Technologie d'extraction de métaux précieux à partir de déchets électriques. Procédé de traitement de déchets de l'industrie électronique et électrique Domaine d'activité (technologie) auquel appartient l'invention décrite

Le domaine d'activité (technologie) auquel appartient l'invention décrite

L'invention concerne le domaine de l'hydrométallurgie et peut être utilisée pour extraire des métaux précieux de déchets électroniques et électriques (ferrailles électroniques), principalement de cartes électroniques de la microélectronique moderne.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

Les méthodes modernes de traitement des déchets d'équipements électroniques et électroniques sont basées sur l'enrichissement mécanique des matières premières, y compris l'opération de démontage manuel, si les matériaux par leurs caractéristiques et leur composition ne peuvent pas être convertis en un état homogène. Après le concassage, les composants de rebut sont séparés par des méthodes de séparation magnétique et électrostatique, suivis d'une extraction hydrométallurgique ou pyrométallurgique des composants utiles.

Les inconvénients de cette méthode sont liés à l'impossibilité de séparer les éléments non emballés des cartes de circuits imprimés des ordinateurs modernes, contenant l'essentiel des métaux précieux. En raison de la miniaturisation des produits et de la minimisation de la teneur en métaux précieux qu'ils contiennent, leur quantité est uniformément répartie sur toute la masse de matières premières après broyage, ce qui rend le traitement ultérieur inefficace - faibles taux de récupération au stade du traitement hydro-pyrométallurgique.

Méthode hydrométallurgique connue de lixiviation des métaux précieux à partir de déchets d'appareils électroniques avec de l'acide nitrique. Selon ce procédé, la ferraille est lixiviée avec 30-60% d'acide nitrique sous agitation pendant une durée suffisante pour atteindre une concentration en cuivre dans la solution égale à 150 g / l. Après cela, les particules de plastique sont séparées de la pâte obtenue, la pâte est traitée avec de l'acide sulfurique, ce qui porte sa concentration à 40%, les oxydes d'azote sont distillés, les absorbant et les neutralisant dans une colonne spéciale. Cela cristallise les sulfates de cuivre, précipitant l'or et l'acide stanneux. Ensuite, à partir de la pulpe résultante, une solution est séparée et l'argent et les platinoïdes en sont séparés par cémentation avec du cuivre, et le précipité lavé est fondu, à la suite de quoi des perles d'or sont obtenues (RDA, brevet 253948 du 01.10.86. VEB Bergbau und Huffen Kombinat "Albert Funk" ). Les inconvénients de cette méthode sont:

• une masse trop importante de ferraille broyée, soumise à un traitement à l'acide nitrique en raison de sa multiplication par deux à trois du fait du réaffûtage du substrat plastique sur lequel sont fixées les pièces électroniques, car leur séparation manuelle nécessite des coûts de main d'œuvre importants;
• consommation très élevée de produits chimiques associée à la nécessité de traiter une masse accrue de ferraille broyée avec des acides et de dissoudre tous les métaux de ballast;
• faible teneur en or et argent avec des teneurs élevées en impuretés associées dans les sédiments soumis au raffinage;
• la libération de toxines dans l'air et leur contamination de l'air due à la libération de toxines lors de la destruction chimique du plastique par des solutions d'acide fort à des températures élevées.

Le plus proche de l'invention proposée est un procédé d'extraction d'or et d'argent de déchets électroniques et électriques avec de l'acide nitrique avec séparation de pièces électroniques. Par conséquent, en utilisant le procédé, la ferraille est traitée avec de l'acide nitrique à 30% à 50-70 ° C avant de séparer les parties "attachées" des circuits électroniques, qui sont ensuite broyées et traitées avec des solutions d'acide nitrique, renforcées après le traitement du matériau de départ à la concentration initiale et traitées à une température de 90 ° C pendant deux heures, puis au point d'ébullition de la solution jusqu'à ce qu'elle soit complètement dénitrée pour obtenir une solution contenant des métaux nobles (brevet RF 2066698, classe C22B 7/00, C22B 11/00, publié -1996).

Les inconvénients de cette méthode sont: une consommation élevée de réactifs pour dissoudre les métaux de ballast; perte irrécupérable d'or avec étain et plomb; coûts énergétiques élevés pour les opérations d'évaporation et de dénitration; pertes irrécupérables de palladium, platine;

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dans la première étape du procédé, des précipités d'acide méta-étain extrêmement mal filtrables contenant de l'or sont formés. La clarification de la solution de production pour une utilisation ultérieure dans le schéma technologique pour l'extraction des métaux précieux prend beaucoup de temps, ce qui rend impossible la mise en œuvre du processus dans la pratique technologique.

Le résultat technique de l'invention proposée est d'éliminer les inconvénients ci-dessus.

Ces inconvénients sont éliminés par le fait que pour séparer les parties montées et non emballées des circuits électroniques des cartes de circuits imprimés des plaques «support» en plastique, la soudure à l'étain est dissoute avec une solution à 5-20% d'acide méthanesulfonique avec des additifs d'un agent oxydant à une température de 70-90 ° C pendant deux heures. , et l'introduction de l'agent oxydant au stade de la dissolution de la brasure avec l'acide méthanesulfonique est effectuée par portions jusqu'à ce que le potentiel d'oxydoréduction (ORP) du milieu soit atteint à un niveau ne dépassant pas 250 mV, puis le plastique (plaques «de support») est retiré, lavé et transféré pour une élimination ultérieure, séparé sur une grille pièces articulées et non emballées, microcircuits, ils sont lavés à partir d'une solution d'acide méthanesulfonique, séchés, broyés à une taille de 0,5 mm, séparés sur un séparateur magnétique en deux fractions - magnétique et non magnétique - et traités par des méthodes hydrométallurgiques fractionnées, et la fraction magnétique est traitée par l'iode - méthode iodure et non magnétique - "vodka-aqua", et guêpe La suspension en suspension d'acide méthanolique dans une solution d'acide méthanesulfonique avec des mélanges d'or et de plomb est coagulée par ébullition pendant 30 à 40 minutes, filtrée, le précipité filtré est lavé à l'eau chaude, séché et calciné jusqu'à obtention de dioxyde d'étain contenant de l'or, suivi de l'extraction de l'or par la méthode iode-iodure, et à partir du filtrat contenant du plomb, du sulfate de plomb est précipité, la suspension résultante est filtrée, le filtrat d'acide méthanesulfonique, après correction, est réutilisé au stade de la dissolution de la brasure, lorsque la teneur en acide méthanesulfonique est inférieure à 5%, la vitesse de dissolution de la brasure est significativement réduite, lorsque la teneur est supérieure à 20%, une décomposition intensive de l'oxydant est observée, le potentiel redox est maintenu à un niveau ne dépassant pas 250 mV, car, à des valeurs supérieures à 250 mV, le cuivre se dissout intensément et en dessous du processus de dissolution de la brasure à l'étain ralentit, l'agent oxydant est introduit à une température de 70 à 90 ° C, car à une température supérieure neuf 0 ° C, une décomposition intensive de l'acide nitrique est observée, à des températures inférieures à 70 ° C, il n'est pas possible de dissoudre complètement la soudure.

Exemple. 100 kg de circuits imprimés électroniques d'ordinateurs personnels de la génération «Pentium» (cartes mères) sont envoyés pour traitement. Dans un bain d'un volume de 200 litres, équipé d'une chemise chauffante, dans un panier en filet avec une cellule de 50 x 50 mm, 25 kg de cartes de circuits imprimés sont chargés et 150 litres d'acide méthanesulfonique à 20% sont ajoutés. Le procédé est réalisé en agitant le panier à une température de 70 ° C pendant deux heures avec une injection en portions (200 ml chacun) de l'agent oxydant pour maintenir l'ORP de la solution à 250 mV. Le résultat est une dissolution complète de la soudure retenant les pièces électroniques qui tombent au fond du bain. Les panneaux ainsi traités sont sortis dans un panier, lavés dans un bain de rinçage, déchargés, séchés et transférés pour des tests et une élimination ultérieure. Les métaux précieux dont la concentration ne dépasse pas: or - 2,5 g / t, platine et palladium - 2,1 g / t, argent - 4,0 g / t peuvent rester sur des panneaux traités pesant 88 kg. Une suspension d'acide méta-étain dans une solution d'acide méthanesulfonique, conjointement avec les parties articulées, est coagulée en introduisant une portion pesée d'un tensioactif, suivie d'une ébullition pendant 30 minutes. Après refroidissement, la solution est décantée de l'acide méta-étain décanté et des pièces articulées dans un décanteur. Ensuite, les pièces attachées sont séparées de la suspension d'acide méta-étain sur une grille de maille de 0,2 mm. Après séparation, les pièces sont lavées à l'eau, l'eau de lavage est combinée avec le décantat dans un décanteur, le matériau combiné est laissé au repos pendant 12 heures. L'acide méta-étain précipité dans le décanteur est filtré sur filtre à vide, lavé à l'eau, séché et calciné à 800 ° C. Le rendement en oxyde d'étain obtenu après calcination est de 6575 grammes. Le sulfate de plomb est précipité du filtrat contenant de l'acide méthanesulfonique avec de l'acide sulfurique. Après filtration, lavage et séchage, on obtient 230 g de sulfate de plomb. Le filtrat résultant est corrigé pour la teneur en acide méthanesulfonique et est réutilisé pour dissoudre la soudure de la partie suivante des plaques. Pour cela, une nouvelle partie des planches d'un montant de 25 kg est chargée dans le panier et le cycle de dissolution technologique est répété. Ainsi, les 100 kg de matières premières sont traités. Pour extraire les métaux précieux, les parties montées et non emballées séparées des circuits électroniques des cartes de circuits imprimés sont séchées, homogénéisées à une taille de particule de 0,5 mm et soumises à une séparation magnétique. Le rendement de la fraction magnétique est de 3430 g, le rendement de la fraction non magnétique est de 3520 g.

