Residuos de la industria de la ingeniería radioeléctrica. Eliminación de electrodomésticos y electrónica y recuperación de metales preciosos. El significado práctico del trabajo

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Telyakov Alexey Nailevich. Desarrollo de una tecnología eficaz de extracción de metales no ferrosos y nobles de productos de desecho de la industria de la ingeniería de radio: disertación ... Candidato de ciencias técnicas: 16.05.02 San Petersburgo, 2007 177 p., Bibliografía: p. 104-112 RSL OD, 61: 07-5 / 4493

Introducción

Capítulo 1. Revisión de la literatura 7

Capítulo 2. Estudio de la composición material de la chatarra electrónica 18

Capítulo 3. Desarrollo de tecnología de promediado para chatarra electrónica 27

3.1. Tostado de chatarra electrónica 27

3.1.1. Información sobre plásticos 27

3.1.2. Cálculos tecnológicos para la utilización de gases de combustión 29

3.1.3. Disparo de chatarra electrónica en falta de aire 32

3.1.4. Tostado de chatarra electrónica en un horno tubular 34

3.2 Métodos físicos de procesamiento de chatarra radioelectrónica 35

3.2.1. Descripción del área de concentración 36

3.2.2. Diagrama de flujo del proceso de la sección de enriquecimiento 42

3.2.3. Prueba de la tecnología de beneficio en unidades industriales 43

3.2.4. Determinación de la productividad de las unidades de la sección de enriquecimiento durante el procesamiento de chatarra electrónica 50

3.3. Ensayos industriales de enriquecimiento de chatarra radioelectrónica 54

3.4. Conclusiones del Capítulo 3 65

Capítulo 4. Desarrollo de tecnología para procesar concentrados de chatarra radioelectrónica . 67

4.1. Investigación sobre el procesamiento de concentrados REL en soluciones ácidas. 67

4.2. Prueba de la tecnología de producción oro concentrado y plata 68

4.2.1. Probando la tecnología para la obtención de oro concentrado 68

4.2.2. Prueba de la tecnología para producir plata concentrada ... 68

4.3. Investigación de laboratorio sobre la extracción de REL de oro y plata por fundición y electrólisis 69

4.4. Desarrollo de tecnología para la extracción de paladio a partir de soluciones de ácido sulfúrico. 70

4.5. Conclusiones del Capítulo 4 74

Capítulo 5. Ensayos semiindustriales de fundición y electrólisis de concentrados de chatarra radioelectrónica 75

5.1. Fusión de concentrados metálicos REL 75

5.2. Electrólisis de productos de fundición REL 76

5.3. Conclusiones del Capítulo 5 81

Capítulo 6. Estudio de la oxidación de impurezas durante la fusión de chatarra electrónica 83

6.1. Cálculos termodinámicos de oxidación de impurezas REL 83

6.2. Estudio de la oxidación de impurezas en concentrados REL 88

6.2. Estudio de la oxidación de impurezas en concentrados REL 89

6.3. Ensayos semiindustriales de fundición oxidativa y electrólisis de concentrados REL 97

6.4. Conclusiones sobre el capítulo 102

Conclusiones sobre el trabajo 103

Literatura 104

Introducción al 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 satisface 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, también se puedan obtener metales no ferrosos, por ejemplo, cobre, níquel, aluminio y otros.

El propósito del trabajo es el desarrollo de tecnología para la extracción de oro, plata, platino, paladio y metales no ferrosos a partir de chatarra radioelectrónica y residuos industriales de empresas.

Las principales disposiciones para la defensa.

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.

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 50-60: 50-iO.

El bajo potencial de disolución de los ánodos de cobre-níquel obtenido durante la fusión de la chatarra electrónica brinda la posibilidad de obtener

5 Lodos de metales preciosos, aptos para su procesamiento mediante 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, utilizamos el método de microanálisis espectral de rayos X (RSMA) y análisis de fase de rayos X (XRF) utilizando la configuración DRON-06.

Razonabilidad y fiabilidad de las disposiciones, conclusiones y recomendaciones científicas debido 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.

Calculado y confirmado teóricamente como resultado de experimentos de cocción en la masa fundida de 75 "KIL0G P amm0Bb1X n Pbax, la posibilidad de oxidación de hierro, zinc, níquel, cobalto, plomo, estaño a partir de ánodos de cobre-níquel hechos de chatarra electrónica, lo que proporciona una alta Indicadores técnicos y económicos de la tecnología de recuperación de metales nobles.

El significado práctico del trabajo

Se ha desarrollado una línea tecnológica para el ensayo de chatarra electrónica, que incluye departamentos de desmontaje, clasificación, mecánica

enriquecimiento de la fundición y análisis de metales nobles y no ferrosos;

Se ha desarrollado la tecnología de fusión de chatarra radioelectrónica por inducción.
horno, combinado con el impacto en la masa fundida de oxidación radial
chorros but-axiales, que proporcionan un intercambio intensivo de masa y calor en la zona
fundir metal;

Desarrollado y probado en una tecnología a escala piloto
un esquema geológico para el procesamiento de chatarra radioelectrónica y tecnológica
movimientos de empresas, proporcionando procesamiento y liquidación individual con
por cada proveedor 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 la investigación de laboratorio y el procesamiento industrial de residuos 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 el Sitios del Centro Científico Ruso "Química Aplicada" y una planta mecánica ellos. Karl Liebknecht.

Estudio de la composición material de la chatarra electrónica

En la actualidad, no existe tecnología doméstica para procesar chatarra radioelectrónica deficiente. Comprar una licencia de empresas occidentales no es práctico debido a la disparidad de las leyes sobre metales preciosos. Las empresas occidentales pueden comprar chatarra electrónica a los proveedores, almacenar y acumular la cantidad de chatarra a un valor que coincida con la escala de la línea tecnológica. Los metales preciosos resultantes son propiedad del fabricante.

En nuestro país, bajo los términos de liquidación en efectivo con proveedores de chatarra, cada lote de desperdicio de cada proveedor, independientemente de su tamaño, debe pasar por un ciclo tecnológico completo de pruebas, que incluye abrir paquetes, verificar pesos netos y brutos, promediar materias primas. por composición (mecánica, pirometalúrgica, química), toma de muestras de cabeza, toma de muestras de subproductos promediados (escorias, sedimentos insolubles, agua de enjuague, etc.), encriptación, análisis, decodificación de muestras y certificación de resultados de análisis, cálculo de la cantidad de metales preciosos en un lote, su aceptación en el balance de la empresa y registro de toda la documentación contable y de liquidación.

Después de recibir los semiproductos concentrados en metales preciosos (por ejemplo, el metal Dore), los concentrados se entregan a la refinería estatal, donde, después de la refinación, los metales se envían a Gokhran y el pago de su costo se devuelve al proveedor. . Resulta obvio que para trabajo exitoso empresas de procesamiento, cada lote del proveedor debe pasar por todo el ciclo tecnológico por separado de los materiales de otros proveedores.

Un análisis de la literatura ha demostrado que una de las posibles formas de promediar la chatarra electrónica es hornearla a una temperatura que asegure la combustión de los plásticos que componen el REL, luego de lo cual es posible fundir el sinterizado, obtener un ánodo seguido. por electrólisis.

Para la fabricación de plásticos se utilizan resinas sintéticas. Las resinas sintéticas, dependiendo de la reacción de su formación, se dividen en polimerizadas y condensadas. También hay resinas termoplásticas y termoendurecibles.

Las resinas termoplásticas pueden fundirse repetidamente al recalentarse sin perder sus propiedades plásticas, estas incluyen: acetato de polivinilo, poliestireno, cloruro de polivinilo, productos de condensación de glicoles con ácidos carboxílicos dibásicos, etc.

Resinas termoendurecibles: cuando se calientan, forman productos infusibles, estos incluyen resinas de aldehído fenólico y formaldehído de urea, productos de condensación de glicerina con ácidos polibásicos, etc.

Muchos plásticos consisten solo en polímero, estos incluyen: polietileno, poliestireno, resinas de poliamida, etc. La mayoría de los plásticos (fenoplásticos, amioplastos, plásticos de madera, etc.), además del polímero (aglutinante), pueden contener: cargas, plastificantes, aglutinantes curadores y colorantes, estabilizantes y otros aditivos. Los siguientes plásticos se utilizan en ingeniería eléctrica y electrónica: 1. Plásticos fenólicos: plásticos a base de resinas fenólicas. Los plásticos fenólicos incluyen: a) plásticos fenólicos moldeados - resinas curadas de tipo resol, tales como baquelita, carbolita, neoleucorita, etc.; b) plásticos fenólicos en capas - por ejemplo, un producto prensado hecho de tela y resina resol, llamado textolita Las resinas de fenol-aldehído se obtienen por condensación de fenol, cresol, xileno, alquilfenol con formaldehído, furfural. En presencia de catalizadores básicos, se obtienen resinas resol (termoendurecibles); en presencia de catalizadores ácidos, se obtienen resinas de novolaca (termoplásticas).

