez más metales preciosos. En la actualidad, la producción de estos últimos ha disminuido drásticamente y no cubre las necesidades, por lo tanto, se requiere aprovechar todas las posibilidades para movilizar los recursos de estos metales, y, por lo tanto, el papel de la metalurgia secundaria de los metales preciosos está aumentando. . Además, la extracción de Au, Ag, Pt y Pd contenidos en los residuos es más rentable que la de los minerales.
Los cambios en el mecanismo económico del país, incluido el complejo militar-industrial y las fuerzas armadas, obligaron a crear fábricas en ciertas regiones del país para procesar chatarra de la industria radioelectrónica que contiene metales preciosos. Al mismo tiempo, es imperativo maximizar la extracción de metales preciosos de materias primas pobres y reducir la masa de relaves-residuos. También es importante que junto con la extracción de metales preciosos, también se puedan obtener metales no ferrosos, por ejemplo, cobre, níquel, aluminio y otros.
Objeto del trabajo. Incrementar la eficiencia de la tecnología pirohidrometalúrgica para el procesamiento de chatarra de la industria radioelectrónica con extracción profunda de oro, plata, platino, paladio y metales no ferrosos.
Métodos de búsqueda. Para solucionar los problemas planteados, los principales estudios experimentales se llevaron a cabo en un original montaje de laboratorio, incluyendo un horno con boquillas de soplado ubicadas radialmente, que permiten asegurar la rotación del metal fundido con aire sin pulverizar y, por ello, para multiplicar el suministro de soplado (en comparación con el suministro de aire al metal fundido a través de tuberías). El análisis de los productos de concentración, fundición y electrólisis se realizó por métodos químicos. Para el estudio, utilizamos el método de microanálisis espectral de rayos X (RSMA) y análisis de fase de rayos X (XRF).
Fiabilidad de las disposiciones científicas, los hallazgos y las recomendaciones debido al uso de métodos de investigación modernos y confiables y se confirma por una buena convergencia de resultados teóricos y prácticos.
Novedad científica
Se han determinado las principales características cualitativas y cuantitativas de los radioelementos que contienen metales no ferrosos y preciosos, que permiten predecir la posibilidad de procesamiento químico y metalúrgico de la chatarra radioelectrónica.
Se estableció el efecto pasivador de las películas de óxido de plomo en la electrólisis de ánodos de cobre-níquel hechos de chatarra electrónica. Se revela la composición de las películas y se determinan las condiciones tecnológicas para la preparación de los ánodos, asegurando la ausencia de un efecto pasivador.
La posibilidad de oxidar hierro, zinc, níquel, cobalto, plomo, estaño a partir de ánodos de cobre-níquel hechos de chatarra electrónica se calculó y confirmó teóricamente como resultado de experimentos de cocción en muestras de 75 kilogramos de la masa fundida, lo que proporciona un alto nivel técnico y económico. indicadores de la tecnología para la devolución de metales preciosos. Se determinaron los valores de la energía de activación aparente para la oxidación en una aleación de cobre de plomo - 42,3 kJ / mol, estaño - 63,1 kJ / mol, hierro - 76,2 kJ / mol, zinc - 106,4 kJ / mol, níquel - 185,8 kJ / mol.
El significado práctico del trabajo
Se ha desarrollado una línea tecnológica para el ensayo de chatarra radioelectrónica, que incluye departamentos de desmontaje, clasificación y enriquecimiento mecánico para la obtención de concentrados metálicos;
Se ha desarrollado una tecnología para fundir chatarra radioelectrónica en un horno de inducción, combinada con la acción de chorros oxidantes radial-axiales sobre la masa fundida, proporcionando una intensa transferencia de masa y calor en la zona de fusión del metal;
Se ha desarrollado y probado un esquema tecnológico para procesar chatarra radioelectrónica y desechos tecnológicos de empresas a escala piloto-industrial, que proporciona procesamiento y liquidación individual con cada proveedor de REL.
La novedad de las soluciones técnicas está confirmada por tres patentes de la Federación de Rusia: No. 2211420, 2003; Nº 2231150, 2004; Nº 2276196, 2006
Aprobación de obra... Los materiales de la disertación fueron informados: en el Congreso Internacional "Tecnologías y Equipos Metalúrgicos". Abril de 2003 San Petersburgo; Conferencia científico-práctica de toda Rusia "Nuevas tecnologías en metalurgia, química, beneficio y ecología". Octubre de 2004 San Petersburgo; Conferencia científica anual de jóvenes científicos "Los recursos minerales de Rusia y su desarrollo" 9 de marzo - 10 de abril de 2004 San Petersburgo; Conferencia científica anual de jóvenes científicos "Los recursos minerales de Rusia y su desarrollo" 13-29 de marzo de 2006 San Petersburgo.