L'or est extrait de la fraction magnétique à l'aide de la technologie iode-iodure. L'or, l'argent, le platine et le palladium sont extraits de la fraction non magnétique par la technologie "aqua-vodka". L'or est extrait de l'oxyde d'étain calciné à l'aide de la technologie iode-iodure. Un total de 100 kg de cartes de circuits imprimés électroniques d'ordinateurs personnels de la génération «Pentium» (cartes mères) ont été extraits, grammes: or - 15,15; argent - 3,08; platine - 0,62; palladium - 7,38. En plus des métaux précieux, obtenu: oxyde d'étain - 6575 g avec une teneur en étain de 65%, sulfate de plomb - 230 g avec une teneur en plomb de 67%.

Prétendre

1. Procédé de traitement des déchets des industries électronique et électrique, y compris la séparation des pièces articulées et non emballées des plaques de support en plastique des cartes de circuits imprimés, suivi par l'extraction hydrométallurgique des métaux précieux, de l'étain et du sel de plomb de ceux-ci, caractérisé en ce qu'avant la séparation des plaques, la soudure à l'étain est dissoute 5-20 % solution d'acide méthanesulfonique avec addition d'un agent oxydant à une température de 70-90 ° C pendant deux heures, et l'oxydant est fourni par portions jusqu'à ce que le potentiel d'oxydo-réduction du milieu n'atteigne pas plus de 250 mV, puis le plastique est retiré, lavé, testé et envoyé pour un traitement ultérieur, la séparation des parties montées et non emballées des microcircuits est effectuée sur une grille, lavée de la suspension capturée, séchée, écrasée à une taille de 0,5 mm, séparée sur un séparateur magnétique en deux fractions - magnétique et non magnétique, et traitée de manière fractionnée par des méthodes hydrométallurgiques, et la suspension restante de métatines acide dans une solution d'acide méthanesulfonique avec des mélanges d'or et de plomb, coaguler à ébullition pendant 30 à 40 minutes, filtrer, le précipité filtré est lavé à l'eau chaude, séché et calciné pour obtenir du dioxyde d'étain contenant de l'or, suivi de l'extraction de l'or à partir de celui-ci, et du sulfate de plomb est précipité du filtrat , la suspension obtenue est filtrée, le filtrat d'acide méthanesulfonique, après ajustement, est réutilisé au stade de la dissolution de la brasure à l'étain.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement de la fraction magnétique après séparation magnétique des parties articulées homogénéisées de circuits électroniques de cartes de circuits imprimés est réalisé par le procédé iode-iodure.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement de la fraction non magnétique après séparation magnétique des parties articulées homogénéisées des circuits électroniques des cartes de circuits imprimés est réalisé à l'aide d'aqua regia.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dioxyde d'étain calciné est réalisé à l'aide d'une solution d'iode-iodure, suivi de la réduction du dioxyde d'étain avec du charbon pour obtenir de l'étain blister métallique.

5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'acide nitrique, le peroxyde d'hydrogène et des composés peroxo sous forme de perborate d'ammonium, de potassium, de percarbonate de sodium sont utilisés comme oxydant.

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6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coagulation de l'acide méta-étain à partir de la solution d'acide méthanesulfonique est réalisée à l'aide de polyacrylamide à une concentration de 0,5 g / l.

Nom de l'inventeur: Erisov Alexander Gennadievich (RU), Bochkarev Valery Mikhailovich (RU), Sysoev Yuri Mitrofanovich (RU), Buchikhin Evgeny Petrovich (RU)
Nom du breveté: Société à responsabilité limitée "Société" ORIYA "
Adresse postale pour la correspondance: 109391, Moscou, PO Box 42, "Société" ORIYA "
Date de début de validité du brevet: 22.05.2012

L'invention concerne la métallurgie métaux précieux et peut être utilisé dans les entreprises de métallurgie secondaire pour le traitement des déchets radioélectriques et pour l'extraction de l'or ou de l'argent des déchets de l'industrie électronique et électrochimique, en particulier, vers une méthode d'extraction des métaux précieux des déchets de l'industrie radioélectronique. Le procédé consiste à obtenir à partir des déchets d'anodes de cuivre-nickel contenant des impuretés de métaux nobles, leur dissolution anodique électrolytique avec dépôt de cuivre sur la cathode, l'obtention d'une solution de nickel et de boues avec des métaux précieux. Dans ce cas, la dissolution anodique est effectuée à partir de l'anode contenant 6 à 10% de fer, tout en plaçant la cathode et l'anode dans des diaphragmes à mailles séparés pour créer des espaces de cathode et d'anode contenant un électrolyte contenant du chlore. L'électrolyte obtenu au cours de l'électrolyse est dirigé de l'espace cathodique vers l'espace anodique. Le résultat technique de l'invention est une augmentation significative de la vitesse de dissolution de l'anode.

L'invention concerne la métallurgie des métaux nobles et peut être utilisée dans les entreprises de métallurgie secondaire pour le traitement de ferraille électronique et pour l'extraction d'or ou d'argent à partir de déchets des industries électronique et électrochimique.

Il existe les méthodes suivantes pour l'électroraffinage des métaux.

Le procédé connu, qui concerne l'hydrométallurgie des métaux précieux, en particulier les procédés d'extraction d'or et d'argent à partir de concentrés, déchets de l'industrie électronique et de la bijouterie. Le procédé dans lequel l'extraction de l'or et de l'argent comprend le traitement avec des solutions de sels complexants et le passage d'un courant électrique d'une densité de 0,5 à 10 A / dm 2, des solutions contenant des ions thiocyanate, des ions ferriques sont utilisés comme solutions et le pH de la solution est 0,5-4,0. L'isolement de l'or et de l'argent est réalisé au niveau de la cathode, séparée de l'espace anodique par une membrane filtrante (demande RF n ° 94005910, IPC C25C 1/20).

Les inconvénients de cette méthode sont la perte accrue de métaux précieux dans les boues. La méthode nécessite un traitement supplémentaire des concentrés avec des sels complexants.

L'invention connue, qui concerne des procédés d'extraction de métaux nobles à partir de catalyseurs usés, ainsi que des procédés électrochimiques à lit fluidisé ou fixe. Le matériau traité sous la forme d'un remblai est placé dans l'espace interélectrode de l'électrolyseur, la lixiviation électrochimique des métaux nobles en fonction de leur dissolution anodique est activée en prétraitant le matériau en inversant la polarité des électrodes en statique, ce qui le transforme en une électrode multipolaire volumétrique, qui assure la dissolution électrochimique du métal dans tout le volume du matériau, la circulation électrochimique du métal dans tout le volume du matériau, à travers le remblai de l'anode à la cathode, il est fourni à une vitesse déterminée à partir de la condition d'empêcher l'entrée de complexes de chlorure anionique hydraté de métaux nobles formés lors de la lixiviation dans le volume du remblai sur la cathode, tandis que de l'eau acidifiée avec une teneur en acide chlorhydrique de 0,3 à 4,0 est utilisée comme électrolyte %. Le procédé permet d'augmenter la productivité du procédé et de le simplifier (brevet RF N ° 2198947, IPC S25S 1/20).

L'inconvénient de cette méthode est l'augmentation de la consommation d'énergie.

Le procédé connu, comprenant la dissolution électrochimique d'or et d'argent dans une solution aqueuse à une température de 10 à 70 ° C en présence d'un agent complexant. L'éthylènediaminetétraacétate de sodium est utilisé comme agent complexant. La concentration d'EDTA Na 5-150 g / l. La dissolution est effectuée à un pH de 7-14. Densité de courant 0,2-10 A / dm 2. L'utilisation de l'invention permet d'augmenter la vitesse de dissolution de l'or et de l'argent; pour réduire la teneur en cuivre de la boue à 1,5-3,0% (brevet RF n ° 2194801, IPC С25 С1 / 20).

L'inconvénient de cette méthode est la vitesse de dissolution insuffisamment élevée.

En tant que prototype de la présente invention, un procédé d'affinage électrolytique du cuivre et du nickel à partir d'alliages cuivre-nickel contenant des impuretés de métaux précieux a été sélectionné, qui comprend la dissolution électrochimique d'anodes à partir d'un alliage cuivre-nickel, le dépôt de cuivre pour obtenir une solution de nickel et des boues. La dissolution des anodes s'effectue dans l'espace anodique séparé par le diaphragme, dans la couche suspendue de la boue, tout en réduisant la consommation électrique (de 10%) et en augmentant la concentration en or dans la boue. (Brevet RF n ° 2237750, IPC S25S 1/20, publ. 29.04.2003).

