способ переработки электронного лома, содержащего благородные металлы

Формула изобретения

Способ переработки электронного лома, содержащего благородные металлы, включающий плавку исходного материала с получением сплава, электрохимическое растворение сплава в кислоте с получением раствора и шлама, содержащего золото, переработку полученных продуктов, отличающийся тем, что электрохимическое растворение сплава осуществляют в растворе азотной кислотой с плотностью 1,1 1,15 г/см², переменным электрическим током промышленной частоты, напряжении 5 10 В, при плотности тока 0,02 0,2 А/см² с получением раствора, содержащего серебро, палладий и цветные металлы, и шлама, содержащего золото и олово, при этом переработку шлама осуществляют путем его пропаливания при 500 550^oС и выщелачивания продукта прокаливания в царской водке.

Описание изобретения к патенту

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

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

Известен способ обработки сплавов благородных металлов горячей азотной кислотой, при котором серебро, медь, платина, палладий переходят в раствор, а золото остается в виде остатка (там же, с. 338-339). Процесс протекает бурно, сопровождается выбросами диоксида азота с захватом электролита, поэтому требуется специальная очистка парогазовой фазы. Кроме этого, недостатком способа является необходимость предварительной корректировки состава по соотношению золота и серебра, а также удалении олова, сурьмы, мышьяка, поскольку эти элементы, в частности олово, далее распределяются по продуктам переработки и трудно отделяются.

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

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

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

Для этого в способе, включающем сплавление электронного лома с получением сплава, отливку слитков из сплава, последующее электрохимическое растворение сплавов в кислоте с наложением тока и получением медьсодержащего электролита и шлама, содержащего золото, и переработку полученных продуктов, электрохимическое растворение осуществляют в азотной кислоте при наложении переменного электрического тока промышленной частоты и процесс ведут при плотности азотной кислоты 1,1-1,15 г/см³, напряжении 5-10 В и плотности тока 0,02-0,2 А/м² с получением электролита, содержащего серебро, палладий и цветные металлы, и лома, содержащего золото и олово, а переработку шлама проводят путем его прокаливания при 500-550^oC с получением спека с последующей обработкой спека царской водкой с получением раствора золота и оловосодержащего остатка.

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

При выбранных концентрационных характеристиках растворение протекает быстро, но равномерно, без перегрева и выбросов парогазовой фазы. При плотности кислоты менее 1,1 г/см³ процесс проходит медленно даже при наложении переменного тока. Использование более концентрированной кислоты (с плотностью более 1,5 г/см³) приводит к выделению оксидов азота, ухудшению санитарной обстановки в цехе и увеличению расхода азотной кислоты.

Увеличение плотности тока более 0,2 А/см² и напряжения более 10 В приводит к перегреву системы, неоправданному расходу электроэнергии. Уменьшение плотности тока менее 0,02 А/см² и напряжения менее 5 В обусловливает замедление процесса перехода серебра в раствор вследствие торможения процесса растворения из-за образования на поверхности сплава устойчивой пленки сложного состава.

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

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

Слитки загружают в ванну, к ним подводят электрод. Другим электродом служит титановая пластина. В ванну заливают азотную кислоту плотностью 1,12 г/см³ и через электроды пропускают переменный электрический ток с частотой 50 Гц напряжением 8 В, плотностью 0,08 А/см². Через 10 мин начинается постепенное растворение слитков, температура раствора повышается до 50^oC.

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

После 63 часов растворения получено 320 л раствора, содержащего 13 г/дм³ серебра со степенью извлечения 98,5% и 1 г/дм³ палладия с извлечением 90%

Шлам, содержащий золото и основную массу олово (извлечение, соответственно 99,6% и 91,2%), отделяют от раствора, промывают, сушат и прокаливают при 53010^oC. Прокаленный шлам выщелачивают в смеси азотной и соляной кислот (1:3). Степень выщелачивания золота составляет 99% Олово на 94,3% остается в отходах выщелачивания.

Из фильтрата известными способами выделяют золото чистотой 99,5%

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