Publicaciones. Las principales disposiciones de la tesis se publican en 4 trabajos impresos.
La estructura y alcance de la tesis. La tesis consta de una introducción, 6 capítulos, 3 apéndices, conclusiones y una lista de referencias. El trabajo se presenta en 176 páginas de texto mecanografiado, contiene 38 tablas, 28 figuras. La bibliografía incluye 117 títulos.
La introducción fundamenta la relevancia de la investigación, establece las principales disposiciones para la defensa.
El primer capítulo está dedicado a una revisión de la literatura y las patentes en el campo de la tecnología para procesar desechos de la industria radioelectrónica y los métodos para procesar productos que contienen metales preciosos. A partir del análisis y generalización de los datos de la literatura, se formulan las metas y objetivos de la investigación.
El segundo capítulo proporciona datos sobre el estudio de la composición cuantitativa y material de la chatarra radioelectrónica.
El tercer capítulo está dedicado al desarrollo de una tecnología para promediar chatarra radioelectrónica y obtención de concentrados metálicos para enriquecimiento de REL.
El cuarto capítulo presenta datos sobre el desarrollo de tecnología para la obtención de concentrados metálicos de chatarra radioelectrónica con extracción de metales nobles.
El quinto capítulo describe los resultados de las pruebas semiindustriales sobre la fusión de concentrados metálicos de chatarra radioelectrónica con su posterior procesamiento en cátodos de cobre y lodos de metales nobles.
El sexto capítulo analiza la posibilidad de mejorar los indicadores técnicos y económicos de los procesos desarrollados y probados a escala piloto.
DISPOSICIONES BÁSICAS DE PROTECCIÓN
1. Los estudios fisicoquímicos de muchos tipos de chatarra electrónica justifican la necesidad de operaciones preliminares de desmontaje y clasificación de residuos con posterior enriquecimiento mecánico, lo que proporciona una tecnología racional para procesar los concentrados resultantes con liberación de metales no ferrosos y preciosos.
Con base en el estudio de la literatura científica y los estudios preliminares, se revisaron y probaron las siguientes operaciones principales para el procesamiento de chatarra electrónica:
- chatarra de fundición en un horno eléctrico;
- lixiviación de chatarra en soluciones ácidas;
- tostado de chatarra, seguido de fusión eléctrica y electrólisis de productos semiacabados, incluidos metales no ferrosos y preciosos;
- enriquecimiento físico de la chatarra, seguido de la fusión eléctrica de los ánodos y el procesamiento de los ánodos en cátodos de cobre y lodos de metales preciosos.
Los tres primeros métodos fueron rechazados por dificultades ambientales, insuperables cuando se utilizan las operaciones principales consideradas.
El método de enriquecimiento físico fue desarrollado por nosotros y consiste en el hecho de que las materias primas entrantes se envían para un desmontaje preliminar. En esta etapa, los ensamblajes que contienen metales preciosos se extraen de computadoras electrónicas y otros equipos electrónicos (tablas 1, 2). Los materiales que no contienen metales preciosos se envían a la extracción de metales no ferrosos. El material de metales preciosos (placas de circuito impreso, conectores de enchufe, cables, etc.) se clasifica para eliminar cables de oro y plata, pines de conectores laterales de PCB chapados en oro y otros metales con alto contenido de metales preciosos. Estas piezas se pueden reciclar por separado.
tabla 1
Balance de equipos electrónicos en el sitio del 1er desmontaje.