Les inconvénients de cette invention sont la perte de métaux nobles dans les boues, une vitesse de dissolution insuffisamment élevée.

Le résultat technique est l'élimination de ces inconvénients, c'est-à-dire réduire la perte de métaux nobles dans les boues, augmenter la vitesse de dissolution, réduire la consommation d'énergie.

Le résultat technique est obtenu par le fait que dans le procédé de dissolution électrolytique d'acide sulfurique d'anodes en cuivre-nickel obtenues à partir de déchets de l'industrie radioélectronique contenant des impuretés de métaux nobles, y compris la dissolution anodique, la dissolution chimique et le dépôt cathodique de cuivre, pour obtenir une solution de nickel et des boues de métaux nobles, Selon l'invention, l'anode contenant 6 à 10% de fer et la cathode sont placées dans des diaphragmes séparés avec un électrolyte contenant du chlore, et l'électrolyte obtenu pendant l'électrolyse est dirigé de l'espace cathodique vers celui anodique.

La méthode est mise en œuvre comme suit.

Dans un bain électrolytique, une anode en cuivre-nickel contenant 6 à 10% de fer, des impuretés de métaux nobles et la cathode sont placées dans des diaphragmes à mailles séparés avec un électrolyte contenant du chlore, créant des espaces séparés d'anode et de cathode. Dans l'espace cathodique, l'électrolyte est enrichi en fer trivalent FeCl 3, puis il est alimenté dans l'espace anodique, par exemple à l'aide d'une pompe. Le processus de dissolution de l'anode est effectué à une densité de courant de 2 à 10 A / dm 2, une température de 40 à 70 ° C et une tension de 1,5 à 2,5 V. Sous l'influence d'un courant électrique et de l'effet oxydant du fer ferrique, le processus de dissolution de l'anode est considérablement accéléré et la teneur en noble métaux dans les boues.

Dans l'espace cathodique, un électrolyte enrichi en FeCl 2 se forme, qui est envoyé dans l'espace anodique, où il est oxydé en FeCl 3, ce qui entraîne le début du processus de dissolution chimique de l'anode.

En raison de l'action électrolytique et chimique, la vitesse de dissolution de l'anode est considérablement augmentée, la teneur en métaux nobles dans la boue augmente, la perte d'or est réduite et le temps de dissolution de l'anode est réduit.

Lorsque la concentration de fer dans l'anode est inférieure à 6%, on observe une teneur réduite en FeCl 3 dans l'électrolyte, ce qui conduit à une action chimique insuffisante du fer trivalent FeCl 3 sur l'anode et, par conséquent, à une faible vitesse de dissolution de l'anode.

Une augmentation de la concentration de fer dans l'anode de plus de 10% ne contribue pas à une augmentation supplémentaire de la vitesse de dissolution de l'anode, mais crée des difficultés supplémentaires dans le traitement de l'électrolyte.

Cette méthode est prouvée par les exemples suivants.

Une anode en cuivre-nickel contenant 7% de Fe et pesant 119 g a été placée dans l'espace anodique et dissoute à une tension de 2,5 V, une température de 60 ° C et une densité de courant de 1000 A / m 2 dans un électrolyte de la composition suivante: CuSO 4 5H 2 O - 500 ml, Н 2 SO 4 - 250 ml, FeSO 4 - 60 ml, HCl - 50 ml. En l'absence de circulation d'électrolyte, la masse de l'anode dans la première heure du processus a diminué de 0,9 g. Pendant deux heures d'électrolyse, la masse de l'anode a diminué de 1,8 g.

Après que l'électrolyte a été transféré de l'espace cathodique à celui de l'anode sans changer la densité de courant, la masse de l'anode a diminué de 4,25 g dans la première heure d'électrolyse et de 8,5 g en deux heures.

Une anode en cuivre-nickel contenant 4% de Fe et une masse de 123 g a été dissoute dans les mêmes conditions, et en l'absence de circulation d'électrolyte, la masse de l'anode dans la première heure du processus a diminué de 0,4 g, et en deux heures d'électrolyse, la masse de l'anode a diminué de 0,8 g.

Le déplacement de l'électrolyte de l'espace cathodique vers celui anodique, sans changer la densité de courant, a permis de réduire la masse de cette anode dans la première heure d'électrolyse de 1,15 g, et en deux heures de 2,3 g.

Sous la condition de déplacer l'électrolyte de l'espace cathodique vers l'espace anodique, la masse de l'anode dans la première heure d'électrolyse a diminué de 4,25 g et en deux heures - de 8,5 g.

Sur la base des données obtenues, on peut conclure que la teneur en fer de 6 à 10% dans l'anode en cuivre-nickel et le mouvement de l'électrolyte enrichi en FeCl 3 de l'espace cathodique vers l'espace anodique peuvent augmenter considérablement la vitesse de dissolution de l'anode.

Grâce à la méthode proposée, les effets suivants sont obtenus:

1) une augmentation de la teneur en métaux nobles des boues;

2) une augmentation significative de la vitesse de dissolution de l'anode;

3) réduction du volume des boues.

PRÉTENDRE

Procédé d'extraction de métaux précieux à partir de déchets de l'industrie radioélectronique, comprenant l'obtention d'anodes en cuivre-nickel contenant des impuretés de métaux nobles, leur dissolution anodique électrolytique avec dépôt de cuivre sur la cathode et l'obtention d'une solution de nickel et de boues avec des métaux précieux, caractérisé en ce que la dissolution de l'anode électrolytique est effectuée anode contenant 6 à 10% de fer, lors du placement de la cathode et de l'anode dans des diaphragmes à mailles séparés pour créer des espaces de cathode et d'anode contenant un électrolyte contenant du chlore, et l'électrolyte obtenu pendant l'électrolyse est dirigé de l'espace cathodique vers l'espace anodique.

Extraction de métaux précieux à partir de déchets radioélectriques, tels que les ordinateurs, les appareils électroménagers et divers types de produits électriques, est aujourd'hui un domaine nouveau et en développement rapide de traitement et d'extraction de métaux précieux secondaires. Recyclage appareils ménagers, l'informatique et l'électronique implique un processus en plusieurs étapes, qui comprend les étapes de stockage, de tri et de traitement des «ferrailles électroniques», précédant l'étape d'extraction directe des métaux précieux.

La tendance de notre temps est la hausse des prix des métaux précieux. La hausse des prix est associée à la hausse du coût de l'extraction du minerai, à une réduction des réserves de minerais à forte teneur en métaux précieux, à des normes environnementales plus strictes et à d'autres facteurs tout aussi importants. Pour cette raison, la pertinence d'un phénomène tel que le traitement de la ferraille et des déchets de l'industrie radioélectronique augmente. L'extraction des métaux précieux secondaires est séparée en une industrie distincte de la métallurgie. Les sources les plus importantes de métaux précieux secondaires sont la métallurgie non ferreuse, l'instrumentation et l'électronique. La teneur en or, platine, argent et palladium dans les déchets est nettement plus élevée que dans le minerai, de sorte que le traitement des déchets avec l'extraction de métaux précieux est une activité économiquement rentable. La part des métaux précieux secondaires dans le volume total de leur production par ce moment est d'environ 40% et continue d'augmenter.

Le recyclage des déchets pour l'extraction de l'or, de l'argent, du platine et du palladium est domaine prioritaire dans la métallurgie moderne. Le coût des métaux précieux secondaires est d'un ordre de grandeur moins cher que l'extraction des mêmes métaux à partir du minerai.

La source des métaux précieux secondaires est la ferraille à plusieurs composants: équipements militaro-techniques, composants informatiques et ingénierie électrique, ferraille et déchets de l'industrie électronique et électrique, de l'industrie mécanique et de l'industrie automobile.

La ferraille électronique apporte la plus grande contribution car les produits électroniques deviennent rapidement obsolètes et recyclés.

Les déchets électroniques peuvent être recyclés des manières les plus courantes suivantes:

1. mécanique;
2. hydrométallurgique;
3. mécanique combiné avec le traitement hydrométallurgique;
4. mécanique en combinaison avec des procédés pyro- et hydrométallurgiques.

Les déchets mélangés ainsi que leurs unités et éléments individuels sont traités. Les plus courantes, lors du traitement des déchets techniques, sont les technologies développées en France, en Allemagne, en Suisse et dans d'autres pays développés.

Toutes les technologies de traitement courantes comprennent:

1. coupe mécanique de ferraille mélangée;

2. enrichissement de ferraille contenant des métaux précieux et nobles par broyage et séparation répétés du mélange résultant dans des hydrocyclones et des méthodes de flottation;

3. traitement pyrométallurgique ou utilisation de méthodes électrolytiques.

Les technologies développées dans les pays développés sont très rentables en raison de l'utilisation de matières premières homogènes, c'est-à-dire les entreprises se spécialisent dans le traitement de certains déchets (ferraille). Lors du démontage de l'équipement radio, les cartes électroniques avec des composants radio en sont retirées. Les grandes pièces de la radio sont retirées à l'aide d'outils manuels et électriques. Pour retirer les petits composants radio, des marteaux pneumatiques à burins plats sont utilisés. Les panneaux recyclés contenant les pieds des composants radio recouverts de métaux précieux, ainsi que les pistes en cuivre étamé, sont jetés dans une décharge. En raison de la faible teneur en métaux nobles et précieux, leur traitement est peu rentable.