Cálculos tecnológicos para la utilización de gases de combustión.

Todos los plásticos se componen principalmente de carbono, hidrógeno y oxígeno, con el reemplazo de la valencia por adiciones de cloro, nitrógeno, flúor. Considere, como ejemplo, la combustión de PCB. La textolita es un material poco inflamable y es uno de los componentes de la chatarra electrónica. Consiste en tejido de algodón prensado impregnado con resinas de resol artificial (formaldehído). La composición morfológica de la textolita radiotecnológica: - tejido de algodón - 40-60% (promedio - 50%) - resina resol - 60-40% (promedio -50%) La fórmula bruta de celulosa de algodón [SbN702 (OH) s] s, y resina resol - (Cg H702) -m, donde m es el coeficiente correspondiente al grado de productos de polimerización. Según los datos de la literatura, cuando el contenido de cenizas de la textolita es del 8%, el contenido de humedad será del 5%. Composición química La textolita en términos de peso de trabajo será,%: Cp-55.4; Hp-5.8; OP-24.0; Sp-0, l; Np-I, 7; Fp-8.0; Wp-5, 0.

Cuando se quema 1 t / h de PCB, la humedad se evapora 0.05 t / hy la ceniza 0.08 t / h. Al mismo tiempo, se suministra para combustión, t / h: С - 0.554; H - 0,058; 0-0,24; S-0,001, N-0,017. Composición de cenizas de textolita grado A, B, R según datos de la literatura,%: CaO -40,0; Na, K20 - 23,0; Mg O - 14,0; PnO10 - 9,0; SiO2 8,0; Al 203 - 3,0; Fe203 -2,7; SO3-0,3. Para los experimentos se optó por disparar en una cámara sellada sin acceso de aire, para ello se hizo una caja de 100x150x70 mm de tamaño con tapa con brida de acero inoxidable de 3 mm de espesor. La tapa se adjuntó a la caja a través de una junta de amianto con conexiones atornilladas. En las superficies de los extremos de la caja, se hicieron orificios de estrangulamiento a través de los cuales se purgó el contenido de la retorta con un gas inerte (N2) y se eliminaron los productos gaseosos del proceso. Se utilizaron las siguientes muestras como muestras de ensayo: 1. Tablero, limpio de radioelementos, aserrado a un tamaño de 20x20 mm. 2. Microcircuitos negros de placas (tamaño completo 6x12 mm) 3. Conectores de PCB (aserrados a 20x20 mm) 4. Conectores de plástico termoendurecible (aserrados a 20x20 mm) El experimento se llevó a cabo de la siguiente manera: se cargaron 100 g de la muestra de prueba en la retorta, cerrada con una tapa y colocada en una mufla. El contenido se purgó con nitrógeno durante 10 minutos a un caudal de 0,05 l / min. Durante todo el experimento, el caudal de nitrógeno se mantuvo a un nivel de 20-30 cm3 / min. Los gases residuales se neutralizaron con una solución alcalina. El pozo de la mufla estaba cubierto de ladrillos y amianto. El aumento de temperatura se controló dentro del rango de 10-15ºC por minuto. Al alcanzar los 60 ° C, se realizó una hora de exposición, tras lo cual se apagó el horno y se retiró la retorta. Durante el enfriamiento, el caudal de nitrógeno aumentó a 0,2 l / min. Los resultados de la observación se presentan en la Tabla 3.2.

El principal factor negativo del proceso realizado es un olor muy fuerte, penetrante y desagradable emitido tanto por la propia ceniza como por el equipo que estaba "saturado" con este olor después del primer experimento.

Para el estudio se utilizó un horno rotatorio tubular continuo con calentamiento eléctrico indirecto con una capacidad de carga de 0.5-3.0 kg / h. El horno consta de una carcasa metálica (longitud 1040 mm, diámetro 400 mm), revestida con ladrillos refractarios. Los calentadores son 6 varillas de silita con una longitud de sección de trabajo de 600 mm, alimentados por dos variadores de voltaje RNO-250. El reactor (longitud total 1560 mm) es una tubería de acero inoxidable con un diámetro exterior de 89 mm, revestida con tubería de porcelana con un diámetro interior de 73 mm. El reactor descansa sobre 4 rodillos y está equipado con un accionamiento que consta de un motor eléctrico, una caja de cambios y una transmisión por correa.

Un termopar completo con un potenciómetro portátil instalado dentro del reactor sirve para controlar la temperatura en la zona de reacción. Se realizó una corrección preliminar de sus lecturas mediante mediciones directas de la temperatura dentro del reactor.

La chatarra radioelectrónica se cargó manualmente en el horno en la proporción: placas sin radioelementos: microcircuitos negros: conectores de PCB: conectores de resina termoplástica = 60: 10: 15: 15.

Este experimento se llevó a cabo asumiendo que el plástico se quemará antes de que se derrita, lo que asegurará la liberación de los contactos metálicos. Esto resultó ser inalcanzable, ya que el problema del olor acre persiste, además, tan pronto como los conectores alcanzaron la zona de temperatura de "300C", los conectores de plástico termoplástico se adhirieron a la superficie interna del horno rotatorio y bloquearon el paso del masa entera de chatarra electrónica. Suministro de aire forzado al horno, un aumento de la temperatura en la zona de adherencia no condujo a la posibilidad de asegurar la cocción.

El plástico termoendurecible también se caracteriza por su alta tenacidad y resistencia. Una característica de estas propiedades es que al enfriarse en nitrógeno líquido durante 15 minutos, los conectores hechos de plástico termoendurecible se rompieron en el yunque con un martillo de diez kilogramos, mientras que no se produjo la destrucción de los conectores. Teniendo en cuenta que el número de piezas fabricadas con este tipo de plásticos es pequeño y están bien cortadas con una herramienta mecánica, es recomendable desmontarlas manualmente. Por ejemplo, cortar o cortar conectores a lo largo del eje central liberará los contactos de metal del respaldo de plástico.

La gama de chatarra electrónica que llega para su procesamiento abarca todas las piezas y conjuntos de diversas unidades y dispositivos, en cuya fabricación se utilizan metales preciosos.

La base de un producto que contiene metales preciosos y, en consecuencia, su chatarra, puede estar hecha de plástico, cerámica, fibra de vidrio, material multicapa (BaTiOz) y metal.

Las materias primas provenientes de las empresas proveedoras se envían para un desmontaje preliminar. En esta etapa, los ensamblajes que contienen metales preciosos se eliminan de las computadoras electrónicas y otros equipos electrónicos. Constituyen alrededor del 10-15% de la masa total de la computadora. Los materiales que no contienen metales preciosos se envían a la extracción de metales ferrosos y no ferrosos. El material de desecho que contiene 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. Las piezas seleccionadas van directamente al área de refinación de metales preciosos.

Probando la tecnología para la obtención de oro y plata concentrados

Se disolvió una muestra de una esponja de oro que pesaba 10,10 g en agua regia, se eliminó el ácido nítrico por evaporación con ácido clorhídrico y se depositó oro metálico con una solución saturada de sulfato de hierro (II) preparada a partir de carbonil hierro disuelto en ácido sulfúrico. El precipitado se lavó repetidamente hirviéndolo con HCl destilado (1: 1), agua y el polvo de oro se disolvió en agua regia preparada a partir de ácidos destilados en recipientes de cuarzo. Se repitió la operación de sedimentación y lavado y se tomó una muestra para análisis de emisiones, la cual arrojó un contenido de oro del 99,99%.

Para realizar el balance de materiales se combinaron y pesaron los restos de muestras tomadas para análisis (1,39 g de Au) y oro de filtros y electrodos quemados (0,48 g); las pérdidas irrecuperables ascendieron a 0,15 g, o 1,5% del material procesado ... Un porcentaje tan alto de pérdidas se explica por la pequeña cantidad de oro involucrada en el procesamiento y los costos de este último para depurar operaciones analíticas.

Los lingotes de plata aislados de los contactos se disolvieron calentando en ácido nítrico concentrado, la solución se evaporó, se enfrió y se vertieron los cristales de sal precipitados. El nitrato precipitado resultante se lavó con ácido nítrico destilado, se disolvió en agua y el metal se depositó en forma de cloruro con ácido clorhídrico, y el licor madre decantado se utilizó para desarrollar la tecnología de refinación de plata por electrólisis.

