СПОСОБ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО КОНЦЕНТРАТА ЭЛЕКТРОННОГО ЛОМА
METHOD OF HYDROMETALLURGICAL PROCESSING OF POLYMETALLIC CONCENTRATE OF ELECTRONIC SCRAP

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано на предприятиях, специализирующихся на извлечении цветных, благородных металлов и их сплавов, получаемых при переработке техногенного сырья, в частности электронного лома.
Известен способ переработки электронного лома на основе меди, содержащего благородные металлы [RU 2486263 C1, МПК C22B7/00 (2006.01), опубл. 27.06.2013]. По этому способу электронный лом подвергают окислительной плавке до получения сплава с содержанием меди 55-85 мас.%, и после электрохимически растворяют в сульфатном растворе при напряжении на электродах 0,8-1,5 В получают шлам, содержащий золото и серебро, и на катоде сплава, содержащего медь и палладий, который подвергают электрохимическому растворению в сульфатном растворе меди при напряжении на электродах 0,3-0,5 В с получением меди на катоде и шлама, содержащего палладий, при этом полученные шламы без смешивания выщелачивают серной кислотой.
Способ является трудно реализуемым, так как для его осуществления необходимо использование кислотосодержащих растворов, а также сложных пирометаллургических процессов.
Известен способ утилизации медьсодержащих отходов [RU 2559076 C1, МПК C22B7/00 (2006.01), опубл., 10.08.2015], включающий обезжиривание стружки, промывку в воде, сушку, растворение меди погружением корзины с ломом в медно-кальциевый сплав в процессе электролиза кальция при температуре 650–715°С и последующего вакуумного отжига при температуре 720-750°С.
Способ трудно реализуем, так как для его осуществления необходима длительная подготовка материала, а также требуется использование сложных пирометаллургических процессов.
Известен способ переработки отходов электронной и электротехнической промышленности [RU 2502813 C1, МПК (2006.01) C22B7/00, C22B11/00, C22B25/06, C22B3/00 опубл. 27.12.2013], выбранный в качестве прототипа, включающий растворение оловянного припоя 5-20%-ным раствором метансульфоновой кислоты с добавкой окислителя при температуре 70-90°C в течение двух часов, причем окислитель подают порционно до достижения окислительно-восстановительного потенциала среды не более 250 мВ. Затем отделяют навесные и бескорпусные детали микросхем на сетке, отмывают их от захваченной суспензии, сушат, измельчают до крупности 0,5 мм, разделяют на магнитном сепараторе на две фракции - магнитную и немагнитную, и перерабатывают их пофракционно гидрометаллургическими методами. Оставшуюся суспензию метаоловянной кислоты в растворе метансульфоновой кислоты с примесями золота и свинца коагулируют при кипячении в течение 30-40 мин, фильтруют, отфильтрованный осадок промывают горячей водой, сушат и прокаливают до получения золотосодержащего диоксида олова с последующим извлечением из него золота. Из фильтрата осаждают сульфат свинца. Образующуюся суспензию фильтруют. Фильтрат метансульфоновой кислоты после корректировки повторно используют на стадии растворения оловянного припоя.
При осуществлении этого способа используют кислоты, что экологически небезопасно. Процессы переработки протекают при повышенных температурах, что так же небезопасно.
Целью данного изобретения является разработка способа гидрометаллургической переработки полиметаллического концентрата электронного лома, позволяющего селективно извлекать медь при комнатной температуре без использования кислот с замкнутым циклом оборота растворов сульфатетроаммина меди, используя химические реактивы не токсичные для человека и окружающей среды. Задачей заявляемого изобретения является упрощение способа.
Указанная цель достигается тем, что способ гидрометаллургической переработки полиметаллического концентрата электронного лома с извлечением драгоценных металлов включает извлечение меди и золота, при этом извлечение меди проводят в n стадий медно-аммиачным раствором сульфатетроаммина меди концентрацией 20–40 г/л по меди при комнатной температуре и соотношении полиметаллического концентрата к раствору сульфатетроаммина меди не менее 1:10, причем количество стадий n определяют заданной степенью извлечения меди, извлечение золота проводят посредством йод-йодидной технологии, а полученный раствор с растворенной медью отправляют в электролизер на регенерацию для осаждения меди. Регенерированный раствор сульфатетроаммина меди возвращают на стадию извлечения меди.
Техническими результатами являются:
– упрощение способа переработки лома;
- селективное извлечение меди;
- экологическая безопасность способа.
Предложенный способ переработки электронного лома включает гидрометаллургическую переработку электронного лома после его измельчения и получения полиметаллического концентрата с дальнейшим извлечением цветных металлов и золота.
Измельченный электронный лом (полиметаллический концентрат) без стеклотекстолита и содержащий драгоценные и цветные металлы, керамические включения, направляют на гидрометаллургическую переработку для извлечения меди в n стадий медно-аммиачным раствором сульфатетроаммина меди концентрацией 20–40 г/л по меди при комнатной температуре и соотношении полиметаллического концентрата к раствору сульфатетроаммина меди, как 1:10. Количество стадий n определяют заданной степенью извлечения меди. Затем полученные растворы после каждой стадии отправляют в электролизер на регенерацию для осаждения меди. Регенерированные растворы возвращают на гидрометаллургическую переработку лома. Обезмеженный полиметаллический концентрат отправляют на извлечение благородных металлов.