Les métaux précieux sont récupérés à partir de la ferraille électronique à l'aide de procédés hydrométallurgiques en deux étapes. Au premier stade, les composants sont dissous dans une solution aqueuse à l'aide de réactifs minéraux et organiques. À la deuxième étape, les métaux précieux sont séparés de la solution. La dissolution sélective est parfois utilisée. Soit les métaux nobles se dissolvent, et d'autres précipitent, soit vice versa.

Dans la pyrométallurgie secondaire des métaux précieux, la fusion par collecteur et le raffinage oxydant sont utilisés. Les méthodes thermiques sont souvent utilisées, avec un enrichissement mécanique préalable des matières premières. Dans la plupart des cas, la fusion est utilisée avec des flux et des composants qui collectent les métaux précieux. Le plomb, l'aluminium, le cuivre et le fer, ou divers alliages, comme le cuivre-argent, etc., sont utilisés comme collecteurs.

Je tiens à noter que certaines caractéristiques du traitement de la ferraille électronique utilisées dans différents pays... Par exemple,

1. Entreprise allemande " Schneck»Effectue un concassage préliminaire de la ferraille et sa séparation magnétique, ce qui augmente la fragilité, puis refroidit la ferraille avec de l'azote liquide.

2. Lors de l'utilisation de la technologie américaine, les éléments suivants sont utilisés: concasseur à marteaux, séparateurs d'air, magnétiques et électrodynamiques, concasseur à rouleaux.

3. Les spécialistes de la société française " Vа1mеt»Une technologie a été développée qui permet de séparer les métaux ferreux, les métaux non ferreux et nobles et les non-métaux lors de l'usinage de la ferraille. Le raffinage électrolytique est utilisé pour séparer les métaux précieux et non ferreux.

4. La technologie de l'entreprise américaine " Inter recyclage»Assure le concassage et la séparation des rebuts informatiques pré-démontés manuellement à l'aide d'une usine pilote. L'installation permet d'extraire des rebuts: cuivre, nickel et aluminium. L'extraction du cuivre conduit à l'extraction associée de métaux nobles (or, platine et palladium). En utilisant une usine pilote, il est possible de traiter jusqu'à 5 000 kilogrammes de ferraille par équipe.

5. Dans la technologie développée par les spécialistes de la société japonaise " Tekonu Sanso»Une attention accrue est portée au processus de concassage des ferrailles, ce qui affecte considérablement l'efficacité et la qualité de la technologie. Les spécialistes japonais ont fabriqué des équipements pour la séparation des matériaux purs des concentrés obtenus lors du traitement primaire de la ferraille (métal, plastique, caoutchouc) basé sur un processus de purification élevé avec un cycle répété.

6. Une caractéristique de la technologie utilisée par l'entreprise " W.Hunter et Assiates Ltd«C'est l'utilisation de l'enrichissement humide sur les tables de concentration, qui permet de réaliser un plus grand enrichissement de la fraction contenant des métaux précieux. Le processus est complété par l'électrolyse, qui permet l'extraction de l'or à partir de matériaux métalliques.

7. Entreprise " VЕВ»Déchiquette les cartes de circuits imprimés à l'aide d'un broyeur à boulets, suivi de la séparation des métaux et des non-métaux, et la séparation électrostatique complète le processus.

8. L'entreprise suisse " Galika»Recycle la ferraille (par ex. Ordinateurs, télévisions) avec un broyeur à marteaux qui peut être monté sur un camion. Le fer est extrait de la masse concassée à l'aide d'un séparateur à tambour magnétique. Le retrait des circuits électroniques et des gros morceaux d'aluminium se fait à la main. La ferraille est fondue dans un four à tambour rotatif sous une couche de verre fondu qui protège le métal fondu. La société a breveté une méthode d'extraction de cartes de circuits imprimés coupées ou non coupées. Pour l'extraction, un convertisseur rotatif incliné avec des lances de soufflage est utilisé, ce qui peut réduire considérablement les coûts énergétiques et en même temps obtenir un facteur de récupération de métal élevé.

Il existe d'autres technologies tout aussi intéressantes pour l'extraction des métaux.

1. Technologie utilisant un mélange vapeur-air pour raffiner le cuivre fondu à partir d'impuretés d'étain, de zinc et de plomb. Le raffinage est effectué en deux étapes. Lors de la première étape, la masse fondue de cuivre est saturée en oxygène, ce qui permet de raffiner efficacement le cuivre des impuretés suite à une évaporation directe de la surface ouverte de la masse fondue et à une transition en un laitier hétérogène. À la fin de l'étape, l'alimentation en oxygène s'arrête. A la deuxième étape, un laitier de raffinage est induit avec une masse fondue en dessous afin d'en extraire des composés oxyde d'hétérophase d'impuretés et une purification supplémentaire.

2. Technologie qui vous permet d'extraire les métaux précieux des circuits imprimés en dissolvant le matériau dans l'acide avec l'ajout de nitrosyl ou aqua regia. L'isolement des métaux nobles de la solution est effectué en ajoutant de l'hydroxylamine, du formaldéhyde ou de l'hypophosphate de métaux alcalins à la solution.

3. Technologie permettant d'extraire l'or et les métaux précieux des déchets électroniques. Les déchets broyés sont chargés dans un panier anodique en titane dont la surface est revêtue d'un catalyseur, et un agent complexant et des sels de métaux de valence variable sont ajoutés à l'électrolyte. En conséquence, l'or précipite de l'électrolyte et d'autres métaux contenus dans l'électrolyte se déposent sur la cathode. Au deuxième stade, l'or anodique est fondu en lingots, puis par dissolution anodique avec imposition d'un courant alternatif asymétrique dans un électrolyte contenant une solution aqueuse d'acide chloroaurique, de l'or se dépose sur la cathode, l'argent contenu dans la solution est précipité sous forme de précipité (chlorure) et s'accumule au fond de l'électrolyseur. À la fin du processus d'électrolyse, une solution est formée contenant des impuretés avec une partie d'or, elles sont éliminées vers une cathode supplémentaire avec un anionite ou un diaphragme poreux.

4. Technologie d'extraction des métaux précieux et précieux des ferrailles par électrolyse. Les lingots sont fondus à partir de déchets électroniques, qui sont chargés dans un bain d'électrolyse rempli d'une solution d'acide nitrique. Un courant électrique alternatif de fréquence industrielle avec la tension et la densité requises traverse l'électrolyte. La boue, qui contient de l'or et de l'étain, s'effrite et s'accumule au fond du bain; les métaux non ferreux, ainsi que le palladium et l'argent, restent et s'accumulent dans la solution. La boue est calcinée à une température d'environ 550 ° C, ce qui permet de transférer l'étain qu'elle contient dans un état inerte puis de la lixivier en «aqua regia». Lors de l'utilisation de cette technologie, l'extraction des métaux précieux augmente de 1 à 4%.

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En tant que manuscrit

Alexey TELYAKOV

DÉVELOPPEMENT D'UNE TECHNOLOGIE EFFICACE D'EXTRACTION DES MÉTAUX NON FERREUX ET DE QUALITÉ SUPÉRIEURE À PARTIR DE DÉCHETS DE L'INDUSTRIE RADIOTECHNIQUE

Spécialité 05.16.02– Métallurgie ferreux, non ferreux

et métaux rares

A in t about ref erat

mémoire de concours diplôme universitaire

candidat aux sciences techniques

SAINT-PÉTERSBOURG

Le travail a été effectué dans un établissement d'enseignement public de formation professionnelle Institut minier d'État de Saint-Pétersbourg nommé d'après G.V. Plekhanov (Université technique)

superviseur–

docteur en sciences techniques, professeur,

scientifique émérite de la Fédération de RussieV.M.Sizyakov

Adversaires officiels:

docteur en sciences techniques, professeur I.N.Beloglazov

candidat en sciences techniques, professeur agrégéA.Yu.Baimakov

Entreprise leader– institut "Gipronickel"

La soutenance de la thèse aura lieu le 13 novembre 2007 à 14h30 lors d'une réunion du Conseil de la thèse D 212.224.03 à l'Institut minier d'État de Saint-Pétersbourg nommé d'après G.V. Plekhanov (Université technique) à l'adresse: 199106 Saint-Pétersbourg, 21e ligne, 2, salle 2205.

La thèse se trouve dans la bibliothèque de l'Institut national des mines de Saint-Pétersbourg.

SECRÉTAIRE SCIENTIFIQUE

conseil de thèse

docteur en Sciences Techniques, Professeur AssociéV.N.Brichkin

DESCRIPTION GÉNÉRALE DU TRAVAIL

Pertinence du travail

La technologie moderne a besoin de tout plus métaux nobles. À l'heure actuelle, la production de ce dernier a fortement diminué et ne répond pas aux besoins, il est donc nécessaire d'utiliser toutes les possibilités de mobilisation des ressources de ces métaux et, par conséquent, le rôle de la métallurgie secondaire des métaux précieux augmente. De plus, l'extraction de Au, Ag, Pt et Pd contenus dans les déchets est plus rentable que dans les minerais.