El precipitado de cloruro de plata que sedimentó durante el día se lavó con nitrógeno ácido y agua, se disolvió en un exceso de amoniaco acuoso y se filtró. El filtrado se trató con un exceso de ácido clorhídrico hasta que cesó la formación de un precipitado. Esta última se lavó con agua helada y se aisló la plata metálica mediante fusión alcalina, que se atacó con HCl hirviendo, se lavó con agua y se fundió con ácido bórico. El lingote resultante se lavó con HCl caliente (1: 1), agua, se disolvió en ácido nítrico caliente y se repitió el ciclo completo de separación de plata a través de cloruro. Después de fundir con fundente y lavar con ácido clorhídrico, el lingote se volvió a fundir dos veces en un crisol de pirografito con operaciones intermedias para limpiar la superficie con ácido clorhídrico caliente. Después de eso, el lingote se laminó en una placa, su superficie se grabó con HCl caliente (1: 1) y se hizo un cátodo plano para limpiar la plata por electrólisis.

Se disolvió plata metálica en ácido nítrico, se llevó la acidez de la solución al 1,3% con respecto al HNO3 y se llevó a cabo la electrólisis de esta solución con un cátodo de plata. Se repitió la operación y el metal resultante se fundió en un crisol de pirografito en un lingote que pesaba 10,60 g. El análisis en tres organizaciones independientes mostró que la fracción de masa de plata en el lingote no era inferior al 99,99%.

De un número grande Para la extracción de metales nobles de productos intermedios, hemos elegido el método de electrólisis en una solución de sulfato de cobre para realizar la prueba.

Se fusionaron 62 g de contactos metálicos de los conectores con bórax y se fundió un lingote plano que pesaba 58,53 g. Fracción de masa el oro y la plata son 3,25% y 3,1%, respectivamente. Parte del lingote (52,42 g) se sometió a electrólisis como ánodo en una solución de sulfato de cobre acidificada con ácido sulfúrico, como resultado de lo cual se disolvieron 49,72 g de material anódico. El lodo resultante se separó del electrolito y después de una disolución fraccionada en ácido nítrico y agua regia, se aislaron 1,50 g de oro y 1,52 g de plata. Después de quemar los filtros, se obtuvieron 0,11 g de oro. La pérdida de este metal fue del 0,6%; pérdida irreversible de plata - 1,2%. Se ha establecido el fenómeno de la aparición de paladio en la solución (hasta 120 mg / l).

Durante la electrólisis de los ánodos de cobre, los metales preciosos que contiene se concentran en el lodo que cae al fondo del baño de electrólisis. Sin embargo, se observa una transición significativa (hasta el 50%) de paladio a la solución de electrolitos. Este trabajo se ha realizado para cubrir la aparición de pérdidas de paladio.

La dificultad para extraer paladio de los electrolitos se debe a su compleja composición. Se conocen trabajos sobre el procesamiento por sorción-extracción de soluciones. El objetivo del trabajo es obtener corrientes de lodo de paladio puro y devolver el electrolito purificado al proceso. Para resolver este problema, utilizamos el proceso de sorción de metales en una fibra sintética de intercambio iónico AMPAN H / SO4. Se utilizaron dos soluciones como soluciones iniciales: No. 1 - que contiene (g / l): paladio 0,755 y ácido sulfúrico 200; No. 2 - que contiene (g / l): paladio 0.4, cobre 38.5, hierro - 1.9 y 200 ácido sulfúrico. Para preparar la columna de sorción se pesó 1 gramo de fibra AMPAN, se colocó en una columna de 10 mm de diámetro y la fibra se remojó en agua durante 24 horas.

Desarrollo de tecnología para la extracción de paladio a partir de soluciones de ácido sulfúrico

La solución se alimentó desde el fondo utilizando una bomba dosificadora. Durante los experimentos, se registró el volumen de la solución pasada. Las muestras tomadas a intervalos regulares se analizaron mediante el método de adsorción atómica para determinar el contenido de paladio.

Los resultados de los experimentos mostraron que el paladio adsorbido en la fibra es dessorbido por una solución de ácido sulfúrico (200 g / l).

A partir de los resultados obtenidos en el estudio de los procesos de sorción-desorción de paladio sobre la solución No. 1, se realizó un experimento para estudiar el comportamiento del cobre y el hierro en cantidades cercanas a su contenido en el electrolito durante la sorción de paladio. en fibra. Los experimentos se llevaron a cabo de acuerdo con el esquema que se muestra en la Fig. 4.2 (Tabla 4.1-4.3), que incluye el proceso de sorción de paladio de la solución No. 2 en la fibra, lavado de paladio de cobre y hierro con una solución de 0.5 M ácido sulfúrico, desorción de paladio con una solución de 200 g / l de ácido sulfúrico y lavado de la fibra con agua (Figura 4.3).

Los productos de enriquecimiento obtenidos en la sección de enriquecimiento de la empresa SKIF-3 se tomaron como materia prima inicial para la fundición. La fusión se llevó a cabo en un horno Tamman a una temperatura de 1250-1450ºC en crisoles de grafito-chamota con un volumen de 200 g (para cobre). La Tabla 5.1 muestra los resultados de la fundición en laboratorio de varios concentrados y sus mezclas. Concentrados fundidos sin complicaciones, cuyas composiciones se presentan en las Tablas 3.14 y 3.16. Los concentrados, cuya composición se presenta en la tabla 3.15, requieren una temperatura en el rango de 1400-1450 ° C para fundirse. las mezclas de estos materiales L-4 y L-8 requieren una temperatura del orden de 1300-1350C para fundirse.

Las fundiciones industriales P-1, P-2, P-6, realizadas en un horno de inducción con un crisol de 75 kg para el cobre, confirmaron la posibilidad de fundir concentrados cuando la composición a granel de concentrados concentrados se alimentaba a la fundición.

En el curso de la investigación, resultó que parte de la chatarra electrónica se derrite con grandes pérdidas de platino y paladio (concentrados de condensadores REL, Tabla 3.14). El mecanismo de pérdidas se determinó agregando contactos a la superficie de un baño de cobre fundido con pulverización superficial de plata y paladio sobre ellos (el contenido de paladio en los contactos es 8.0-8.5%). En este caso, el cobre y la plata se derritieron, dejando una capa de paladio de contactos en la superficie del baño. Un intento de mezclar el paladio en el baño resultó en la destrucción de la cáscara. Parte del paladio salió volando de la superficie del crisol antes de que pudiera disolverse en el baño de cobre. Por lo tanto, todos los calentamientos posteriores se llevaron a cabo con una escoria de cobertura sintética (50% S1O2 + 50% sosa).

Kozyrev, Vladimir Vasilievich

El campo de actividad (tecnología) al que pertenece la invención descrita

La invención se refiere al campo de la hidrometalurgia y puede utilizarse para extraer metales preciosos de residuos electrónicos y eléctricos (chatarra electrónica), principalmente de placas electrónicas de microelectrónica moderna.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE EL INVENTO

Los métodos modernos de procesamiento de desechos de equipos electrónicos y electrónicos se basan en el enriquecimiento mecánico de las materias primas, incluida la operación de desmontaje manual, si los materiales por sus características y composición no pueden convertirse en un estado homogéneo. Después de la trituración, los componentes de la chatarra se separan mediante separación magnética y electrostática, seguida de extracción hidrometalúrgica o pirometalúrgica de los componentes útiles.

Las desventajas de este método están asociadas con la imposibilidad de separar elementos así desempaquetados de las placas de circuito impreso de las computadoras modernas, que contienen la mayor parte de metales preciosos. Debido a la miniaturización de los productos y la minimización del contenido de metales preciosos en ellos, su cantidad se distribuye uniformemente en toda la masa de materias primas después de la molienda, lo que hace que el procesamiento adicional sea ineficaz: bajas tasas de recuperación en la etapa de procesamiento hidrometalúrgico.

Método hidrometalúrgico conocido de lixiviación de metales preciosos de dispositivos electrónicos de desecho con ácido nítrico. Según este método, la chatarra se lixivia con ácido nítrico al 30-60% con agitación durante un tiempo suficiente para lograr una concentración de cobre en la solución igual a 150 g / l. Después de eso, las partículas de plástico se separan de la pulpa resultante, la pulpa se trata con ácido sulfúrico, llevando su concentración al 40%, los óxidos de nitrógeno se destilan, absorbiéndolos y neutralizándolos en una columna especial. En este caso, los sulfatos de cobre cristalizan, el oro y el ácido de estaño se precipitan. Luego, de la pulpa resultante, se separa una solución y la plata y los platinoides se separan de ella mediante cementación con cobre, y el precipitado lavado se funde, como resultado de lo cual se obtienen perlas de oro (RDA, patente 253948 de 01.10.86 VEB Bergbau und Huffen Kombinat "Albert Funk"). Las desventajas de este método son:

una masa excesivamente grande de chatarra triturada, sometida a tratamiento con ácido nítrico debido a su aumento de dos a tres veces debido al reafilado del sustrato plástico sobre el que se colocan las partes electrónicas, ya que su separación manual requiere grandes costos de mano de obra;
consumo muy elevado de productos químicos asociado a la necesidad de tratar una mayor masa de chatarra triturada con ácidos y disolver todos los metales de lastre;
bajo contenido de oro y plata con alto contenido de impurezas asociadas en los lodos sometidos a refino;
la liberación de toxinas al aire y su contaminación del aire debido a la liberación de toxinas durante la destrucción química del plástico por soluciones ácidas fuertes a temperaturas elevadas.