| P / p No. | Nombre del producto medio | Cantidad, kg | Contenido, % |
| 1 | Vino para reciclaje Racks de dispositivos electrónicos, máquinas, equipos de conmutación | 24000,0 | 100 |
| 2 3 | Recibido después del reciclaje Chatarra electrónica en forma de placas, conectores, etc. Chatarra de metales ferrosos y no ferrosos, sin metales preciosos, plástico, vidrio orgánico Total: | 4100,0 19900,0 | 17,08 82,92 |
| 24000,0 | 100 |
Tabla 2
Balance de chatarra electrónica en la zona del 2º desmontaje y clasificación
| P / p No. | Nombre del producto medio | Cantidad, kg | Contenido, % |
| 1 | Recibido para reciclaje Chatarra electrónica en forma de (conectores y placas) | 4100,0 | 100 |
| 2 3 4 5 | Recibido después de separar el desmontaje y la clasificación manual Conectores Componentes de radio Placas sin componentes y accesorios de radio (pies soldados de componentes de radio y la mitad contienen metales preciosos) Pestillos de placa, pines, guías de placa (elementos que no contienen metales preciosos) Total: | 395,0 1080,0 2015,0 610,0 | 9,63 26,34 49,15 14,88 |
| 4100,0 | 100 |
Piezas como conectores sobre base termoendurecible y termoplástica, conectores sobre placas, placas pequeñas de falso getinax o fibra de vidrio con componentes y pistas de radio independientes, condensadores variables y constantes, microcircuitos sobre base plástica y cerámica, resistencias, tomas de cerámica y plástico para Los tubos de radio, los fusibles, las antenas, los interruptores y los interruptores pueden reciclarse mediante técnicas de enriquecimiento.
La trituradora de martillos MD 2x5, la trituradora de mandíbulas (DShch 100x200) y la trituradora de inercia de cono (KID-300) se probaron como la unidad principal para la operación de trituración.
En el proceso de trabajo, quedó claro que la trituradora de inercia de cono debería funcionar solo bajo un bloqueo de material, es decir, con llenado completo del embudo receptor. Para un funcionamiento eficiente de la trituradora de cono inercial, existe un límite superior para el tamaño del material procesado. Las piezas más grandes interferirán con el funcionamiento normal de la trituradora. Estas desventajas, la principal de las cuales es la necesidad de mezclar materiales de diferentes proveedores, obligaron a abandonar el uso de KID-300 como unidad principal para la molienda.
El uso de una trituradora de martillos como unidad de trituración de cabezales en comparación con una trituradora de mandíbulas resultó ser más preferible debido a su alta productividad en la trituración de chatarra electrónica.
Se encontró que los productos de la trituración incluyen fracciones metálicas magnéticas y no magnéticas, que contienen la mayor parte de oro, plata y paladio. Para extraer la parte metálica magnética del producto de trituración, se probó un separador magnético PBSTs 40/10. Se encontró que la parte magnética consiste principalmente en níquel, cobalto, hierro (tabla 3). Se determinó la productividad óptima del aparato, que fue de 3 kg / min con la extracción de oro al 98,2%.
La parte metálica no magnética del producto triturado se separó usando un separador electrostático ZEB 32/50. Se ha encontrado que la parte metálica está compuesta principalmente por cobre y zinc. Los metales preciosos son la plata y el paladio. Se determinó la productividad óptima del aparato, que fue de 3 kg / min con extracción de plata al 97,8%.
Al clasificar la chatarra electrónica, es posible aislar selectivamente los condensadores multicapa secos, que se caracterizan por un mayor contenido de platino - 0,8% y paladio - 2,8% (Tabla 3).
Tabla 3
Composición de concentrados obtenidos durante la clasificación y procesamiento de chatarra electrónica
| N p / p | Contenido, % | ||||||||||
| Cu | Ni | Co | Zn | Fe | Ag | Au | Pd | Pt | Otro | Suma | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| Concentrados de plata-paladio | |||||||||||
| 1 | 64,7 | 0,02 | sl. | 21,4 | 0,1 | 2,4 | sl. | 0,3 | 0,006 | 11,8 | 100,0 |
| Concentrados de oro | |||||||||||
| 2 | 77,3 | 0,7 | 0,03 | 4,5 | 0,7 | 0,3 | 1,3 | 0,5 | 0,01 | 19,16 | 100,0 |
| Concentrados magnéticos | |||||||||||
| 3 | sl. | 21,8 | 21,5 | 0,02 | 36,3 | sl. | 0,6 | 0,05 | 0,01 | 19,72 | 100,0 |
| Concentrados de condensadores | |||||||||||
| 4 | 0,2 | 0,59 | 0,008 | 0,05 | 1,0 | 0,2 | No | 2,8 | 0,8 | MgO-14,9 CaO-25,6 Sn-2,3 Pb-2,5 R2O3-49,5 | 100,0 |
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