L'évolution du mécanisme économique du pays, y compris le complexe militaro-industriel et les forces armées, a nécessité la création dans certaines régions du pays d'usines de traitement de ferraille radioélectronique contenant des métaux précieux. Dans le même temps, il est impératif de maximiser l'extraction des métaux précieux à partir de matières premières pauvres et de réduire la masse de résidus-résidus. Il est également important qu'en plus de l'extraction des métaux précieux, vous puissiez obtenir en plus des métaux non ferreux, par exemple du cuivre, du nickel, de l'aluminium et autres.

Objectif.Amélioration de l'efficacité de la technologie pyro-hydrométallurgique pour le traitement de la ferraille de l'industrie radio-électronique avec extraction en profondeur de l'or, de l'argent, du platine, du palladium et des métaux non ferreux.

Méthodes de recherche.Pour résoudre les tâches définies, les principales études expérimentales ont été menées sur une configuration de laboratoire originale, comprenant un four avec des buses de soufflage situées radialement, qui permettent au métal fondu de tourner avec de l'air sans pulvérisation et, de ce fait, de multiplier l'alimentation de soufflage (par rapport à l'alimentation en air du métal fondu à travers des tuyaux). L'analyse des produits de concentration, de fusion et d'électrolyse a été réalisée par des méthodes chimiques. L'étude a utilisé la méthode de la microanalyse spectrale des rayons X (RSMA) et de l'analyse de phase des rayons X (XPA).

Fiabilité des déclarations, conclusions et recommandations scientifiquesgrâce à l'utilisation de méthodes de recherche modernes et fiables et se confirme par une bonne convergence des résultats théoriques et pratiques.

Nouveauté scientifique

Les principales caractéristiques qualitatives et quantitatives des radioéléments contenant des métaux non ferreux et précieux ont été déterminées, ce qui permet de prédire la possibilité d'un traitement chimique et métallurgique des ferrailles radioélectroniques.

L'effet passivant des films d'oxyde de plomb dans l'électrolyse des anodes en cuivre-nickel constituées de déchets électroniques a été établi. La composition des films a été révélée et les conditions technologiques de préparation des anodes ont été déterminées, ce qui garantit l'absence d'effet passivant.

La possibilité d'oxydation du fer, du zinc, du nickel, du cobalt, du plomb et de l'étain à partir d'anodes en cuivre-nickel fabriquées à partir de déchets électroniques a été théoriquement calculée et confirmée à la suite d'expériences de cuisson sur des échantillons de 75 kilogrammes de la fonte, ce qui fournit des indicateurs techniques et économiques élevés de la technologie de restitution des métaux précieux. Les valeurs de l'énergie d'activation apparente pour l'oxydation dans un alliage de cuivre de plomb - 42,3 kJ / mol, étain - 63,1 kJ / mol, fer - 76,2 kJ / mol, zinc - 106,4 kJ / mol, nickel - 185,8 kJ / mol.

La signification pratique du travail

Une ligne technologique de test de ferraille radioélectronique a été développée, comprenant des départements de démantèlement, de tri et d'enrichissement mécanique pour obtenir des concentrés métalliques;

Une technologie a été développée pour la fusion de ferraille radioélectronique dans un four à induction, combinée à l'action d'oxydation de jets radial-axiaux sur la masse fondue, assurant un transfert intensif de masse et de chaleur dans la zone de fusion du métal;

Un schéma technologique pour le traitement de la ferraille et des équipements radioélectriques a été développé et testé à une échelle pilote. déchets technologiques entreprises, fournissant un traitement individuel et un règlement avec chaque fournisseur REL.

La nouveauté des solutions techniques est confirmée par trois brevets de la Fédération de Russie: n ° 2211420, 2003; N ° 2231150, 2004; No 2276196, 2006

Approbation de travail... Les matériaux du travail de thèse ont été rapportés: lors de la conférence internationale "Technologies et équipements métallurgiques". Avril 2003 Saint-Pétersbourg; Tout russe conférence scientifique et pratique "Nouvelles technologies en métallurgie, chimie, valorisation et écologie." Octobre 2004 Saint-Pétersbourg; Conférence scientifique annuelle de jeunes scientifiques "Les ressources minérales de la Russie et leur développement" 9 mars - 10 avril 2004 Saint-Pétersbourg; Conférence scientifique annuelle de jeunes scientifiques "Les ressources minérales de la Russie et leur développement" 13-29 mars 2006 Saint-Pétersbourg.

Publications.Les principales dispositions du mémoire sont publiées en 4 ouvrages imprimés.

La structure et la portée de la thèse. La thèse comprend une introduction, 6 chapitres, 3 applications, des conclusions et une liste de références. L'ouvrage est présenté sur 176 pages de texte dactylographié, contient 38 tableaux, 28 figures. La bibliographie comprend 117 titres.

L'introduction justifie la pertinence de la recherche, énonce les principales dispositions pour la défense.

Le premier chapitre est consacré à une revue de la littérature et des brevets dans le domaine de la technologie de traitement des déchets de l'industrie radioélectronique et des méthodes de traitement des produits contenant des métaux précieux. Sur la base de l'analyse et de la généralisation des données de la littérature, les buts et objectifs de la recherche sont formulés.

Le deuxième chapitre contient des données sur l'étude de la composition quantitative et matérielle de la ferraille radioélectronique.

Le troisième chapitre est consacré au développement d'une technologie de moyennage des déchets électroniques et d'obtention de concentrés métalliques pour l'enrichissement de REL.

Le quatrième chapitre présente des données sur le développement de la technologie pour l'obtention de concentrés métalliques de ferraille radioélectronique avec l'extraction de métaux précieux.

Le cinquième chapitre décrit les résultats d'essais semi-industriels sur la fusion de concentrés métalliques de ferraille radioélectronique avec transformation ultérieure en cuivre cathodique et boues de métaux nobles.

Le sixième chapitre examine la possibilité d'améliorer les indicateurs techniques et économiques des processus développés et testés à l'échelle pilote.

DISPOSITIONS DE BASE PROTÉGÉES

1. Les études physico-chimiques de nombreux types de ferraille radioélectronique justifient la nécessité d'opérations préliminaires de démontage et de tri des déchets avec enrichissement mécanique ultérieur, ce qui offre une technologie rationnelle pour le traitement des concentrés résultants avec libération de métaux non ferreux et précieux.

Sur la base de l'étude de la littérature scientifique et des études préliminaires, les opérations principales suivantes pour le traitement de la ferraille électronique ont été revues et testées:

1. fonte de ferraille dans un four électrique;
2. lixiviation de ferraille dans des solutions acides;
3. grillage des ferrailles, suivi de la fusion électrique et de l'électrolyse des produits semi-finis, y compris les métaux non ferreux et nobles;
4. enrichissement physique des ferrailles, suivi de la fusion électrique des anodes et du traitement des anodes en cuivre cathodique et boues de métaux précieux.

Les trois premières méthodes ont été rejetées en raison de difficultés environnementales, qui sont insurmontables lors de l'utilisation des opérations de tête considérées.

La méthode d'enrichissement physique a été développée par nos soins et consiste dans le fait que la matière première entrante est envoyée pour un démontage préalable. À ce stade, les unités contenant des métaux précieux sont extraites d'ordinateurs électroniques et d'autres équipements électroniques (tableaux 1, 2). Les matériaux qui ne contiennent pas de métaux précieux sont envoyés à l'extraction de métaux non ferreux. Les métaux précieux (cartes de circuits imprimés, connecteurs, fils, etc.) sont triés pour éliminer les fils d'or et d'argent, les broches de connecteur côté PCB plaquées or et tout autre contenu en métaux précieux. Ces pièces peuvent être recyclées séparément.

Tableau 1

Balance des équipements électroniques sur le site du 1er démontage

Tableau 2

Balance de ferraille électronique dans la 2ème zone de démontage et de tri

Pièces telles que connecteurs sur une base thermodurcissable et thermoplastique, connecteurs sur cartes, petites cartes en faux getinax ou fibre de verre avec composants et pistes radio séparés, condensateurs variables et constants, microcircuits sur base plastique et céramique, résistances, prises en céramique et plastique pour tubes radio, fusibles , les antennes, interrupteurs et interrupteurs peuvent être recyclés par des techniques d'enrichissement.

Le concasseur à marteaux MD 2x5, le concasseur à mâchoires (DShch 100x200) et le concasseur inertiel à cône (KID-300) ont été testés comme unité de tête pour l'opération de concassage.

Au cours du travail, il est devenu clair que le concasseur inertiel à cône ne devrait fonctionner que sous un blocage de matériau, c'est-à-dire avec remplissage complet de l'entonnoir de réception. Pour un fonctionnement efficace du concasseur inertiel à cône, il existe une limite supérieure pour la taille du matériau traité. De plus gros morceaux interfèrent avec le fonctionnement normal du concasseur. Ces lacunes, dont la principale est la nécessité de mélanger des matériaux de différents fournisseurs, ont obligé à abandonner l'utilisation du KID-300 comme unité de tête pour le broyage.

L'utilisation d'un concasseur à marteaux comme unité de broyage de tête par rapport à un concasseur à mâchoires s'est avérée plus préférable en raison de sa productivité élevée dans le broyage de ferraille électronique.

