ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2276196

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

Имя изобретателя: Теляков Алексей Наильевич (RU); Шалыгин Лен Михайлович (RU); Иконин Леонид Валентинович (RU); Теляков Наиль Михайлович (RU) 
Имя патентообладателя: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет) (RU)
Адрес для переписки: 199106, Санкт-Петербург, В.О., 21 линия, 2, СПГГИ (ТУ), патентный отдел
Дата начала действия патента: 2004.12.27 

Изобретение относится к металлургии благородных металлов и может быть использовано на предприятиях по получению цветных, благородных металлов и их сплавов, получаемых при утилизации электронных приборов и деталей. Способ включает дезинтеграцию радиоэлектронного лома, виброобработку с отделением тяжелой фракции, содержащей благородные металлы, сепарацию и выделение металлов, при этом полученный радиоэлектронный лом сортируют и отделяют металлические детали, оставшуюся часть лома подвергают виброобработке с отделением тяжелой фракции и сепарации, тяжелую фракцию после сепарации смешивают с предварительно отделенными металлическими деталями и подвергают смесь окислительному плавлению при подаче воздушного дутья в пределах 0,15-0,25 нм3 на 1 кг смеси, после чего проводят электрорафинирование полученного сплава в сульфатном растворе меди и выделяют из образовавшегося шлама благородные металлы. Благодаря способу обеспечивается высокое извлечение благородных металлов, %: золото - 98,2; серебро - 96,9; палладий - 98,2; платина - 98,5.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагаемое изобретение относится к металлургии благородных металлов и может быть использовано на предприятиях по получению цветных, благородных металлов и их сплавов, получаемых при утилизации электронных приборов и деталей.

Известны следующие способы переработки радиоэлектронного лома:

- одни из них предлагают гидрометаллургические и химические операции с растворами, одним из таких патентов является патент RU №2066698, 1995 г., С 22 В 7/00, по которому исходный материал обрабатывается раствором HNO3 с концентрацией 30% при температуре 50-70°С до отделения электронных деталей.

Недостатком данного способа является то, что в качестве основного реагента для растворения исходного материала используется азотная кислота, что требует специальных методов защиты от коррозии оборудования (стекло, керамика) и специальных методов очистки газовых выбросов.

Другим направлением является обработка радиоэлектронного лома щелочами, с целью удаления органического покрытия и припоя. Примером такого способа является патент RU №1668437, 1991 г., С 22 В 7/00.

Недостатком данного способа является обработка всего радиоэлектронного лома щелочью, что определяет большие объемы щелочных растворов и возникающие от этого трудности по утилизации водных выбросов. Данный способ пригоден для обработки малых количеств лома с высоким содержанием (более 1%) золота.

Известен способ (патент RU №2034060, 1995 г., С 22 В 7/00), включающий сжигание исходного материала, отличающийся тем, что дожигание твердых и газообразных составляющих осуществляется одновременно при температуре более 900°С, но не менее 80-90% температуры плавления драгметаллов.

Недостатком данного способа является то, что такие составляющие радиоэлектронного лома, находящиеся в безопасном в экологическом отношении состоянии (пастмассы и текстолит), переводятся во время сжигания в газовую фазу, которая требует сложной и дорогостоящей очистки. Данный способ пригоден для обработки малых количеств лома с высоким содержанием (более 1%) золота.

Существует способ первичной переработки сложного лома и смешанных отходов цветных металлов, включающий фрагментацию исходного сырья, термическую обработку отжигом с выжиганием горючих материалов, отличающийся тем, что термическую обработку проводят в неокислительной атмосфере при 800-900°С с селективным расплавлением и отделением Pb и Al, а затем при 1200-1250°С с расплавлением и отделением меди с примесями Au и Ag. Патент RU №2082784, 1997 г., С 22 В 7/00.

Недостатком данного способа является то, что такие составляющие радиоэлектронного лома, находящиеся в безопасном в экологическом отношении состоянии (пастмассы и текстолит), переводятся во время сжигания в газовую фазу, которая требует сложной и дорогостоящей очистки. Данный способ пригоден для обработки малых количеств лома с высоким содержанием (более 1%) золота.

Наиболее близким аналогом заявленного технического решения, выбранным в качестве прототипа, является способ извлечения благородных металлов из деталей и узлов - конструкций электрической промышленности, включающий измельчение исходного материала и выделение металлов из продукта, и отличается тем, что перед выделением металлов измельченный продукт подвергается вибрации с отделением тяжелой фракции, содержащей благородные металлы, от легкой, проводят магнитную и электростатическую сепарацию тяжелой фракции (с получением концентрата) благородных металлов, а выделение металлов из концентрата проводят путем вакуумного термического испарения в среде инертного газа с селективным выделением благородных металлов по температуре испарения. Патент RU №2044082, 1995 г., С 22 В 11/00.

Недостатком данного способа является то, что способ при удовлетворительном технологическом режиме переработки радиоэлектронного лома не обеспечивает высокое извлечение благородных металлов. Это вызвано тем, что при общей дезинтеграции радиоэлектронного лома невозможно обеспечить оптимальные условия дезинтеграции для деталей на пластиковой и керамической основе.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение извлечения благородных металлов.

