СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЛОМА РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ С ВЫДЕЛЕНИЕМ ДРАГОЦЕННЫХ МЕТАЛЛОВ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ Российский патент 2017 года по МПК C22B11/00 C22B7/00 B03D1/00 

Изобретение относится к области металлургии драгоценных и благородных металлов и может быть использовано для переработки лома радиоэлектронных изделий для получения драгоценных металлов высокой чистоты.

В настоящее время содержащие драгоценные металлы отходы электронной промышленности представляют собой ценный источник вторичного сырья. Но в то же время реализуется тенденция выпуска изделий электронной промышленности с уменьшенной толщиной плакирующих покрытий и резкого снижения расхода благородных металлов в электронике (за счет миниатюризации электронных блоков). Таким образом, поступающие в переработку вторичные материалы становятся все более бедными по содержанию благородных металлов, а объем и сложность состава сырья возрастают. В связи с этим совершенствуются методы обогащения вторичного сырья, а также пиро- и гидрометаллургические способы переработки полученных концентратов благородных металлов.

Известен способ извлечения благородных металлов из печатных схем, включающий вибрацию, магнитную сепарацию и дробление с последующим нагреванием до температуры плавления олова и последующим извлечением концентрата благородных металлов посредством дополнительной магнитной сепарации [RU 2068010, 20.10.1996].

Недостатками данного способа являются загрязнение благородных металлов побочными элементами и соединениями, выделение вредных веществ в атмосферу из-за термического разложения органической фракции и текстолита.

Известен способ переработки лома изделий электронной техники, преимущественно микроэлектронных схем, содержащих благородные металлы, включающий измельчение плат, магнитную сепарацию с последующей плавкой с кремнием в качестве коллектора металлов платиновой группы [RU 2180011, 27.02.2002].

Недостатками данного метода являются: необходимость измельчения лома до определенных размеров, отклонение от которых приводит к ухудшению степени извлечения драгоценных металлов; применение коллекторов и флюсов сложного состава, зависящих от типа взаимодействующей фракции.

Известен способ, который предусматривает гидрометаллургическую обработку плат растворами метансульфоновой кислоты с целью растворения припоя, отделение навесных деталей и последующую раздельную переработку основы плат и деталей обогатительно-металлургическими приемами [RU 2502813, 27.01.2009].

Недостатком данного метода является тот факт, что его целесообразно использовать только при достаточно высоком содержании благородных металлов.

Известен метод переработки электронного лома, преимущественно электронных плат, заключающийся в измельчении сырья, электрической и магнитной сепарации с дальнейшим извлечением драгоценных металлов с помощью флотации в присутствии лигносульфоната и диалкилдитиофосфата натрия БТФ-1522, что приводит к повышению извлечения металлов в товарные концентраты [RU 2572938 С2, 20.01.2016].

Недостатком этого способа является применение двухстадийной сепарации, приводящей к образованию нескольких фракций, каждая из которых содержит драгоценные металлы, подлежащие переработке.

В качестве прототипа выбран наиболее близкий по технической сущности к заявляемому способ извлечения драгоценных металлов из отходов, основанный на дроблении, просеивании и плавлении исходного материала в присутствии соды, буры и нитрата натрия с последующей отправкой на аффинаж [RU 2171301, 27.07.2001].

Недостатками данного способа являются высокие требования к чистоте исходного сырья, недостаточная эффективность просеивания для полного удаления текстолита, загрязнение конечного сплава продуктами разложения текстолита и металлами, не представляющими ценности.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа переработки электронного лома, позволяющего выделять драгоценные металлы, не загрязненные элементами низкой ценности (железо, алюминий, олово, медь, свинец), очищенные от текстолита.

Технический результат достигается применением способа переработки лома радиоэлектронных изделий с выделением драгоценных металлов высокой чистоты, заключающийся в дроблении, просеивании и отделении металлической фракции с последующей плавкой и отправкой на аффинаж, отличающийся тем, что отделение металлической фракции производят с помощью флотации на флотационной машине ФЛМ-1, плавку металлической фракции проводят посредством ее смешения с тетрафтороброматом калия в массовом соотношении 1:10 и нагрева смеси до 400°С в течение 1 часа с последующей промывкой продукта плавки в воде и отправкой нерастворимого остатка на аффинаж.

Измельчение исходного материала (плат) проводят на типовой молотковой дробилке МД-1 до крупности, подходящей для последующих технологических операций (0,1-0,5 мм). Из измельченных плат отбирают указанную фракцию с помощью типового набора сит.

Далее фракцию измельченных плат 0,1-0,5 мм загружают во флотационную машину ФЛМ-1 для отделения текстолита и органических материалов от металлической фракции, содержащей драгоценные металлы. После отделения металлическую фракцию промывают водой и сушат на воздухе в течение 5 часов.

По окончании сушки металлическую фракцию смешивают с тетрафтороброматом калия KBrF₄ в массовом соотношении 1:10. Смесь помещают в типовую тигельную печь с установленной температурой 400°С. Нагрев проводят в течение 1 часа. При этом протекают следующие вероятные реакции:

Au+KBrF₄=KAuF₄+1/2Br₂

Ag+KBrF₄=KAgF₃+BrF

Pt+2KBrF₄=K₂PtF₆+2BrF

Pd+2KBrF₄=K₂PdF₆+2BrF

Ir+2KBrF₄=K₂IrF₆+2BrF

Fe+KBrF₄=KFeF₄+1/2Br₂

Al+KBrF₄=KAlF₄+1/2Br₂

Sn+KBrF₄=K₂SnF₆+2BrF

Cu+KBrF₄=KCuF₃+BrF

Pb+2KBrF₄=K₂PbF₆+2BrF

После остывания полученный плав растворяют в воде. При этом соединения драгоценных металлов имеют малую растворимость и образуют нерастворимый осадок, который далее отделяют на бумажном фильтре, сушат на воздухе в течение 24 часов и отправляют на аффинаж.

