способ извлечения золота из отходов электронного лома

Формула изобретения

Способ извлечения золота из отходов электронного лома, включающий плавку в печи с использованием расплавленного коллектора с концентрированием золота в коллекторе, отличающийся тем, что в качестве коллектора используют расплавленный металлический висмут с добавкой 2 мас.% германия, который смешивают с отходами электронного лома в соотношении (1,5-2):1 по массе при температуре 600°С, выдерживают 10-30 мин, а затем повышают температуру в печи до 900-1000°С и окисляют полученный расплав сплава висмут-золото с переходом висмута в оксид, а золота - в обогащенный золотом королек.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при извлечении золота из отходов электронного лома.

Известен способ извлечения драгоценных металлов из вторичного сырья [патент RU 2099434, публ. 20.12.97], 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 переработке лома изделий электронной техники, преимущественно микроэлектронных схем, содержащих золото, серебро и металлы платиновой группы [патент RU № 2180011, МПК С22В 11/02, опубл. 27.02.02 (прототип)].

Способ заключается в том, что сырье в виде электронного лома, измельчают, проводят магнитную сепарацию измельченного материала, выделяют из немагнитной фракции ее металлической части в качестве концентрата 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, являющегося концентратором 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 золота из отходов электронного лома и следующее за этим снижение затрат на его осуществление.

Технический результат достигается тем, что в способе извлечения золота из отходов электронного лома, включающем плавку в печи с использованием расплавленного коллектора с концентрированием золота в коллекторе, новым является то, что в качестве коллектора используют металлический висмут с добавлением 2 мас.% германия, который смешивают с отходами электронного лома в соотношении (1,5-2):1 по массе при температуре 600°С, выдерживают 10-30 минут, а затем повышают температуру в печи до 900-1000°С и окисляют полученный расплав сплава висмут-золото с переходом висмута в оксид, а золота - в обогащенный золотом королек.

Способ осуществляют следующим образом. Для работы на воздухе без защитной атмосферы готовят сплав-коллектор, который представляет собой металлический висмут с добавкой 2 мас.% Ge. Такой сплав не окисляется на воздухе при температурах до 600°С в течение длительного времени. Меньшее содержание германия не выполняет своей функции (пассивации поверхности жидкого висмута), а большее - увеличивает, вследствие высокой цены германия, стоимость процесса. В расплавленный коллектор при 600°С (при меньшей температуре процесс перехода золота в жидкий коллектор идет медленно, а при большей температуре происходит достаточно сильное окисление расплава Bi+2 мас.% Ge) опускают детали электронного лома, содержащие золото в виде позолоченных контактов, клем, припоев и т.п. Выдерживают в этом расплаве 10-30 мин. Время определяется формой нахождения золота в исходном сырье (открытое, например, в виде контактов, или в виде припоя). В таком расплаве при температуре 600°С растворяется до ~ 50 мас.% Au по отношению к исходной массе висмута, в то время как в золоте при этой температуре растворяется 0,03 мас.% Bi [Самсонов Г.В., Абдусалямова М.Н., Черногоренко В.Б. Висмутиды. Киев: Наукова думка, 1977. 184 с.]. Количество коллектора (Bi+2 мас.% Ge) должно в 1,5-2 раза превышать предполагаемое количество извлекаемого золота (увеличивает скорость его извлечения и часть его теряется при взаимодействии с кислородом воздуха). После того, как произойдет насыщение коллектора золотом (при температуре 600°С до 50 мас.%) температуру повышают до 900-1000°С и окисляют полученный сплав. При этом висмут переходит в оксид (Bi₂O ₃) и остается королек, обогащенный золотом, 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.

ПРИМЕР

Предложенный способ испытан и проверен в лабораторных условиях.

В 5 г расплавленного металлического висмута с добавлением 2 мас.% германия опускают электронный лом в виде позолоченных контактов. После выдержки в течение 10-20 мин при 600°С золото переходит в расплав в количестве 99,5-99,7 мас.%. Затем поднимают температуру до 900-1000°С и выдерживают полученный расплав на воздухе 30-40 мин. Проведенный рентгенофазовый анализ показал, что после охлаждения в образующемся оксиде содержится только оксид висмута, а фазы на основе золота отсутствуют. С использованием атомно-абсорбционного спектрофотометра найдено, что в продуктах окисления содержится 0,002 мас.% золота. После охлаждения королек, обогащенный золотом, передается на аффинаж.

Использование висмута в предлагаемом изобретении обусловлено тем, что он не только является эффективным коллектором для золота, но и имеет также термически стабильные в предлагаемой области температур 900-1000°С оксиды с низким давлением паров [Куликов И.С. Термодинамика оксидов. Справочник. М.: Металлургия, 1986. 342 с.], что предотвращает потери висмута в технологическом процессе.