Il a été constaté que les produits de concassage comprennent des fractions métalliques magnétiques et non magnétiques, qui contiennent la majeure partie de l'or, de l'argent et du palladium. Pour extraire la partie métallique magnétique du produit de broyage, un séparateur magnétique PBSTs 40/10 a été testé. Il a été constaté que la partie magnétique est principalement constituée de nickel, de cobalt, de fer (tableau 3). La productivité optimale de l'appareil a été déterminée, qui était de 3 kg / min avec l'extraction de l'or à 98,2%.

La partie métallique non magnétique du produit broyé a été séparée à l'aide d'un séparateur électrostatique ZEB 32/50. Il a été constaté que la partie métallique est principalement constituée de cuivre et de zinc. Les métaux précieux sont l'argent et le palladium. La productivité optimale de l'appareil a été déterminée, qui était de 3 kg / min avec l'extraction de l'argent à 97,8%.

Lors du tri de la ferraille électronique, il est possible de séparer sélectivement les condensateurs multicouches secs, qui se caractérisent par une teneur accrue en platine - 0,8% et en palladium - 2,8% (tableau 3).

Tableau 3

La composition des concentrés obtenus lors du tri et du traitement des déchets électroniques

Résumé de la thèse sur le thème "Mise au point d'une technologie efficace pour l'extraction des métaux non ferreux et nobles à partir de déchets d'ingénierie radio"

En tant que manuscrit

Alexey TELYAKOV

DÉVELOPPEMENT DE TECHNOLOGIE EFFICACE

RÉCUPÉRATION DES MÉTAUX NON FERREUX ET PRÉCIEUX À PARTIR DES DÉCHETS DE L'INDUSTRIE DE L'INGÉNIERIE RADIO

Spécialité 05.16.02 - Métallurgie ferreuse et non ferreuse

SAINT PETERSBOURG 2007

Le travail a été réalisé à l'Institut national d'enseignement supérieur de l'enseignement professionnel, Institut minier d'État de Saint-Pétersbourg, du nom de G.V. Plekhanov (Université technique).

Conseiller scientifique - Docteur en sciences techniques, professeur, scientifique émérite de la Fédération de Russie

La principale entreprise est le Gipronickel Institute.

La soutenance de la thèse aura lieu le 13 novembre 2007 à 14h30 lors d'une réunion du Conseil de la thèse D 212.224.03 à l'Institut minier d'État de Saint-Pétersbourg du nom de G.V. Plekhanov (Université technique) à l'adresse: 199106 Saint-Pétersbourg, 21e ligne , 2, pièce. 2205.

La thèse se trouve dans la bibliothèque de l'Institut national des mines de Saint-Pétersbourg.

Sizyakov V.M.

Opposants officiels: docteur en sciences techniques, professeur

Beloglazoe I.N.

candidat en sciences techniques, professeur agrégé

Baimakov A.Yu.

SECRÉTAIRE SCIENTIFIQUE

conseil de thèse Docteur en Sciences Techniques, Professeur Associé

V.N.BRICHKIN

DESCRIPTION GÉNÉRALE DU TRAVAIL

Pertinence du travail

La technologie moderne a besoin de plus en plus de métaux précieux. À l'heure actuelle, l'extraction de ces derniers a fortement diminué et ne répond pas à la demande, il est donc nécessaire d'utiliser toutes les possibilités de mobilisation des ressources de ces métaux et, par conséquent, le rôle de la métallurgie secondaire des métaux précieux augmente. En outre, l'extraction de Au, Ag, P1 et Pc1 contenus dans les déchets sont plus rentables que dans les minerais

L'évolution du mécanisme économique du pays, y compris le complexe militaro-industriel et les forces armées, a nécessité la création dans certaines régions du pays d'usines de traitement de la ferraille de l'industrie radioélectronique contenant des métaux précieux; dans le même temps, l'extraction maximale des métaux précieux à partir de matières premières pauvres et une diminution de la masse de résidus-résidus sont également essentielles. le fait qu'en plus de l'extraction des métaux précieux, il est possible d'obtenir en plus des métaux non ferreux, par exemple du cuivre, du nickel, de l'aluminium et autres

Objectif. Augmentation de l'efficacité de la technologie pyro-hydrométallurgique pour le traitement de la ferraille de l'industrie radioélectronique avec extraction en profondeur de l'or, de l'argent, du platine, du palladium et des métaux non ferreux

Méthodes de recherche. Pour résoudre les tâches définies, les principales études expérimentales ont été menées sur une configuration de laboratoire originale, comprenant un four avec des buses de soufflage situées radialement, qui permettent au métal fondu de tourner avec de l'air sans pulvérisation et, de ce fait, de multiplier l'alimentation de soufflage (par rapport à l'alimentation en air du métal fondu à travers des tuyaux). L'analyse des produits de concentration, de fusion et d'électrolyse a été réalisée par des méthodes chimiques. L'étude a utilisé la méthode des rayons X

microanalyse (RSMA) et analyse de phase aux rayons X (XRD).

La fiabilité des dispositions, conclusions et recommandations scientifiques est due à l'utilisation de méthodes de recherche modernes et fiables et est confirmée par une bonne convergence des résultats théoriques et pratiques.

Nouveauté scientifique

Les principales caractéristiques qualitatives et quantitatives des radioéléments contenant des métaux non ferreux et précieux ont été déterminées, ce qui permet de prédire la possibilité d'un traitement chimique et métallurgique de ferraille radioélectronique

L'effet passivant des films d'oxyde de plomb dans l'électrolyse des anodes en cuivre-nickel constituées de déchets électroniques a été établi. La composition des films est révélée et les conditions technologiques de préparation des anodes sont déterminées, garantissant l'absence d'effet passivant

La possibilité d'oxyder le fer, le zinc, le nickel, le cobalt, le plomb et l'étain à partir d'anodes en cuivre-nickel constituées de ferraille électronique a été théoriquement calculée et confirmée à la suite d'expériences de cuisson sur des échantillons de 75 kilogrammes de la fonte, ce qui fournit des indicateurs techniques et économiques élevés de la technologie de restitution des métaux précieux. l'énergie d'activation apparente pour l'oxydation dans un alliage de cuivre de plomb - 42,3 kJ / mol, étain - 63,1 kJ / mol, fer - 76,2 kJ / mol, zinc - 106,4 kJ / mol, nickel - 185,8 kJ / mol.

Une ligne technologique de test de ferraille radioélectronique a été développée, comprenant des services de démontage, de tri et d'enrichissement mécanique pour obtenir des concentrés métalliques,

Une technologie a été développée pour faire fondre la ferraille radioélectronique dans un four à induction, combinée à l'effet sur la fusion de l'oxyde

coulée de jets radial-axiaux, assurant un transfert intensif de masse et de chaleur dans la zone de fusion du métal,

La nouveauté des solutions techniques est confirmée par trois brevets de la Fédération de Russie n ° 2211420, 2003; No 2231150, 2004, No 2276196, 2006

Approbation du travail Les matériaux du travail de thèse ont été rapportés lors de la conférence internationale "Technologies et équipements métallurgiques". Avril 2003 Saint-Pétersbourg, conférence scientifique et pratique panrusse "Nouvelles technologies en métallurgie, chimie, enrichissement et écologie" Octobre 2004 Saint-Pétersbourg; Conférence scientifique annuelle de jeunes scientifiques "Les ressources minérales de la Russie et leur développement" 9 mars - 10 avril 2004 Saint-Pétersbourg, Conférence scientifique annuelle des jeunes scientifiques "Les ressources minérales de la Russie et leur développement" 13-29 mars 2006 Saint-Pétersbourg

Publications. Les principales dispositions du mémoire sont publiées en 4 ouvrages imprimés

La structure et la portée de la thèse. La thèse comprend une introduction, 6 chapitres, 3 annexes, des conclusions et une liste de références. L'ouvrage est présenté sur 176 pages de texte dactylographié, contient 38 tableaux, 28 figures. La bibliographie comprend 117 titres

L'introduction justifie la pertinence de la recherche, expose les principales dispositions pour la défense

Le premier chapitre est consacré à un examen de la littérature et des brevets dans le domaine de la technologie de traitement des déchets de l'industrie radioélectronique et des méthodes de traitement des produits contenant des métaux précieux. Sur la base de l'analyse et de la généralisation des données de la littérature, les buts et objectifs de la recherche sont formulés

Le deuxième chapitre fournit des données sur l'étude de la composition quantitative et matérielle de la ferraille radioélectronique

Le troisième chapitre est consacré au développement d'une technologie de moyennage des déchets électroniques et d'obtention de concentrés métalliques pour l'enrichissement de REL.

Le quatrième chapitre présente des données sur le développement de la technologie pour l'obtention de concentrés métalliques de ferraille radioélectronique avec l'extraction de métaux précieux

Le cinquième chapitre décrit les résultats d'essais semi-industriels sur la fusion de concentrés métalliques de ferraille radioélectronique avec transformation ultérieure en cuivre cathodique et boues de métaux précieux.

Le sixième chapitre examine la possibilité d'améliorer les indicateurs techniques et économiques des processus développés et testés à l'échelle pilote.

