способ извлечения палладия из отходов электронного сырья

Формула изобретения

Способ извлечения палладия из отходов электронного сырья, включающий измельчение отходов, их загрузку в печь с коллектором и плавку, отличающийся тем, что в качестве коллектора используют порошок металлического висмута, который смешивают с порошком отходов электронного сырья в соотношении 2:1 по массе, после загрузки смеси повышают температуру в печи до 850-1000°С при продувке инертным газом и подают воздух с одновременным прекращением подачи инертного газа для окисления металлического висмута и отделения королька, содержащего извлекаемый палладий, направляемый на аффинаж.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при извлечении драгоценных металлов, в частности палладия из вторичного сырья, а именно - из отходов электронного сырья.

Известен способ извлечения драгоценных металлов из вторичного сырья [Пат. RU 2099434, опубл. 12.20.97], преимущественно из оловянно-свинцового припоя, включающий азотнокислое выщелачивание, отделение из полученной пульпы твердых частиц золота и оксида олова (IV) и промывку их водой. Перед азотнокислым выщелачиванием проводят расплавление исходного материала с последующей грануляцией, пульпу после азотнокислого выщелачивания отфильтровывают, твердый осадок, содержащий золото и оксид олова (IV), подвергают промывке горячей водой и прокалке, а в раствор, содержащий азотнокислый свинец, при постоянном перемешивании добавляют осадитель (хлористую соль). Остаток азотнокислого выщелачивания после прокалки, содержащий золото и оксид олова (IV), обрабатывают раствором, полученным после фильтрации хлорида олова с добавлением в раствор соляной и/или азотной кислоты с последующей нейтрализацией и фильтрацией полученной пульпы, и отделением осадка оксида олова (IV) от золотосодержащего раствора. Золотосодержащий раствор обрабатывают насыщенным раствором сернокислого железа с последующим отделением фильтрата от золотого шлама с последующей промывкой горячей водой, обезвоживанием, сушкой и плавкой. Полученный золотосодержащий продукт направляют на очистку.

Основным недостатком данного способа является его многостадийность и сложность аппаратурного оформления, а также экологическая опасность из-за наличия большого объема растворов, требующих нейтрализации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения, основанный на взаимодействии жидкого висмута с измельченными отходами электронного сырья [Патент RU 2180011, опубл. 27.02.02 г.]. Способ заключается в том, что сырье в виде электронного лома измельчают, проводят магнитную сепарацию измельченного материала, выделяют из немагнитной фракции ее металлическую часть - концентрат благородных металлов, с последующим использованием магнитной фракции в качестве реагента металлургического производства:

- концентрирование благородных металлов из продуктов магнитной сепарации с использованием плавки;

- плавление немагнитной фракции в смеси со шлаком производства благородных металлов с отделением из ее продуктов тяжелого сплава, являющимся концентратом металлов;

- перед использованием в качестве реагента магнитную фракцию сплавляют с кремнием, а затем кремнийсодержащий сплав применяют в качестве коллектора металлов платиновой группы.

Недостатками данного способа являются: многостадийность процесса, необходимость магнитной сепарации (наличие никеля в магнитной фракции позволяет использовать ее в качестве реагента для приготовления тройного железоникелькремниевого коллектора, который используется для концентрирования и активации металлов платиновой группы в процессе плавки промпродуктов производства благородных металлов), необходимость использования специального оборудования и, вследствие этого, высокие энергозатраты.

Техническим результатом изобретения является существенное упрощение способа извлечения драгоценных металлов, в частности палладия, из отходов электронного сырья и следующее за этим снижение затрат на его осуществление.

Технический результат достигается тем, что в способе извлечения палладия из отходов электронного сырья, включающем измельчение отходов, их загрузку в печь с коллектором и плавку, новым является то, что в качестве коллектора используют порошок металлического висмута, который смешивают с порошком отходов электронного сырья в соотношении 2:1 по массе, после загрузки смеси повышают температуру в печи до 850-1000°С при продувке инертным газом и подают воздух с одновременным прекращением подачи инертного газа для окисления металлического висмута и отделения королька, содержащего извлекаемый палладий, направляемый на аффинаж.

Новым является то, что в качестве коллектора используют порошок металлического висмута, который смешивают с порошком отходов электронного сырья в соотношении 2:1 по массе, после загрузки смеси повышают температуру в печи до 850-1000°С при продувке инертным газом и подают воздух с одновременным прекращением подачи инертного газа для окисления металлического висмута и отделения королька. Использование висмута в предлагаемом изобретении обусловлено тем, что он не только является эффективным коллектором для палладия, но и имеет также термически стабильные в предлагаемой области температур 850-1000°С оксиды с низким давлением паров [Куликов И.С. Термодинамика оксидов. Справочник. М.: Металлургия, 1986. 342 с.], что предотвращает потери висмута в технологическом процессе. Эти признаки позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна».

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не выявлены, и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».

Способ осуществляют следующим образом. Первым этапом производят вскрытие вторичного сырья (исходного материала), например отходов электроники в виде керамических конденсаторов, содержащих палладий. Для этого сырье подвергают дроблению и истиранию до дисперсности керамической фазы порядка 20 меш. Полученный порошок смешивают с порошком металлического висмута в соотношении 1:2 по массе. Порошковую смесь загружают в высокотемпературную печь и, продувая ее инертным газом, поднимают температуру в печи до 850-1000°С (меньшая температура увеличивает длительность процесса, и, кроме того, в случае палладия при температуре до 850°С происходит его частичная потеря за счет растворения оксида палладия в оксиде висмута, а большая температура приводит к увеличению энергозатрат без существенного улучшения технических показателей процесса). По достижении заданной температуры в камеру печи подают воздух с одновременным прекращением подачи инертного газа. Результат высокотемпературного окисления: металлический висмут переходит в окисленную форму (в эту фазу переходит и оксидно-керамическая составляющая загрузки из исходных керамических конденсаторов), а драгоценный металл (палладий) отделяется в виде королька - концентрата (сплав висмута с палладием, содержащий 91-93 мас.% палладия, находящегося, по предварительным анализам, в электронном сырье) который после охлаждения передается на аффинаж.

Твердый оксид висмута восстанавливают до металла газами-восстановителями или углеродом, отделяют от твердых остатков (которые состоят, как правило, из трудновосстановимых оксидов) путем отстаивания, фильтрации или другого способа и возвращают в голову процесса для повторного применения.

Способ позволяет обойтись без сложного и дорогостоящего вакуумного металлургического оборудования, существенно упростить, удешевить и увеличить производительность технологического процесса извлечения драгметаллов из отходов электронного сырья.