способ извлечения благородных металлов из отходов радиоэлектронной промышленности

Формула изобретения

Способ извлечения благородных металлов из отходов радиоэлектронной промышленности, включающий получение из них медно-никелевых анодов, содержащих примеси благородных металлов, их электролитическое анодное растворение с осаждением меди на катоде и получением никелевого раствора и шлама с благородными металлами, отличающийся тем, что проводят электролитическое анодное растворение анода, содержащего 6-10% железа, при размещении катода и анода в отдельных сетчатых диафрагмах для создания катодного и анодного пространств с находящимся в них хлорсодержащим электролитом, и полученный в процессе электролиза электролит из катодного пространства направляют в анодное пространство.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии благородных металлов и может быть использовано на предприятиях вторичной металлургии по переработке радиоэлектронного лома и при извлечении золота или серебра из отходов электронной и электрохимической промышленности.

Существуют следующие способы электрорафинирования металлов.

Известен способ, который относится к гидрометаллургии благородных металлов, в частности к способам извлечения золота и серебра из концентратов, отходов электронной и ювелирной промышленности. Способ, в котором извлечение золота и серебра включает в себя обработку растворами комплексообразующих солей и пропускание электрического тока с плотностью 0,5-10 А/дм ², в качестве растворов используют растворы, содержащие тиоцианат-ионы, ионы трехвалентного железа, и pH раствора составляет 0,5-4,0. Выделение золота и серебра проводят на катоде, отделенном от анодного пространства фильтрующей мембраной (Заявка РФ № 94005910, МПК С25С 1/20).

Недостатками данного способа являются повышенные потери драгоценных металлов в шламе. Способ требует дополнительной обработки концентратов комплексообразующими солями.

Известно изобретение, которое относится к способам извлечения благородных металлов из отработанных катализаторов, а также к электрохимическим процессам с псевдосжиженным или фиксированным слоем. Обрабатываемый материал в виде засыпки помещают в межэлектродное пространство электролизера, электрохимическое выщелачивание благородных металлов на основе их анодного растворения активируют путем предварительной обработки материала переполюсовкой электродов в статике, что превращает его в объемный многополярный электрод, обеспечивающий анодное растворение металла во всем объеме материала, а циркуляцию электролита через засыпку от анода к катоду обеспечивают со скоростью, определяемой из условия предотвращения попадания на катод гидратированных анионных хлоридных комплексов благородных металлов, образующихся при выщелачивании в объеме засыпки, при этом в качестве электролита используют подкисленную воду с содержанием соляной кислоты 0,3-4,0%. Способ позволяет повысить производительность процесса и упростить его (Патент РФ № 2198947, МПК С25С 1/20).

Недостатком данного способа является повышенный расход электроэнергии.

Известен способ, включающий электрохимическое растворение золота и серебра в водном растворе при температуре 10-70°С в присутствии комплексообразователя. В качестве комплексообразователя используют этилендиаминтетраацетат натрия. Концентрация ЭДТА Na 5-150 г/л. Растворение ведут при рН 7-14. Плотность тока 0,2-10 А/дм ². Использование изобретения позволяет увеличить скорость растворения золота и серебра; уменьшить содержание меди в шламовом осадке до 1,5-3,0% (Патент РФ № 2194801, МПК С25 С1/20).

Недостатком данного способа является недостаточно высокая скорость растворения.

В качестве прототипа предлагаемого изобретения выбран способ электролитического рафинирования меди и никеля из медно-никелевых сплавов, содержащих примеси драгоценных металлов, который включает электрохимическое растворение анодов из медно-никелевого сплава, осаждение меди с получением никелевого раствора и шлама. Растворение анодов ведут в отделенном диафрагмой анодном пространстве, во взвешенном слое шлама, при этом обеспечиваются снижение расхода электроэнергии (на 10%) и повышение концентрации содержания золота в шламе. (Патент РФ № 2237750, МПК С25С 1/20, опубл. 29.04.2003 г.).

Недостатками данного изобретения остаются потери благородных металлов в шламе, недостаточно высокая скорость растворения.

Техническим результатом является устранение указанных недостатков, т.е. уменьшение потерь благородных металлов в шламе, увеличение скорости растворения, снижение расхода электроэнергии.