DISPOSITIONS DE BASE PROTÉGÉES

1. Les études physicochimiques de nombreux types de ferraille électronique justifient la nécessité d'opérations préliminaires de démantèlement et de tri des déchets avec enrichissement mécanique ultérieur, ce qui fournit une technologie rationnelle de traitement des concentrés résultants avec libération de métaux non ferreux et nobles.

Sur la base de l'étude de la littérature scientifique et des études préliminaires, les opérations de tête suivantes pour le traitement de la ferraille radioélectronique-1 ont été examinées et testées. fonte de ferraille dans un four électrique,

2 lixiviation de ferraille dans des solutions acides;

3 grillage des ferrailles, suivi de la fusion électrique et de l'électrolyse des produits semi-finis, y compris les métaux non ferreux et précieux,

4 enrichissement physique des ferrailles, suivi de la fusion électrique des anodes et du traitement des anodes en cuivre cathodique et boues de métaux nobles.

Les trois premières méthodes ont été rejetées en raison de difficultés environnementales qui s'avèrent insurmontables lors de l'utilisation des opérations de tête considérées

La méthode d'enrichissement physique a été développée par nos soins et consiste dans le fait que la matière première entrante est envoyée pour un démontage préliminaire.A ce stade, les unités contenant des métaux précieux sont extraites des ordinateurs et autres équipements électroniques (tableaux 1, 2) Les matériaux qui ne contiennent pas de métaux précieux sont envoyés pour extraction métaux non ferreux Matériaux contenant des métaux précieux (cartes de circuits imprimés, connecteurs, fils, etc.) triés pour retirer les fils d'or et d'argent, broches plaquées or sur les connecteurs côté PCB et autres pièces en métaux précieux Ces pièces peuvent être recyclées séparément

Tableau 1

Balance des équipements électroniques sur le site du 1er démontage

N ° Nom du produit intermédiaire Quantité, kg Contenu,%

1 Entré pour le traitement Racks d'appareils électroniques, machines, équipements de commutation 24000,0 100

2 3 Reçus après traitement Déchets électroniques sous forme de cartes, connecteurs, etc. Déchets de métaux non ferreux et ferreux, exempts de métaux nobles, de plastique, de verre organique Total 4100,0 19900,0 17,08 82,92

Tableau 2

Balance de ferraille électronique dans la 2ème zone de démontage et de tri

p / p Nom du produit intermédiaire Quantité Contient

état, kg,%

Reçu pour traitement

1 Déchets électroniques sous forme de (connecteurs et cartes) 4100,0 100

Reçu après séparation manuelle

démontage et tri

2 connecteurs 395,0 9,63

3 Pièces radio 1080,0 26,34

4 cartes sans composants ni accessoires radio (à partir de 2015,0 49,15

yang jambes de composants radio et à midi co-

conserver les métaux précieux)

Loquets, broches, guides de carte (ele-

5 cents ne contenant pas de métaux précieux) 610,0 14,88

Total 4100,0 100

Pièces telles que les connecteurs sur une base thermodurcie et thermoplastique, les connecteurs sur les cartes, les petites cartes en faux getinax ou en fibre de verre avec des composants et des pistes radio séparés, des condensateurs variables et constants, des microcircuits sur une base en plastique et en céramique, des résistances, des prises en céramique et en plastique pour tubes radio , fusibles, antennes, interrupteurs et interrupteurs, peuvent être recyclés par des techniques d'enrichissement.

Le concasseur à marteaux MD 2x5, le concasseur à mâchoires (DShch 100x200) et le concasseur inertiel à cône (KID-300) ont été testés comme unité de tête pour l'opération de concassage.

Au cours des travaux, il est devenu clair que le concasseur inertiel à cône ne devait fonctionner que sous un blocage de matériau, c'est-à-dire avec un remplissage complet de l'entonnoir de réception. Il existe une limite supérieure à la taille du matériau traité pour un fonctionnement efficace du concasseur à cône inertiel Les plus gros morceaux interfèrent avec le fonctionnement normal du concasseur. Ces inconvénients, le principal étant la nécessité de mélanger des matériaux de différents

fournisseurs, ont été contraints d'abandonner l'utilisation du KID-300 comme unité de tête pour le broyage.

L'utilisation d'un concasseur à marteaux comme unité de broyage de tête par rapport à un concasseur à mâchoires s'est avérée plus préférable en raison de sa productivité élevée dans le broyage de ferraille électronique.

Il a été constaté que les produits de concassage comprennent des fractions métalliques magnétiques et non magnétiques, qui contiennent la majeure partie de l'or, de l'argent et du palladium. Pour extraire la partie métallique magnétique du produit de broyage, un séparateur magnétique PBSTs 40/10 a été testé.Il a été constaté que la partie magnétique est principalement constituée de nickel, cobalt, fer (Tableau 3) La productivité optimale de l'appareil a été déterminée, qui était de 3 kg / min lors de l'extraction de l'or 98,2 %

La partie métallique non magnétique du produit broyé a été séparée à l'aide d'un séparateur électrostatique ZEB 32/50. On a constaté que la partie métallique est principalement constituée de cuivre et de zinc. Les métaux précieux sont l'argent et le palladium. La productivité optimale de l'appareil a été déterminée, qui était de 3 kg / min avec l'extraction de l'argent à 97,8%.

Lors du tri des déchets électroniques, il est possible de séparer sélectivement les condensateurs multicouches secs, caractérisés par une teneur accrue en platine - 0,8% et en palladium - 2,8% (tableau 3)

Tableau 3

La composition des concentrés obtenus lors du tri et du traitement des déchets électroniques

Si No. Co 1xx Re AN Ai Ps1 14 Autre montant

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Concentrés d'argent-palladium

1 64,7 0,02 cl 21,4 s 2,4 cl 0,3 0,006 11,8 100,0

2 77,3 0,7 0,03 4,5 0,7 0,3 1,3 0,5 0,01 19,16 100,0

Concentrés magnétiques

3 cl 21,8 21,5 0,02 36,3 cl 0,6 0,05 0,01 19,72 100,0

Concentrés de condensateurs

4 0,2 0,59 0,008 0,05 1,0 0,2 non 2,8 0,8 M £ 0-14,9 CaO-25,6 Sn-2,3 Pb-2,5 11203-49, 5 100,0

Fig.1 Schéma technologique d'agrégation d'enrichissement de ferraille radioélectronique

1- broyeur à marteaux MD-2x5; Concasseur à 2 cylindres 210 DR, tamis vibrant à 3 VG-50, séparateur à 4 maguggy PBSTs-40 / Yu; 5- Séparateur électrostatique ZEB-32/50

2. La combinaison des procédés de fusion des concentrés REL et d'électrolyse des anodes en cuivre-nickel obtenues constitue la base de la technologie de concentration des métaux précieux dans des boues adaptées au traitement par des méthodes standard; pour augmenter l'efficacité du procédé à l'étape de fusion, le scories des impuretés REL est réalisée dans un appareil avec des buses de soufflage situées radialement.

L'analyse physico-chimique des pièces de ferraille électronique a montré que la base des pièces en contient jusqu'à 32 élément chimique, tandis que le rapport du cuivre à la somme des éléments restants est de 50-M50 50-40.

Concentrés REL SHOya

Y .......................... ■ .- ... I II. "H

Lessivage

xGpulpa

Filtration

I Solution I Sédiment (Au, VP, Ad, Si, N1) - ■ pour la production d'Au

Dépôt d'Ag

Filtration

Solution d'élimination ^ Cu + 2, M + 2,2n + \\ PcG2

"Tad sur alcaline ▼ pl

Fig 2 Schéma d'extraction des métaux précieux avec lixiviation du concentré

La plupart des concentrés obtenus lors du tri et de l'enrichissement étant présentés sous forme métallique, un schéma d'extraction avec lixiviation en solutions acides a été testé. Le circuit illustré à la figure 2 a été testé pour produire 99,99% d'or pur et 99,99% d'argent pur. La récupération de l'or et de l'argent était de 98,5% et 93,8%, respectivement. Pour extraire le palladium des solutions, nous avons étudié le processus de sorption sur une fibre synthétique échangeuse d'ions AMPAN N / 804.

Les résultats de la sorption sont présentés sur la figure 3. La capacité de sorption de la fibre était de 6,09%.

Fig. 3. Résultats de la sorption du palladium sur fibre synthétique

La forte agressivité des acides minéraux, la récupération relativement faible d'argent et la nécessité de disposer d'une grande quantité de solutions de déchets réduisent les possibilités d'utiliser cette méthode avant de traiter les concentrés d'or (la méthode est inefficace pour traiter tout le volume de concentrés de ferraille radioélectronique).

Étant donné que les concentrés sont quantitativement dominés par les concentrés à base de cuivre (jusqu'à 85% de la masse totale) et que la teneur en cuivre de ces concentrés est de 50 à 70%, en laboratoire uelo-

la possibilité de traiter le concentré basé sur la fusion en anodes de cuivre-nickel avec leur dissolution ultérieure a été testée.