Lo más cercano a la invención propuesta es un método para extraer oro y plata de desechos de la industria eléctrica y electrónica con ácido nítrico con separación de partes electrónicas. Por lo tanto, mediante el método, la chatarra se trata con ácido nítrico al 30% a 50-70 ° C antes de separar las partes "adheridas" de los circuitos electrónicos, que luego se trituran y procesan con soluciones de ácido nítrico, fortalecidas aún más después de procesar la partida. material a la concentración inicial y se procesan a una temperatura de 90 ° C durante dos horas, y luego en el punto de ebullición de la solución hasta su desnitrificación completa para obtener una solución que contenga metales nobles (Patente RF 2066698, clase C22B 7/00 , C22B 11/00, publicado -1996).

Las desventajas de este método son: alto consumo de reactivos para la disolución de metales de lastre; pérdida irrecuperable de oro junto con estaño y plomo; altos costos de energía para las operaciones de evaporación y desnitrificación; pérdidas irrecuperables de paladio, platino;

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en la primera etapa del proceso, se forman precipitados de ácido de meta-estaño extremadamente mal filtrables que contienen oro. El esclarecimiento de la solución de producción para su posterior uso en el esquema tecnológico para la extracción de metales preciosos requiere una gran inversión de tiempo, lo que imposibilita la implementación del proceso en la práctica tecnológica.

El resultado técnico de la invención propuesta es eliminar las desventajas anteriores.

Estas desventajas se eliminan por el hecho de que para separar las partes montadas y no empaquetadas de los circuitos electrónicos de las placas de circuito impreso de las placas de "soporte" de plástico, la soldadura de estaño se disuelve con una solución al 5-20% de ácido metanosulfónico con aditivos de un agente oxidante a una temperatura de 70-90 ° C durante dos horas, y la introducción del agente oxidante en la etapa de disolución de la soldadura con ácido metanosulfónico se realiza en porciones hasta que el potencial de oxidación-reducción (ORP) del medio sea alcanzado a un nivel de no más de 250 mV, luego el plástico (placas de "soporte") se quitan, se lavan y se transfieren para su posterior eliminación, se separan en una rejilla montada y sin empaquetar partes, microcircuitos, se lavan con una solución de ácido metanosulfónico, se seca, se tritura hasta un tamaño de 0,5 mm, se separa en un separador magnético en dos fracciones - magnética y no magnética - y se procesa mediante métodos hidrometalúrgicos fraccionados, y la fracción magnética se procesa mediante el método del yodo - yoduro y no magnético - " vodka-aqua "y avispa la suspensión suspendida de metanol ácido en una solución de ácido metanosulfónico con mezclas de oro y plomo se coagula hirviendo durante 30-40 minutos, se filtra, se lava el precipitado filtrado agua caliente, se seca y se calcina para obtener dióxido de estaño que contiene oro, seguido de extracción de oro por el método de yoduro de yodo, y el sulfato de plomo se precipita del filtrado que contiene plomo, la suspensión resultante se filtra, el filtrado de ácido metanosulfónico, después del ajuste , se reutiliza en la etapa de disolución de la soldadura, con ácido metanosulfónico inferior al 5%, la velocidad de disolución de la soldadura se reduce significativamente, con un contenido superior al 20%, se observa una descomposición intensa del oxidante, se mantiene el potencial redox a un nivel de no más de 250 mV, ya que, a valores superiores a 250 mV, el cobre se disuelve intensamente, y por debajo del proceso de disolución la soldadura de estaño se ralentiza, el agente oxidante se introduce a una temperatura de 70-90 ° C, ya que a temperaturas superiores a 90 ° C hay una intensa descomposición del ácido nítrico, a una temperatura inferior a 70 ° C no es posible disolver completamente la soldadura.

Ejemplo. Se envían para su procesamiento 100 kg de placas de circuitos impresos electrónicos de ordenadores personales de la generación "Pentium" (placas base). En un baño con un volumen de 200 litros, equipado con una camisa calefactora, en una canasta de malla con una celda de 50 × 50 mm, se cargan 25 kg de placas de circuito impreso y se vierten 150 litros de ácido metanosulfónico al 20%. El proceso se lleva a cabo agitando la canasta a una temperatura de 70 ° C durante dos horas con una inyección en porciones (200 ml cada una) del agente oxidante para mantener el ORP de la solución a un nivel de 250 mV. El resultado es la disolución completa de la soldadura que sostiene las partes electrónicas que caen al fondo del baño. Las tablas tratadas de esta manera se sacan en una cesta, se lavan en un baño de lavado, se descargan, se secan y se transfieren para su análisis y posterior eliminación. Los metales preciosos con una concentración de no más de: oro - 2.5 g / t, platino y paladio - 2.1 g / t, plata - 4.0 g / t pueden permanecer en tableros procesados que pesan 88 kg. Una suspensión de ácido meta-estaño en una solución de ácido metanosulfónico, junto con las partes articuladas, se coagula introduciendo una porción pesada de un tensioactivo seguido de ebullición durante 30 minutos. Después de enfriar, la solución se decanta del ácido meta-estaño sedimentado y las partes articuladas en un tanque de sedimentación. Luego, las partes unidas se separan de la suspensión de ácido meta-estaño sobre una rejilla con un tamaño de malla de 0,2 mm. Después de la separación, las piezas se lavan con agua, el agua de lavado se combina con el decantado en un tanque de sedimentación, el material combinado se defiende durante 12 horas. El ácido de meta-estaño precipitado en el decantador se filtra en un filtro de vacío, se lava con agua, se seca y se calcina a una temperatura de 800 ° C. La producción de óxido de estaño obtenido después de la calcinación es de 6575 gramos. El sulfato de plomo se precipita del filtrado que contiene ácido metanosulfónico con ácido sulfúrico. Después de filtrar, lavar y secar, se obtuvieron 230 g de sulfato de plomo. El filtrado resultante se corrige por el contenido de ácido metanosulfónico y se reutiliza para disolver la soldadura de la siguiente porción de las placas. Para ello, se carga en la canasta una nueva porción de los tableros en la cantidad de 25 kg y se repite el ciclo tecnológico de disolución. Por lo tanto, se procesan los 100 kg de materias primas. Para extraer los metales preciosos, las partes separadas con bisagras y sin empaquetar de los circuitos electrónicos de las placas de circuito impreso se secan, se homogeneizan hasta un tamaño de partícula de 0,5 mm y se someten a separación magnética. El rendimiento de la fracción magnética es de 3430 g, el rendimiento de la fracción no magnética es de 3520 g.

El oro se extrae de la fracción magnética utilizando tecnología de yoduro de yodo. De la fracción no magnética se extrae según la tecnología "aqua-vodka": oro, plata, platino y paladio. El oro se extrae del óxido de estaño calcinado utilizando tecnología de yoduro de yodo. Se extrajeron un total de 100 kg de placas de circuitos impresos electrónicos de computadoras personales de la generación "Pentium" (placas base), gramos: oro - 15,15; plata - 3,08; platino - 0,62; paladio - 7.38. Además de los metales preciosos, se obtienen: óxido de estaño - 6575 g con un contenido de estaño del 65%, sulfato de plomo - 230 g con un contenido de plomo del 67%.

Afirmar

1. Un método para procesar desechos de las industrias electrónica y eléctrica, que incluye la separación de las partes con bisagras y sin empaquetar de las placas de soporte de plástico de las placas de circuito impreso, seguido de la extracción hidrometalúrgica de metales preciosos, estaño y sal de plomo de ellos, caracterizado porque antes La separación de las placas, la soldadura de estaño se disuelve al 5-20% en solución de ácido metanosulfónico con la adición de un agente oxidante a una temperatura de 70-90 ° C durante dos horas, y el agente oxidante se alimenta en porciones hasta la oxidación. el potencial de reducción del medio no alcanza más de 250 mV, luego el plástico se retira, se lava, se prueba y se envía para su procesamiento adicional, la separación de las partes montadas y sin empaquetar de los microcircuitos se lleva a cabo en una rejilla, se lava de la suspensión capturada, se seca , triturado hasta un tamaño de 0,5 mm, separado en un separador magnético en dos fracciones: magnético y no magnético, y procesado fraccionalmente por métodos hidrometalúrgicos, y la suspensión restante de metatinas ácido en una solución de ácido metanosulfónico con mezclas de oro y plomo, coagular en ebullición durante 30-40 minutos, filtrar, el precipitado filtrado se lava con agua caliente, se seca y se calcina para obtener dióxido de estaño que contiene oro, seguido de extracción de oro de él, y el sulfato de plomo se precipita del filtrado, la suspensión resultante se filtra, el filtrado de ácido metanosulfónico, después del ajuste, se reutiliza en la etapa de disolución de la soldadura de estaño.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el procesamiento de la fracción magnética después de la separación magnética de partes articuladas homogeneizadas de circuitos electrónicos de placas de circuito impreso se produce mediante el método de yodo-yoduro.

3. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el procesamiento de la fracción no magnética después de la separación magnética de las partes articuladas homogeneizadas de los circuitos electrónicos de las placas de circuito impreso se realiza utilizando agua regia.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el dióxido de estaño calcinado se lleva a cabo utilizando una solución de yoduro de yodo, seguido de la reducción del dióxido de estaño con carbón para obtener estaño bruto metálico.

5. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque como agente oxidante se utilizan ácido nítrico, peróxido de hidrógeno y peroxocompuestos en forma de perborato de amonio, potasio, percarbonato de sodio.

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6. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque la coagulación de metanol ácido a partir de una solución de ácido metanosulfónico se realiza utilizando poliacrilamida con una concentración de 0,5 g / l.

Nombre del inventor: Erisov Alexander Gennadievich (RU), Bochkarev Valery Mikhailovich (RU), Sysoev Yuri Mitrofanovich (RU), Buchikhin Evgeny Petrovich (RU)
Nombre del titular de la patente: Sociedad de responsabilidad limitada "Sociedad" ORIYA "
Dirección postal para correspondencia: 109391, Moscú, Apartado postal 42, "Empresa" ORIA "
Fecha de inicio de validez de la patente: 22.05.2012

Extracción de metales preciosos de residuos radioelectrónicos, como computadoras, electrodomésticos y varios tipos de productos eléctricos, es hoy un área nueva y en rápido desarrollo del procesamiento y extracción de metales preciosos secundarios. La utilización de electrodomésticos, computadoras y productos electrónicos implica un proceso de múltiples etapas, que incluye las etapas de almacenamiento, clasificación y procesamiento de la "chatarra electrónica", antes de la etapa de extracción directa de metales preciosos.

La tendencia de nuestro tiempo es el aumento de los precios de los metales preciosos. El aumento de precios está asociado con el aumento en el costo de la extracción de minerales, una reducción de las reservas de minerales con alto contenido de metales preciosos, estándares ambientales más estrictos y otros factores igualmente importantes. Por esta razón, está aumentando la relevancia de un fenómeno como el procesamiento de chatarra y desechos de la industria radioelectrónica. La extracción de metales preciosos secundarios se divide en una industria separada en la metalurgia. Las fuentes más importantes de metales preciosos secundarios son la metalurgia, la instrumentación y la electrónica no ferrosas. El contenido de oro, platino, plata y paladio en los desechos es significativamente mayor que en el mineral, por lo que el reciclaje de desechos con la extracción de metales preciosos es un negocio económicamente rentable. La participación de los metales preciosos secundarios en el volumen total de su producción por este momento es de alrededor del 40% y sigue aumentando.

El reciclaje de residuos para la extracción de oro, plata, platino y paladio es un área prioritaria en la metalurgia moderna. El costo de los metales preciosos secundarios es un orden de magnitud más barato que extraer los mismos metales del mineral.

La fuente de metales preciosos secundarios es la chatarra multicomponente: equipo técnico militar, componentes de equipos informáticos y eléctricos, chatarra y desechos de las industrias electrónica y eléctrica, industrias de construcción de maquinaria y la industria automotriz.

La chatarra electrónica es el mayor contribuyente, ya que los productos electrónicos se vuelven obsoletos y se reciclan rápidamente.

La chatarra electrónica se puede reciclar de las siguientes formas más comunes:

1.mecánico;
2. hidrometalúrgico;
3. procesamiento mecánico combinado con hidrometalúrgico;
4. Mecánico en combinación con procesos pirometalúrgicos e hidrometalúrgicos.

Tanto la chatarra mixta como sus unidades y elementos individuales se reciclan. Las más habituales, a la hora de procesar residuos técnicos, son las tecnologías desarrolladas en Francia, Alemania, Suiza y otros. países desarrollados.

Todas las tecnologías de procesamiento comunes incluyen:

1. corte mecánico de chatarra mixta;

2. enriquecimiento de la chatarra que contiene metales preciosos y nobles mediante trituración repetida y separación de la mezcla resultante en hidrociclones y métodos de flotación;

3. Procesamiento pirometalúrgico o uso de métodos electrolíticos.

Las tecnologías desarrolladas en países desarrollados son altamente rentables debido al uso de materias primas homogéneas, es decir empresas especializadas en el tratamiento de determinados residuos(chatarra). Al desmontar el equipo de radio, se retiran las placas electrónicas con componentes de radio. Partes de radio talla grande quitar con herramientas manuales y eléctricas. Para quitar pequeños componentes de radio, se utilizan martillos neumáticos con cinceles planos. Los tableros reciclados que contienen las patas de los componentes de radio cubiertos con metales preciosos, así como las pistas de cobre estañado, se eliminan en un vertedero. Debido al bajo contenido de metales nobles y preciosos, su procesamiento es poco rentable.

Los metales preciosos se recuperan de la chatarra electrónica mediante procesos hidrometalúrgicos en dos etapas. En la primera etapa, los componentes se disuelven en una solución acuosa utilizando reactivos minerales y orgánicos. En la segunda etapa, los metales preciosos se separan de la solución. A veces se usa la disolución selectiva. O los metales nobles se disuelven y otros precipitan, o viceversa.

En la pirometalurgia secundaria de metales preciosos se utilizan la fundición colectora y el refino oxidativo. A menudo se utilizan métodos térmicos, con un enriquecimiento mecánico preliminar de las materias primas. En la mayoría de los casos, se utiliza la fusión con fundentes y componentes que recogen metales preciosos. Como colectores se utilizan plomo, aluminio, cobre y hierro, o diversas aleaciones, como cobre-plata, etc.

Me gustaría señalar que algunas de las características del procesamiento de chatarra electrónica utilizadas en diferentes paises... Por ejemplo,

1. empresa alemana " Schneck»Realiza un triturado preliminar de la chatarra y su separación magnética, lo que aumenta la fragilidad, y luego enfría la chatarra con nitrógeno líquido.

2. Cuando se utiliza tecnología estadounidense, se utilizan los siguientes: trituradora de martillos, aire, separadores magnéticos y electrodinámicos, trituradora de rodillos.

3. Los especialistas de la empresa francesa " Vа1mеt»Se ha desarrollado una tecnología que permite separar metales ferrosos, metales no ferrosos y nobles y no metales durante el mecanizado de la chatarra. El refino electrolítico se utiliza para separar metales preciosos y no ferrosos.

4. La tecnología de la empresa estadounidense " Reciclaje Inter»Proporciona trituración y separación de desechos informáticos predesmontados manualmente mediante una planta piloto. La instalación permite extraer de la chatarra: cobre, níquel y aluminio. La extracción de cobre conduce a la extracción asociada de metales nobles (oro, platino y paladio). Usando una planta piloto, es posible procesar hasta 5,000 kilogramos de chatarra por turno.

5. En la tecnología desarrollada por los especialistas de la empresa japonesa " Tekonu Sanso»Se presta mayor atención al proceso de trituración de chatarra, que afecta significativamente la eficiencia y calidad de la tecnología. Especialistas japoneses han fabricado equipos para la separación de materiales puros de concentrados obtenidos durante el procesamiento primario de chatarra (metal, plástico, caucho) basados en un proceso de alta depuración con ciclo repetido.

6. Una característica de la tecnología utilizada por la empresa " W. Hunter y Assiates Ltd”Es el uso de beneficio húmedo en tablas de concentración, lo que permite lograr un mayor enriquecimiento de la fracción que contiene metales preciosos. El proceso se completa con la electrólisis, que permite la extracción de oro de materiales metálicos.

7. La empresa " VЕВ»Tritura las placas de circuito impreso utilizando un molino de bolas, seguido de la separación de metales y no metales, completa el proceso de separación electrostática.

8. La empresa suiza " Galika»Recicla la chatarra (por ejemplo, computadoras, televisores) con un molino de martillos que se puede montar en un camión. El hierro se extrae de la masa triturada utilizando un separador de tambor magnético. La extracción de circuitos electrónicos y grandes piezas de aluminio se realiza a mano. La chatarra se funde en un horno de tambor giratorio bajo una capa de vidrio fundido que protege el metal fundido. La empresa ha patentado un método para extraer de placas de circuito impreso cortadas o sin cortar. Para la extracción se utiliza un convertidor rotatorio inclinado con lanzas de soplado, que puede reducir significativamente los costos de energía y al mismo tiempo obtener un alto factor de recuperación de metal.

Existen otras tecnologías igualmente interesantes para la extracción de metales.