Технический результат достигается тем, что в способе электролитического серно-кислотного растворения медно-никелевых анодов, полученных из отходов радиоэлектронной промышленности, содержащих примеси благородных металлов, включающем анодное растворение, химическое растворение и катодное осаждение меди, с получением никелевого раствора и шлама с благородными металлами, согласно изобретению, анод, содержащий 6-10% железа, и катод помещают в отдельные сетчатые диафрагмы с находящимся в них хлорсодержащим электролитом, а полученный в процессе электролиза электролит из катодного пространства направляют в анодное.

Способ реализуется следующим образом.

В электролитической ванне медно-никелевый анод, содержащий 6-10% железа, примеси благородных металлов, и катод помещают в отдельные сетчатые диафрагмы с хлорсодержащим электролитом, создавая раздельные анодное и катодное пространства. В катодном пространстве электролит обогащается трехвалентным железом FeCl₃, а затем его подают в анодное пространство, например с помощью насоса. Процесс растворения анода ведут при плотности тока 2-10 А/дм², температуре 40-70°С и напряжении 1,5-2,5 В. Под действием электрического тока и окислительного влияния трехвалентного железа процесс растворения анода значительно ускоряется и увеличивается содержание благородных металлов в шламе.

В катодном пространстве образуется электролит, обогащенный FeCl₂, который направляют в анодное пространство, где окисляется до FeCl₃, благодаря чему начинается процесс химического растворения анода.

Благодаря электролитическому и химическому воздействию скорость растворения анода значительно увеличивается, повышается содержание благородных металлов в шламе, снижаются потери золота и сокращается время растворения анода.

При концентрации железа в аноде меньше 6% в электролите наблюдается пониженное содержание FeCl₃, что приводит к недостаточному химическому воздействию трехвалентного железа FeCl₃ на анод и, как следствие, низкой скорости растворения анода.

При содержании железа в аноде от 6 до 10% в электролите образуется достаточное количество трехвалентного железа FeCl₃, химическое воздействие которого на анод значительно ускоряет скорость растворения анода и позволяет вести процесс растворения в оптимальных условиях.

Увеличение концентрации железа в аноде больше 10% не способствует дальнейшему увеличению скорости растворения анода, а создает дополнительные трудности при переработке электролита.

Данный способ доказывается следующими примерами.

Медно-никелевый анод, содержащий 7% Fe и массой 119 г, поместили в анодное пространство и растворяли при напряжении 2,5 В, температуре 60°С и плотности тока 1000 А/м² в электролите следующего состава: CuSO₄·5H ₂O - 500 мл, Н₂SO₄ - 250 мл, FeSO ₄ - 60 мл, HCl - 50 мл. При отсутствии циркуляции электролита масса анода за первый час процесса уменьшилась на 0,9 г. За два часа электролиза масса анода уменьшилась на 1,8 г.

После того, как электролит стали перемещать из катодного пространства в анодное, не меняя плотности тока, масса анода за первый час электролиза уменьшилась на 4,25 г, а за два часа на 8,5 г.

Медно-никелевый анод, содержащий 4% Fe и массой 123 г, растворяли в тех же условиях, и при отсутствии циркуляции электролита масса анода за первый час процесса уменьшилась на 0,4 г, а за два часа электролиза масса анода уменьшилась на 0,8 г.

Перемещение электролита из катодного пространства в анодное, не меняя плотности тока, позволило уменьшить массу этого анода за первый час электролиза на 1,15 г, а за два часа на 2,3 г.

Содержание Fe 12% в медно-никелевом аноде массой 109 г не позволило увеличить скорость растворения анода. При тех же условиях и при отсутствии циркуляции электролита масса анода за первый час процесс уменьшилась на 0,9 г. За два часа электролиза масса анода уменьшилась на 1,8 г.

При условии перемещения электролита из катодного пространства в анодное масса анода за первый час электролиза уменьшилась на 4,25 г, а за два часа - на 8,5 г.

На основе полученных данных можно сделать вывод, что содержание железа 6-10% в медно-никелевом аноде и перемещение электролита, обогащенного FeCl₃ , из катодного пространства в анодное позволяют значительно увеличить скорость растворения анода.

Благодаря предлагаемому способу достигаются эффекты:

1) увеличение содержания благородных металлов в шламе;

2) значительное увеличение скорости растворения анода;

3) сокращение объема шлама.