Гидрометаллургическая переработка лома позволяет достичь селективного извлечения меди из полиметаллического концентрата при концентрации раствора сульфатетроаммина меди не ниже 20 г/л по меди. При концентрации раствора сульфатетроаммина меди выше 40 г/л происходит лимит реакции в виду перенасыщения раствора.
Соотношение полиметаллического концентрата к раствору сульфатетроаммина меди, как 1:10, достаточно для осуществления реакции растворения меди.
Способ переработки электронного лома осуществляли следующим образом.
Электронный лом, представляющий собой печатные платы советской военной радиоэлектроники количеством 50 кг измельчили на шредере предварительной резки до фракции 10 на 10 мм, далее на молотковой дробилке измельчили до фракции 0,3 – 2,5 мм по крупности. На вибрационном мукосее произвели классификацию материала по крупности. Выход составил 40 - 44 кг измельченного материала. До 10 кг недомола после классификации отправили на повторное измельчение. Потери по массе в связи с перемолом составили порядка 0,8 кг.
Измельченный электронный лом направили на пробоотбор методом квартования. Представительные пробы проанализировали атомно-эмиссионным методом на аппарате Thermo Scaentific iCAP 7600. Cреднее содержание металлов от общей массы электронного лома cоставило: 0,2% золота; 1,2% серебра; 23,04% меди; 0,9% металлов платиновой группы (платина, палладий, иридий).
Далее измельченный электронный лом подвергли гравитационному обогащению на концентрационном столе СКО-0,5Л, разделив на полиметаллический концентрат, содержащий драгоценные и цветные металлы, керамические включения, а также на стеклотексталитовую фракцию. Результаты гравитационного обогащения электронного лома представлены в таблице 1.
Таблица 1 Результаты гравитационного обогащения
№ примерагравитационного обогащения
Общая масса измельченного электронного лома до гравитационного обогащения,кг;
Масса полиметаллического концентрата,кг;
Масса стеклотексталитовой фракции,кг;
1
40,9
15,5
25,4
2
42,5
15,9
26,6
3
43,4
16,5
26,9
Из полученных полиметаллического концентрата и стеклотексталитовой фракции провели пробоотбор и анализ на содержание металлов, аналогичный вышеописанному. Результаты проведенных анализов показаны в таблице 2.
Таблица 2 Анализ проб на содержание металлов
№ примера
Содержание золота;%
Содержание серебра;%
Содержание меди;%
Содержание металлов платиновой группы;%
Содержаниепрочих материалов(железо, свинец, олово, керамика и др.);%
1
0,39
1,9
49
0,32
48,39
2
0,31
2
52
0,21
54,52
3
0,08
0,9
72
–
27,02
Полученный полиметаллический концентрат направили на гидрометаллургическую переработку в агитатор с якорной мешалкой, объемом 250 литров, для процесса растворения меди медно-аммиачным раствором сульфатетроаммина меди концентрацией 20–40 г/л по меди. Процесс растворения меди провели при комнатной температуре в 3 стадии продолжительностью 1, 6 и 10 часов соответственно. В конце каждой стадии насыщенный раствор сливали, и добавляли свежий раствор сульфатетроаммина меди концентрацией 20–40 г/л по меди при соотношении полиметаллический концентрат к раствору как 1:10. По окончании растворения меди насыщенные медью растворы объединяли. После каждой стадии растворения проводили пробоотбор и анализ аналогичный вышеописанному. Результаты гидрометаллургической переработки представлены в таблице 3.
Таблица 3 Результаты гидрометаллургической переработки
№примера
Концентрация раствора сульфатетроаммина меди по меди,г/л
Номер стадии
Входящее содержание меди к общей массе полиметаллического концентрата, %
Конечное содержание меди к общей массе полиметаллического концентрата после гидрометаллургической переработки,%
1
20
1
49
18,7
2
18,7
1,9
3
1,9
1,5
2
30
1
52
47,7
2
47,7
35
3
35
21,6
3
40
1
72
44,8
2
44,8
32,7
3
32,7
23,3
2
Полученный раствор сульфатетроаммина меди после гидрометаллургической переработки отправили на регенерацию в электролизер с двумя графитовыми перфорированными анодами и титановым катодом. Общий объем электролизера 100 л, катодная плотность тока составила 1,5 – 2 А/дм, на катодах осадили металлическую медь, скорость осаждения 40 г/ч.
Регенерированные растворы возвращали на гидрометаллургическую переработку лома.
Обезмеженный полиметаллический концентрат, содержащий золото, отправили на переработку согласно йод-йодидной технологии, в которой йод выступает окислителем, йодид – комплексообразователем для золота. Технологии присуща низкая токсичность, высокая стабильность растворенных комплексов и более низкий окислительно-восстановительный потенциал в сравнении с иными не цианистыми системами извлечения золота. Химическая реакция растворения протекает по схеме:
0
-
-
2
2
Au + 1/2 I + I = Au I
Таким образом, согласно заявляемого способа из 50 кг (пример №1) электронного лома извлечено грамм: 7,95 золота; 79,45 серебра; 7,65 палладия; 0,06 платины.
Результаты осуществления изобретения по примерам 2 и 3 приведены в таблицах 1-3.
Таким образом, предложенный способ переработки электронного лома по сравнению с прототипом технически проще, позволяет селективно извлекать медь при комнатной температуре, без использования кислот, с замкнутым циклом оборота растворов сульфатетроаммина меди, используя химические реактивы не токсичные для человека и окружающей среды.