1. Tecnología que utiliza una mezcla de vapor y aire para refinar el metal fundido de cobre a partir de impurezas de estaño, zinc y plomo. La refinación se realiza en dos etapas. En la primera etapa, la masa fundida de cobre se satura con oxígeno, lo que permite refinar de manera suficientemente eficaz el cobre a partir de impurezas, como resultado de la evaporación directa de la superficie abierta de la masa fundida y la transición a una escoria heterogénea. Al final de la etapa, el suministro de oxígeno se detiene. En la segunda etapa, se induce una escoria de refinado con una masa fundida que se mantiene debajo para extraer compuestos de óxido de heterofase de impurezas y purificación adicional.

2. Una tecnología que le permite extraer metales preciosos de placas de circuito impreso disolviendo el material en ácido con la adición de nitrosyl o aqua regia. El aislamiento de metales nobles de la solución se lleva a cabo agregando hidroxilamina, formaldehído o hipofosfato de metales alcalinos a la solución.

3. Tecnología que le permite extraer oro y metales preciosos de desechos electrónicos. Los desechos triturados se cargan en una canasta de ánodo hecha de titanio, cuya superficie está recubierta con un catalizador, y se agregan al electrolito un agente complejante y sales de metales de valencia variable. Como resultado, el oro se precipita del electrolito y otros metales contenidos en el electrolito se depositan en el cátodo. En la segunda etapa, el ánodo de oro se funde en lingotes, luego por disolución anódica con la imposición de una corriente asimétrica alterna en un electrolito que contiene una solución acuosa de ácido cloroáurico, el oro se deposita en el cátodo, la plata contenida en la solución es precipita como un precipitado (cloruro) y se acumula en el fondo del electrolizador. Una vez completado el proceso de electrólisis, se forma una solución que contiene impurezas con una parte de oro, se eliminan a un cátodo adicional con un diafragma anionito o poroso.

4. Tecnología para la extracción de metales preciosos y valiosos a partir de chatarra por electrólisis. Los lingotes se funden a partir de desechos electrónicos, que se cargan en un baño de electrólisis lleno de una solución de ácido nítrico. Una corriente eléctrica alterna de frecuencia industrial con el voltaje y la densidad requeridos pasa a través del electrolito. El lodo, que contiene oro y estaño, se desmorona y se acumula en el fondo del baño; Los metales no ferrosos, así como el paladio y la plata, permanecen y se acumulan en solución. El lodo se calcina a una temperatura de aproximadamente 550 ° C, lo que permite transferir el estaño que contiene a un estado inerte y luego lixiviarlo en "agua regia". Al utilizar esta tecnología, la extracción de metales preciosos aumenta en un 1-4%.

La tecnología desarrollada en el Instituto de Investigación Ginalmazzoloto está enfocada a obtener principalmente metales preciosos a partir de elementos y ensamblajes de chatarra electrónica que los contienen. Otra característica de la tecnología es el uso generalizado de métodos de separación en medios líquidos y algunos otros típicos para el beneficio de minerales de metales no ferrosos.

VNIIPvtortsvetmet se especializa en tecnologías para procesar ciertos tipos de chatarra: placas de circuito impreso, dispositivos electrónicos de vacío, bloques PTK en televisores, etc.

En términos de densidad, el material del tablero con un alto grado de fiabilidad se divide en dos fracciones: una mezcla de metales y no metales (+1,25 mm) y no metales (-1,25 mm). Esta separación se puede realizar en una pantalla. A su vez, una fracción de metal se puede separar de la fracción de no metales durante una separación adicional en un separador por gravedad y, por lo tanto, se puede lograr un alto grado de concentración de los materiales obtenidos.

Una parte (80,26%) del material restante +1,25 mm se puede volver a triturar hasta un tamaño de partícula de -1,25 mm, seguido de la separación de metales y no metales del mismo.

Se ha instalado y puesto en funcionamiento un complejo de producción para la extracción de metales preciosos en la planta de TEKON en San Petersburgo. Utilizando los principios de trituración por impacto a alta velocidad de la chatarra original (productos para tecnología de microondas, dispositivos de lectura, circuitos microelectrónicos, circuitos impresos, catalizadores de Pd, placas de circuito impreso, desechos de galvanoplastia) en instalaciones (amoladora de cuchillas rotativas, rotativa de impacto de alta velocidad desintegrador, tamiz de tambor, separador electrostático, separador magnético) se obtiene material desintegrado selectivamente, que luego se separa por métodos de separación magnética y eléctrica en fracciones representadas por no metales, metales ferrosos y metales no ferrosos enriquecidos en platinoides, oro y plata. Además, los metales preciosos se separan mediante refinación.

Este método está diseñado para obtener un concentrado polimetálico que contenga plata, oro, platino, paladio, cobre y otros metales, con una fracción no metálica no mayor al 10%. Proceso tecnológico permite asegurar la extracción de metal, dependiendo de la calidad de la chatarra, en un 92-98%.

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. Por lo tanto, de acuerdo con el método desarrollado por la asociación Mekhanobr-Technogen, 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 inicial. El ablandamiento se lleva a cabo en un rango de temperatura estrecho de 200-210 ° C durante 8-10 horas, luego se seca. Por debajo de 200 ° C, no se produce ablandamiento, por encima del material "flota". Durante la trituración mecánica posterior, el material es una mezcla de granos de plástico laminado con elementos de montaje desintegrados, una parte conductora y pistones. Operación de ablandamiento en ambiente acuático previene la descarga nociva.

Cada clase de tamaño del material clasificado después de la trituración (-5.0 + 2.0; -2.0 + 0.5 y -0.5 + 0 mm) está sujeto a separación electrostática en el campo de descarga de corona, como resultado de lo cual se forman fracciones: elementos metálicos de tableros y no conductor: fracción de plástico laminado del tamaño correspondiente. Luego, se obtienen concentrados de soldaduras y metales preciosos a partir de la fracción de metales. La fracción no conductora después del procesamiento se usa como relleno y pigmento en la producción de barnices, pinturas, esmaltes o nuevamente en la producción de plásticos. Por lo tanto, las características distintivas esenciales son: ablandamiento de los desechos eléctricos (tableros) antes de triturarlos en un medio acuoso a una temperatura de 200-210 ° C, y clasificación por ciertas fracciones, cada una de las cuales se procesa luego para su uso posterior en la industria.

La tecnología se caracteriza por una alta eficiencia: la fracción conductora contiene el 98,9% del metal, mientras que su recuperación es del 95,02%; la fracción no conductora contiene 99,3% de fibra de vidrio modificada con 99,85% de recuperación.

Existe otro método para extraer metales preciosos (patente de la Federación de Rusia RU2276196). Incluye la desintegración de chatarra electrónica, tratamiento vibratorio con separación de la fracción pesada que contiene metales preciosos, separación y extracción de metales. En este caso, se clasifica la chatarra radioelectrónica obtenida y se separan las partes metálicas, el resto de la chatarra se somete a un tratamiento vibratorio con separación de la fracción pesada y separación. Después de la separación, la fracción pesada se mezcla con partes metálicas previamente separadas y la mezcla se somete a fusión oxidativa con un chorro de aire en el rango de 0,15-0,25 nm3 por 1 kg de la mezcla, después de lo cual la aleación resultante se refina electrolíticamente en una solución de sulfato de cobre y metales nobles. El método proporciona una alta extracción de metales preciosos,%: oro - 98,2; plata - 96,9; paladio - 98,2; platino - 98,5.

Prácticamente no existen programas para la recolección y eliminación sistemática de equipos electrónicos y eléctricos usados en Rusia.

En 2007, en el territorio de Moscú y la región de Moscú, de acuerdo con la orden del gobierno de Moscú "Sobre la creación de un sistema de ciudad para la recolección, procesamiento y eliminación de desechos electrónicos y eléctricos", iban a elegir tierra para el desarrollo de las capacidades de producción del Ecocentro de la Empresa Unitaria Estatal de Moscú "Promotkhody" para la recolección y procesamiento industrial de desechos con la asignación de zonas para la eliminación de productos electrónicos y eléctricos de desecho dentro de las áreas planificadas para instalaciones de limpieza sanitaria.

Al 30 de octubre de 2008, el proyecto aún no se ha ejecutado, y con el fin de optimizar los gastos del presupuesto de la ciudad de Moscú para 2009-2010 y el período de planificación de 2011-2012, el alcalde de Moscú, Yuri Luzhkov, en difícil condiciones financieras y económicas, ordenó suspender las decisiones adoptadas anteriormente sobre la construcción y operación de una serie de plantas y fábricas de procesamiento de residuos en Moscú.

Incluyendo pedidos suspendidos:

"Sobre el procedimiento para atraer inversiones para completar la construcción y operación de un complejo de manejo de desechos en la zona industrial de Yuzhnoye Butovo de la ciudad de Moscú";
"Sobre el apoyo organizativo para la construcción y el funcionamiento de una planta de tratamiento de residuos en la dirección: Ostapovskiy proezd, 6 y 6a (distrito administrativo del sudeste de Moscú)";
"Sobre la introducción de un sistema de control automatizado para la rotación de residuos de producción y consumo en la ciudad de Moscú";
"Sobre el diseño de una empresa compleja de limpieza sanitaria de la Empresa Unitaria Estatal" Ecotechprom "en la dirección: Vostryakovsky proezd, vl. 10 (distrito administrativo del sur de Moscú)".