Технический результат достигается тем, что в способе извлечения благородных металлов из узлов и конструкций электронной промышленности при утилизации, включающем дезинтеграцию, вибрацию, сепарацию и выделение благородных металлов, согласно изобретению узлы и конструкции разделяют на элементы из металла, элементы на пластиковой основе и элементы на керамической основе, дезинтеграции, вибрации и сепарации подвергают элементы на пластиковой и керамической основе, - каждую отдельно, с отделением тяжелой фракции, содержащей благородные металлы; смесь тяжелых фракций и элементов из металла подвергают окислительному плавлению при подаче воздушного дутья в пределах 0,15-0,25 нм3 на 1 кг смеси и проводят электрорафинирование полученного сплава в сульфатном растворе меди, а выделение благородных металлов проводят из образовавшегося при электрорафинировании шлама.

Способ поясняется чертежами на фиг.1 и 2.

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

По способу-прототипу (фиг.1) узлы и конструкции электронной промышленности последовательно подвергают дезинтеграции (1), вибрации (2), магнитной сепарации (3), электросепарации (4), после чего полученные концентраты поступают в вакуумно-термическую печь (5), где их подвергают испарительному разделению с улавливанием металлов в специальных конденсаторах (6, 7).

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

Предлагаемый способ (фиг.2) осуществляют следующим образом: узлы и конструкции электронной промышленности поступают на разборку до элементов, которые разделяют элементы из металла, элементы на пластиковой основе и элементы на керамической основе. Элементы на керамической и пластиковой основе подвергают (фиг.2) дезинтеграции, вибрации (2), магнитной сепарации (3), электрической сепарации (4), полученные тяжелые фракции смешивают в смесителе (5) с элементами металла, подвергают плавлению с подачей воздушного дутья в пределах 0,15-0,25 нм3 на 1 кг смеси в плавильной печи (6) и проводят электролиз в электрорафинировочной ванне (7) в сульфатном растворе меди с выделением из образовавшегося шлама благородных металлов.

Верхний предел воздушного дутья 0,25 нм3 на 1 кг смеси объясняется тем, что увеличение параметра до 0,30 нм 3/1 кг смеси не приводит к увеличению извлечения благородных металлов.

Нижний предел воздушного дутья 0,15 нм3 на 1 кг смеси приводит только к незначительному снижению благородных металлов, а снижение более чем до 0,15 нм3 на 1 кг смеси - к недопустимому снижению благородных металлов.

Это может быть проиллюстрировано следующими примерами. Сравнительные опыты проводили с однотипными радиоэлектронными платами.

Пример 1 (прототип). Электронные плата подвергаются (Фиг.1) дезинтеграции, сепарации, электрической сепарации. Тяжелая фракция расплавляется и направляется на операцию испарение-конденсация. От расплава отбирается проба металла, определяются содержания золота, серебра, платины, палладия. По способу-прототипу извлечение благородных металлов составляет: Au - 95%; Ag - 95,8%; Pd - 70,l%; Pt - 72,4%.

Пример 2 (оптимальный режим). Электронные плата подвергают разборке до элементарных фрагментов из металла, элементов на пластиковой основе и элементов на керамической основе, затем элементы на пластиковой и керамической основе подвергают дезинтеграции, вибрации и сепарации - каждую отдельно с отделением тяжелой фракции, после чего смесь тяжелых фракций и элементов из металла подвергают окислительному плавлению при подаче воздушного дутья 0,2 нм 3/на 1 кг смеси и проводят электрорафинирование полученного сплава с выделением из образовавшегося шлама благородных металлов.

Извлечение благородных металлов составляет, %: Au - 98,2; Ag - 96,9; Pd - 98,2; Pt - 98,5.

Пример 3. Все по примеру 2, но подача воздушного дутья составляет 0,25 нм3 на 1 кг смеси.

Извлечение благородных металлов составляет, %: Au - 98,2; Ag - 96,9; Pd - 98,2; Pt - 98,5.

Пример 4. Все по примеру 2, но подача воздушного дутья составляет 0,3 нм 3 на 1 кг смеси.

Извлечение благородных металлов составляет, %: Au - 98,2; Ag - 96,9; Pd - 98,2; Pt - 98,5.

Пример 5. Все по примеру 2, но подача воздушного дутья составляет 0,15 нм3/ на 1 кг смеси.

Извлечение благородных металлов составляет, %: Au - 97,5; Ag - 96,2; Pd - 98,0; Pt - 98,0.

Пример 6. Все по примеру 2, но подача воздушного дутья составляет 0,1 нм3 на 1 кг смеси.

Извлечение благородных металлов составляет, %: Au - 97,0; Ag - 96,0; Pd - 88,5; Pt - 89,1.

Благодаря предлагаемому способу обеспечивается высокое извлечение благородных металлов (в сравнении с прототипом увеличение извлечения по золоту составляет 3,2%; по серебру 1,1%; по палладию 28,1%; по платине 26,1%) при утилизации электронных деталей и конструкций, что видно из примеров и доказано экспериментально.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ извлечения благородных металлов из узлов и конструкций электронной промышленности при утилизации, включающий дезинтеграцию, вибрацию, сепарацию и выделение благородных металлов, отличающийся тем, что узлы и конструкции разделяют на элементы из металла, элементы на пластиковой основе и элементы на керамической основе, дезинтеграции, вибрации и сепарации подвергают элементы на пластиковой и керамической основе, каждую отдельно, с отделением тяжелой фракции, содержащей благородные металлы; смесь тяжелых фракций и элементов из металла подвергают окислительному плавлению при подаче воздушного дутья в пределах 0,15-0,25 нм3 на 1 кг смеси и проводят электрорафинирование полученного сплава в сульфатном растворе меди, а выделение благородных металлов проводят из образовавшегося при электрорафинировании шлама.

Версия для печати
Дата публикации 18.12.2006гг


вверх