В отличие от способа прототипа отделение металлической фракции проводят не на ситах, а посредством флотации, в результате чего уменьшают количество текстолита в металлической фракции. Также в отличие от способа прототипа сплавление проводят не в смеси с бурой, содой и нитратом натрия, а в смеси тетрафтороброматом калия, в результате чего повышается степень извлечения драгоценных металлов и снижается доля примесей в конечном продукте, отправляемом на аффинаж.

Пример 1

Исходные платы (состав по данным атомно-эмиссионного анализа: Au - 0,08%, Ag - 0,43%, Cu - 21,11%, Al - 15,20%, Fe - 7,15%, Pb - 3,15%, Sn - 12,41%, Pt - 0,7%, текстолит - 39,77%) суммарной массой 1 кг загружают в типовую молотковую дробилку МД-1 с установленными типовыми ситами, позволяющими отделить фракцию 0,1-0,5 мм. После дробления плат длительностью 1 минута измельченную фракцию массой 0,5 кг загружают во флотационную машину ФЛМ-1. Оставшийся материал других крупностей используют для добавления в следующие партии плат. Отделение металлической фракции проводят флотацией при следующем режиме работы машины ФЛМ-1: скорость вращения флотационной плоскости - 6 оборотов в минуту, барботаж воздуха - 10 литров в час. Металлическую фракцию после флотации промывают 1 литром воды и сушат в течение 5 часов на воздухе. Масса сухой металлической фракции составляет 0,3 кг. Металлическую фракцию смешивают в типовом стеклоуглеродном тигле с тетрафтороброматом калия в массовом соотношении 1:10. После смешения тигель ставят в муфельную печь типа «Тулячка», устанавливают нагрев 400°С в течение 1 часа. После остывания полученный плав растворяют в воде. Оставшийся нерастворимый осадок массой 0,004 кг (состав по данным атомно-эмиссионного анализа: Au - 6%, Ag - 35,5%, Pt - 57,8%, прочие металлы - 0,7%) отделяют на бумажном фильтре, сушат на воздухе в течение 24 часов и отправляют на аффинаж.

Пример 2

Исходные платы (состав по данным атомно-эмиссионного анализа: Au - 0,27%, Ag - 2,50%, Cu - 23,04%, Al - 15,40%, Fe - 12,30%, Pb - 2,80%, Sn - 1,40%, Pt - 0,90%, текстолит - 41,39%) суммарной массой 5 кг загружают в типовую молотковую дробилку МД-1 с установленными типовыми ситами, позволяющими отделить фракцию 0,1-0,5 мм. После дробления плат длительностью 1 минута измельченную фракцию массой 2,5 кг загружают во флотационную машину ФЛМ-1. Оставшийся материал других крупностей используют для добавления в следующие партии плат. Отделение металлической фракции проводят флотацией при следующем режиме работы машины ФЛМ-1: скорость вращения флотационной плоскости - 6 оборотов в минуту, барботаж воздуха - 10 литров в час. Металлическую фракцию после флотации промывают 5 литрами воды и сушат в течение 5 часов на воздухе. Масса сухой металлической фракции составляет 1,5 кг. Металлическую фракцию смешивают в типовом стеклоуглеродном тигле с тетрафтороброматом калия в массовом соотношении 1:10. После смешения тигель ставят в муфельную печь типа «Тулячка», устанавливают нагрев 400°С в течение 1 часа. После остывания полученный плав растворяют в воде. Оставшийся нерастворимый осадок массой 0,06 кг (состав по данным атомно-эмиссионного анализа: Au - 7%, Ag - 64,8%, Pt - 23,3%, прочие металлы - 4,9%) отделяют на бумажном фильтре, сушат на воздухе в течение 24 часов и отправляют на аффинаж.

Изобретение относится к области металлургии драгоценных и благородных металлов и может быть использовано для переработки лома радиоэлектронных изделий для получения драгоценных металлов высокой чистоты. Исходные платы загружают в типовую молотковую дробилку МД-1 с установленными типовыми ситами. После дробления плат измельченную фракцию загружают во флотационную машину ФЛМ-1. Металлическую фракцию после флотации промывают водой и сушат на воздухе. Далее металлическую фракцию смешивают с тетрафтороброматом калия в массовом соотношении 1:10 и сплавляют в муфельной печи. После остывания полученный плав растворяют в воде. Оставшийся нерастворимый осадок отделяют на бумажном фильтре, сушат на воздухе и отправляют на аффинаж. Техническим результатом является выделение драгоценных металлов повышенной чистоты. 2 пр.

Способ переработки лома радиоэлектронных изделий с выделением драгоценных металлов, включающий дробление, просеивание и отделение металлической фракции, содержащей драгоценный металлы, плавку металлической фракции и аффинаж, отличающийся тем, что отделение металлической фракции проводят флотацией с использованием флотационной машины ФЛМ-1 с последующей промывкой отделенной металлической фракции и сушкой на воздухе в течение 3 часов, при этом плавку металлической фракции проводят путем ее смешения с тетрафтороброматом калия в массовом соотношении 1:10 и нагрева смеси до 400°C в течение 1 часа с последующей промывкой продукта плавки в воде и отправкой нерастворимого остатка на аффинаж.