Los plazos para la ejecución de las órdenes se han aplazado hasta 2011:

Orden No. 2553-RP "Sobre la organización de la construcción de un complejo tecnológico industrial y de almacén con elementos para la clasificación y el procesamiento preliminar de desechos voluminosos en la zona industrial de Kuryanovo;
Orden nº 2693-RP "Sobre la creación de un complejo de tratamiento de residuos".

También se declaró nulo el decreto "Sobre la creación de un sistema de ciudad para la recolección, procesamiento y eliminación de desechos electrónicos y eléctricos".

Una situación similar se observa en muchas ciudades de la Federación de Rusia, y al mismo tiempo se agrava durante la crisis económica.

Ahora en Rusia existe una ley que regula la gestión de los desechos de los consumidores, que incluye electrodomésticos usados, por cuya violación se proporciona una multa: para los ciudadanos: 4-5 mil rublos; para funcionarios: 30-50 mil rublos; por entidades legales- 300-500 mil rublos. Pero al mismo tiempo, tirar un refrigerador viejo, una radio o cualquier parte de un automóvil a la basura sigue siendo la forma más fácil de deshacerse de los equipos viejos. Además, solo puede ser multado si decide dejar la basura en la calle, en un lugar no destinado para esto.

M.Sh. BARKAN, Cand. tecnología Sci., Profesor Asociado, Departamento de Geoecología, [correo electrónico protegido]
MI. CHINENKOVA, estudiante de maestría, Departamento de Geoecología
Universidad Estatal de Minería de San Petersburgo

LITERATURA

1. Metalurgia secundaria de la plata. Moskovsky instituto estatal aceros y aleaciones. - Moscú. - 2007.
2. Getmanov V.V., Kablukov V.I. Tratamiento de residuos electrolíticos
instalaciones informáticas que contienen metales preciosos // MSTU " Problemas ecológicos modernidad ". - 2009.
3. Patente de la Federación de Rusia RU 2014135
4. Patente de la Federación de Rusia RU2276196
5. Complejo de equipos para procesamiento y clasificación de chatarra y cables electrónicos y eléctricos. [Recurso electrónico]
6. Eliminación de equipos de oficina, electrónicos, electrodomésticos. [Recurso electrónico]

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 la Institución Educativa Estatal de Educación Profesional Superior 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 tesis tendrá lugar el 13 de noviembre de 2007 a las 2.30 pm 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 satisface 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 determinadas 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 resolver las tareas planteadas, los principales estudios experimentales se llevaron a cabo en una configuración de laboratorio original, incluido un horno con toberas de granallado ubicadas radialmente, que permiten que el metal fundido gire con aire sin pulverizar y, por ello, multiplicar la oferta de granallado. (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

La posibilidad de oxidación de 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;

Diseñado y probado a escala piloto sistema de tecnologia procesamiento de chatarra radioelectrónica y desechos tecnológicos de empresas, brindando 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 la Conferencia 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 la 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 chatarra, seguido de fusión eléctrica para ánodos y procesamiento de ánodos en cátodos de cobre y lodos de metales preciosos.

Los tres primeros métodos fueron rechazados por dificultades ambientales, que resultan 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 circuitos impresos, 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
2 3		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	Recibidos para reciclar Desechos electrónicos 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, clavijas, 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
2 3 4 5		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, %
N p / p	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

2. La combinación de los procesos de fundición de concentrados de REL y electrólisis de los ánodos de cobre-níquel obtenidos forma la base de la tecnología para concentrar metales preciosos en lodos aptos para su procesamiento por métodos estándar; Para aumentar la eficacia del método en la etapa de fusión, la escoriación de las impurezas REL se lleva a cabo en aparatos con boquillas de soplado situadas radialmente.

El análisis fisicoquímico de las piezas de desecho electrónico mostró que hasta 32 elementos químicos están presentes en la base de las piezas, mientras que la relación entre el cobre y la suma de los elementos restantes es 5060: 5040.

Concentrados REL HNO3

Sedimento en solución (Au, Sn, Ag, Cu, Ni)

para la producción de Au

Ag a alcalino

Solución de fusión

reciclaje

Cu + 2, Ni + 2, Zn + 2, Pd-2

Figura 2. Extracción de metales preciosos

con lixiviación de concentrados

Dado que la mayoría de los concentrados obtenidos durante la clasificación y el beneficio se presentan en forma metálica, se probó un esquema de extracción con lixiviación en soluciones ácidas. El circuito que se muestra en la Figura 2 se probó para producir un 99,99% de oro puro y un 99,99% de plata pura. La recuperación de oro y plata fue de 98,5% y 93,8%, respectivamente. Para extraer paladio de las soluciones, se estudió el proceso de sorción en una fibra sintética de intercambio iónico AMPAN H / SO4.

Los resultados de la sorción se muestran en la Figura 3. La capacidad de sorción de la fibra fue del 6,09%.

Fig. 3. Resultados de la sorción de paladio en fibra sintética

La alta agresividad de los ácidos minerales, la recuperación relativamente baja de plata y la necesidad de eliminar una gran cantidad de soluciones residuales reducen las posibilidades de utilizar este método antes de procesar los concentrados de oro (el método es ineficaz para procesar todo el volumen de concentrados de chatarra radioelectrónica ).

Dado que los concentrados están dominados cuantitativamente por concentrados a base de cobre (hasta el 85% de la masa total) y el contenido de cobre en estos concentrados es 50-70%, en condiciones de laboratorio, la posibilidad de procesar el concentrado basado en la fundición en cobre- Se ensayaron ánodos de níquel con su posterior disolución.

Figura 4. Esquema de extracción de metales preciosos con fundición.

para ánodos de cobre-níquel y electrólisis

La fundición de los concentrados se llevó a cabo en un horno Tamman en crisoles de grafito-chamota. El peso de fundición fue de 200 g Los concentrados a base de cobre se fundieron sin complicaciones. Su punto de fusión está en el rango de 1200-1250 ° C. Los concentrados a base de hierro-níquel requieren una temperatura de 1300-1350 ° C para fundirse. La fusión industrial, realizada a una temperatura de 1300 ° C en un horno de inducción con un crisol de 100 kg, confirmó la posibilidad de fundir concentrados cuando la composición a granel de concentrados concentrados se alimenta a la fusión.

El contenido bruto durante la fundición de productos de enriquecimiento de chatarra radioelectrónica se caracteriza por un mayor contenido de cobre: más del 50%, oro, plata y paladio 0,15; 3,4; 1,4%, el contenido total de níquel, zinc y hierro es de hasta un 30%. Los ánodos se someten a disolución electroquímica a una temperatura de 400 ° C y una densidad de corriente del cátodo de 200,0 A / m2. El electrolito inicial contiene 40 g / L de cobre, 35 g / L de H2SO4. La composición química del depósito de electrolitos, lodos y cátodos se muestra en la Tabla 4.

Como resultado de las pruebas, se encontró que durante la electrólisis de ánodos hechos de fracciones metalizadas de una aleación de chatarra electrónica, el electrolito utilizado en el baño de electrólisis se agota en cobre, níquel, zinc, hierro y estaño se acumulan en como impurezas.

Se encontró que el paladio en condiciones de electrólisis se divide en todos los productos de electrólisis; por ejemplo, el contenido de paladio en el electrolito es de hasta 500 mg / l, la concentración en el cátodo alcanza el 1,4%. Una parte más pequeña del paladio pasa al lodo. El estaño se acumula en el lodo, lo que complica su procesamiento posterior sin una remoción preliminar del estaño. El plomo pasa al lodo y también dificulta su reciclaje. Se observa la pasivación del ánodo. La difracción de rayos X y el análisis químico de la parte superior de los ánodos pasivados mostraron que la causa del fenómeno observado es el óxido de plomo.

Dado que el plomo presente en el ánodo está en forma metálica, los siguientes procesos tienen lugar en el ánodo:

2OH 2e = H2O + 0.5O2

SO4-2 2e = SO3 + 0.5O2

Con una concentración insignificante de iones de plomo en el electrolito de sulfato, su potencial normal es el más negativo, por lo tanto, se forma sulfato de plomo en el ánodo, lo que reduce el área del ánodo, como resultado de lo cual aumenta la densidad de corriente del ánodo, lo que contribuye a la oxidación del plomo divalente en iones tetravalentes

Como resultado de la hidrólisis, se forma PbO2 de acuerdo con la reacción:

Pb (SO4) 2 + 2H2O = PbO2 + 2H2SO4.

Cuadro 4

Resultados de la disolución del ánodo

Artículo No.	Nombre del producto	Contenido,%, g / l
Artículo No.	Nombre del producto	Cu	Ni	Co	Zn	Fe	W	Mes	Pd	Au	Ag	Pb	Sn
1	Ánodo,%	51,2	11,9	1,12	14,4	12,4	0,5	0,03	0,6	0,15	3,4	2,0	2,3
2	Sedimento catódico,%	97,3	0,2	0,03	0,24	0,4	No	sl.	1,4	0,03	0,4	No	No
3	Electrolito, g / l	25,5	6,0	0,4	9,3	8,8	0,9	sl	0,5	0,001	0,5	No	2,9
4	Lodo,%	31,1	0,3	sl	0,5	0,2	2,5	sl.	0,7	1,1	27,5	32,0	4,1

El óxido de plomo crea una capa protectora en el ánodo, lo que determina la imposibilidad de una mayor disolución del ánodo. El potencial electroquímico del ánodo fue de 0,7 V, lo que conduce a la transferencia de iones de paladio al electrolito y su posterior descarga en el cátodo.

La adición de ion cloro al electrolito hizo posible evitar el fenómeno de pasivación, pero esto no resolvió el problema de la utilización del electrolito y no aseguró el uso de tecnología estándar de procesamiento de lodos.

Los resultados obtenidos mostraron que la tecnología asegura el procesamiento de la chatarra electrónica, sin embargo, se puede mejorar significativamente bajo la condición de oxidación y escoriación de impurezas de un grupo de metales (níquel, zinc, hierro, estaño, plomo) de la chatarra electrónica durante la fundición del concentrado.

Los cálculos termodinámicos, realizados bajo el supuesto de que el oxígeno del aire ingresa al baño del horno sin límite, han demostrado que impurezas como Fe, Zn, Al, Sn y Pb pueden oxidarse en cobre. Las complicaciones termodinámicas durante la oxidación ocurren con el níquel. Concentraciones de níquel residual - 9.37% con contenido de cobre en la masa fundida 1.5% Cu2O y 0.94% con un contenido de Cu2O 12.0% en la masa fundida.

La verificación experimental se realizó en un horno de laboratorio con una masa de crisol de 10 kg para cobre con toberas de granallado ubicadas radialmente (Cuadro 5), que permiten que el metal fundido gire con aire sin proyectar y, por ello, se multiplique el aporte de granallado. (en comparación con el suministro de aire al metal fundido a través de tuberías).

Los estudios de laboratorio han establecido que un papel importante en la oxidación del concentrado metálico pertenece a la composición de la escoria. Cuando se realizan calores con fundente, el cuarzo no pasa a la escoria y la transición del plomo es difícil. Cuando se utiliza un fundente combinado que consta de un 50% de arena de cuarzo y un 50% de sosa, todas las impurezas pasan a la escoria.

Cuadro 5

Resultados de la fundición de concentrado metálico de residuos de chatarra radioelectrónica

con boquillas de soplado ubicadas radialmente

dependiendo del tiempo de purga

Artículo No.	Nombre del producto	Composición,%
Artículo No.	Nombre del producto	Cu	Ni	Fe	Zn	W	Pb	Sn	Ag	Au	Pd	Otro	Total
1	Aleación inicial	60,8	8,5	11,0	9,5	0,1	3,0	2,5	4,3	0,10	0,2	0,0	100,0
2	Aleación después de 15 minutos de purga	69,3	6,7	3,5	6,5	0,07	0,4	0,8	4,9	0,11	0,22	7,5	100,0
3	Aleación después de 30 minutos de purga	75,1	5,1	0,1	4,7	0,06	0,3	0,4	5,0	0,12	0,25	8,87	100,0
4	Aleación después de 60 minutos de purga	77,6	3,9	0,05	2,6	0,03	0,2	0,09	5,2	0,13	0,28	9,12	100,0
5	Aleación después de 120 minutos de purga	81,2	2,5	0,02	1,1	0,01	0,1	0,02	5,4	0,15	0,30	9,2	100,0

Los resultados de los calores muestran que 15 minutos de soplado a través de las boquillas de soplado son suficientes para eliminar una parte significativa de las impurezas. Se determinó la energía de activación aparente de la reacción de oxidación en la 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.

Los estudios sobre la disolución anódica de los productos de fundición mostraron que no hay pasivación del ánodo durante la electrólisis de la aleación en electrolito de ácido sulfúrico después de una purga de 15 minutos. El electrolito no se agota en cobre y no se enriquece con impurezas que hayan pasado al lodo durante la fundición, lo que asegura su uso repetido. No hay plomo ni estaño en los lodos, lo que permite utilizar la tecnología estándar de procesamiento de lodos de acuerdo con el siguiente esquema: descurado del lodo mediante fundición alcalina en una aleación de oro y plata.

Con base en los resultados de la investigación, se han desarrollado unidades de horno con boquillas de soplado ubicadas radialmente, que operan en modo discontinuo para 0.1 kg, 10 kg, 100 kg de cobre, lo que garantiza el procesamiento de lotes de chatarra electrónica de varios tamaños. Al mismo tiempo, toda la línea de procesamiento lleva a cabo la extracción de metales preciosos sin combinar lotes de diferentes proveedores, lo que proporciona un cálculo financiero preciso para los metales entregados. Con base en los resultados de las pruebas, se desarrollaron los datos iniciales para la construcción de una planta para el procesamiento de REL con una capacidad de 500 kg de oro por año. El proyecto de la empresa se ha completado. El período de recuperación de las inversiones de capital es de 7-8 meses.

Conclusiones

1. Se han desarrollado los fundamentos teóricos de un método para procesar desechos de la industria radioelectrónica con extracción profunda de metales nobles y no ferrosos.

1.1. Se determinan las características termodinámicas de los principales procesos de oxidación de metales en una aleación de cobre, que permiten predecir el comportamiento de los metales e impurezas mencionados.

1.2. Se determinaron los valores de la energía de activación aparente de oxidación en la aleación de cobre de níquel - 185,8 kJ / mol, zinc - 106,4 kJ / mol, hierro - 76,2 kJ / mol, estaño 63,1 kJ / mol, plomo 42,3 kJ / mol. .mol.

2. Se ha desarrollado una tecnología pirometalúrgica para procesar residuos de la industria radioelectrónica para obtener una aleación de oro-plata (metal Dore) y concentrado de platino-paladio.

2.1. Se han establecido los parámetros tecnológicos (tiempo de trituración, productividad de separación magnética y electrostática, grado de extracción de metales) de enriquecimiento físico de REL según el esquema de molienda de separación magnética y separación electrostática, lo que permite obtener concentrados de noble metales con una composición cuantitativa y cualitativa prevista.

2.2. Se han determinado los parámetros tecnológicos (temperatura de fusión, caudal de aire, grado de transición de las impurezas a escoria, composición de la escoria de refino) de la fundición oxidante de concentrados en un horno de inducción con suministro de aire a la masa fundida mediante toberas radial-axiales; Se han desarrollado y probado unidades con toberas radial-axiales de diversas capacidades.

3. A partir de la investigación realizada, se fabricó y puso en producción una planta piloto para el procesamiento de chatarra electrónica, que incluye una sección de trituración (trituradora MD 25), separación magnética y electrostática (PBST 40/10 y 3EB 32/50). , fusión en horno de inducción (PI 50/10) con un generador SCHG 1-60 / 10 y una unidad de fusión con toberas radial-axiales, disolución electroquímica de ánodos y procesamiento de lodos de metales nobles; 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, lo que debe tenerse en cuenta a la hora de controlar el proceso de fusión oxidativa radial-axial.

4. Como resultado de las pruebas semiindustriales de la tecnología de procesamiento de chatarra radioelectrónica, se desarrollaron los datos iniciales para la construcción de una planta de procesamiento de desechos de la industria de la ingeniería radioeléctrica.

5. El efecto económico esperado de la implementación de los desarrollos de la tesis, calculado para una capacidad de oro de 500 kg / año, es de ~ 50 millones de rublos. con un período de amortización de 7-8 meses.

1. Telyakov A.N. Utilización de residuos de empresas eléctricas / A.N. Telyakov, D.V. Gorlenkov, E.Yu. Stepanova // Resúmenes de la Conferencia Internacional. conf. "Tecnologías metalúrgicas y ecología". 2003.

2. Telyakov A.N. Telyakov A.N., Ikonin L.V. Los resultados de probar la tecnología de procesamiento de chatarra radioelectrónica // Notas del Instituto de Minería. T. 179.2006.

3. Telyakov A.N. Investigación sobre la oxidación de impurezas de concentrado metálico de chatarra radioelectrónica // Zapiski Gornogo instituta. T. 179.2006.

4. Telyakov A.N. Telyakov A.N., Gorlenkov D.V., Georgieva E.Yu. Tecnología de procesamiento de desechos de la industria radioelectrónica // Metales no ferrosos. No. 6. 2007.

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