Concentrés de ferraille électroniques

Électrolyte I- \\

- [Électrolyse |

Boue de métaux nobles cathodiques cuivre

Fig.4 Schéma d'extraction des métaux nobles avec fusion sur anodes cuivre-nickel et électrolyse

Les concentrés ont été fondus dans un four Tamman dans des creusets en graphite-chamotte, la masse de fusion était de 200 g. Les concentrés à base de cuivre ont été fondus sans complications. Leur point de fusion est compris entre 1200 et 1250 ° C. Les concentrés à base de fer-nickel nécessitent une température de 1300-1350 ° C pour la fusion. La fusion industrielle réalisée à une température de 1300 ° C dans un four à induction avec un creuset de 100 kg a confirmé la possibilité de fusion des concentrés lorsque la composition en vrac des concentrés concentrés est amenée à la fusion.

contient 40 g / l de cuivre, 35 g / l de H2804. Composition chimique l'électrolyte, les boues et les sédiments cathodiques sont indiqués dans le tableau 4

À la suite des tests, il a été constaté que lors de l'électrolyse d'anodes constituées de fractions métallisées d'un alliage de ferraille électronique, l'électrolyte utilisé dans le bain d'électrolyse est appauvri en cuivre et que le nickel, le zinc, le fer et l'étain s'y accumulent sous forme d'impuretés.

Il a été constaté que le palladium dans des conditions d'électrolyse est divisé en tous les produits d'électrolyse, de sorte que dans l'électrolyte, la teneur en palladium peut atteindre 500 mg / l, la concentration à la cathode atteint 1,4%. Une plus petite partie du palladium pénètre dans la boue. L'étain s'accumule dans la boue, ce qui complique son traitement ultérieur sans élimination préalable de l'étain. Le plomb passe dans la boue et complique également son traitement. La passivation de l'anode est observée.L'analyse structurelle et chimique aux rayons X de la partie supérieure des anodes passivées a montré que la cause du phénomène observé est l'oxyde de plomb.

Puisque le plomb présent dans l'anode est sous une forme métallique, les processus suivants ont lieu au niveau de l'anode.

Pb - 2e \u003d Pb2 +

20H - 2e \u003d H20 + 0,502 804 "2 - 2e \u003d 8<Э3 + 0,502

Avec une concentration insignifiante d'ions fistule dans l'électrolyte d'acide sulfurique, son potentiel normal est le plus négatif, par conséquent, du sulfate de plomb se forme à l'anode, ce qui réduit la surface de l'anode, ce qui augmente la densité du courant d'anode, ce qui contribue à l'oxydation du plomb divalent en ions tétravalents

Pb2 + - 2e \u003d Pb4 +

À la suite de l'hydrolyse, PIO2 est formé par réaction.

Pb (804) 2 + 2H20 \u003d Pb02 + 2H2804

Tableau 4

Résultats de la dissolution de l'anode

N ° Nom du produit Contenu,%, g / l

Si Non. So Xn Be Mo R<1 Аи РЬ Бп

1 Anode,% 51,2 11,9 1,12 14,4 12,4 0,5 0,03 0,6 0,15 3,4 2,0 \u200b\u200b2,3

2 Dépôt cathodique,% 97,3 0,2 0,03 0,24 0,4 \u200b\u200bnon cl 1,4 0,03 0,4 non non

3 Électrolyte, g / l 25,5 6,0 0,4 9,3 8,8 0,9 cl 0,5 0,001 0,5 non 2,9

4 Boues,% 31,1 0,3 cl 0,5 0,2 2,5 cl 0,7 1,1 27,5 32,0 4,1

L'oxyde de plomb crée une couche protectrice sur l'anode, ce qui empêche l'anode de se dissoudre davantage. Le potentiel électrochimique de l'anode était de 0,7 V, ce qui conduit au transfert des ions palladium dans l'électrolyte et à sa décharge ultérieure à la cathode

L'ajout d'ion chlore à l'électrolyte a permis d'éviter le phénomène de passivation, mais cela n'a pas résolu le problème de l'utilisation de l'électrolyte et n'a pas garanti l'utilisation de la technologie standard de traitement des boues.

Les résultats obtenus ont montré que la technologie prévoit le traitement de la ferraille électronique, mais elle peut être significativement améliorée sous les conditions d'oxydation et de scories des impuretés d'un groupe de métaux (nickel, zinc, fer, étain, plomb) de ferraille électronique lors de la fusion du concentré.

Des calculs thermodynamiques, effectués en supposant que l'air oxygène pénètre sans restriction dans le bain du four, ont montré que des impuretés telles que Fe, Xn, A1, Bn et Pb peuvent être oxydées dans le cuivre Des complications thermodynamiques lors de l'oxydation se produisent avec le nickel Concentrations résiduelles de nickel - 9 , 37% lorsque la teneur en cuivre dans la masse fondue est de 1,5% Cu20 et 0,94% lorsque la teneur dans la masse fondue est 12,0% Cu20.

Une vérification expérimentale a été effectuée sur un four de laboratoire d'une masse de creuset de 10 kg pour le cuivre avec des buses de soufflage situées radialement (tableau 5), permettant au métal fondu de tourner avec de l'air sans pulvérisation et, de ce fait, de multiplier l'alimentation de soufflage (par rapport à l'alimentation en air du métal fondu par des tuyaux )

Des études en laboratoire ont établi qu'un rôle important dans l'oxydation du concentré métallique appartient à la composition du laitier.Lors de la réalisation de fondus avec fondant avec du quartz, l'étain ne passe pas en laitier et la transition du plomb est difficile. toutes les impuretés

Tableau 5

Résultats de la fusion du concentré de métal de déchets radioélectriques avec des buses de soufflage situées radialement en fonction du temps de soufflage

No. Nom du produit Composition,%

Si No. Fe rn Pb Bp Ad Ai M Autres Total

1 Alliage initial 60,8 8,5 11,0 9,5 0,1 3,0 2,5 4,3 0,10 0,2 0,0 100,0

2 Alliage après 15 minutes de soufflage 69,3 6,7 3,5 6,5 0,07 0,4 0,8 4,9 0,11 0,22 7,5 100,0

3 Alliage après 30 minutes de purge 75,1 5,1 0,1 4,7 0,06 0,3 0,4 5,0 0,12 0,25 8,87 100,0

4 Alliage après 60 minutes de purge 77,6 3,9 0,05 2,6 0,03 0,2 0,09 5,2 0,13 0,28 9,12 100,0

5 Alliage après 120 minutes de purge 81,2 2,5 0,02 1,1 0,01 0,1 0,02 5,4 0,15 0,30 9,2 100,0

Les chaleurs montrent que 15 minutes de soufflage à travers les buses de soufflage sont suffisantes pour éliminer une partie importante des impuretés. L'énergie d'activation apparente de la réaction d'oxydation dans l'alliage de cuivre du plomb a été déterminée - 42,3 kJ / mol, étain - 63,1 kJ / mol, fer - 76,2 kJ / mol, zinc - 106,4 kJ / mol, nickel - 185,8 kJ / mol

Des études sur la dissolution anodique des produits de fusion ont montré qu'il n'y a pas de passivation d'anode lors de l'électrolyse de l'alliage dans l'électrolyte d'acide sulfurique après une purge de 15 minutes. L'électrolyte n'est pas appauvri en cuivre et n'est pas enrichi par les impuretés qui sont passées dans les boues lors de la fusion, ce qui garantit son utilisation répétée. Il n'y a pas de plomb ni d'étain dans les boues, ce qui permet d'utiliser la technologie standard de traitement des boues selon le schéma de dégrossissage des boues - "fusion alcaline pour alliage or-argent

Sur la base des résultats de la recherche, des unités de four avec buses de soufflage situées radialement ont été développées, fonctionnant en mode batch pour 0,1 kg, 10 kg, 100 kg de cuivre, assurant le traitement de lots de ferraille électronique de différentes tailles. Dans le même temps, toute la ligne de traitement extrait les métaux précieux sans combiner lots de différents fournisseurs, qui permet un calcul financier précis des métaux livrés. Sur la base des résultats des tests, les données initiales pour la construction d'une usine de traitement du REL d'une capacité de 500 kg d'or par an ont été développées. Le projet de l'entreprise a été achevé.

1 Les fondements théoriques de la méthode de traitement des déchets industriels radioélectriques avec extraction en profondeur des métaux nobles et non ferreux ont été développés.

1 1 Les caractéristiques thermodynamiques des principaux processus d'oxydation des métaux dans un alliage de cuivre ont été déterminées, ce qui permet de prédire le comportement des métaux et impuretés mentionnés

1 2 Les valeurs de l'énergie apparente d'activation de l'oxydation dans l'alliage de cuivre de nickel - 185,8 kJ / mol, zinc - 106,4 kJ / mol, fer - 76,2 kJ / mol, étain 63,1 kJ / mol, plomb 42,3 kJ / mol.

2 Une technologie pyrométallurgique a été développée pour traiter les déchets de l'industrie radioélectronique pour obtenir un alliage or-argent (métal Dore) et un concentré de platine-palladium.

2.1 Les paramètres technologiques (temps de concassage, productivité de la séparation magnétique et électrostatique, degré d'extraction des métaux) d'enrichissement physique du REL selon le schéma de broyage - "séparation magnétique -" séparation électrostatique ont été établis, ce qui permet d'obtenir des concentrés de métaux nobles avec une composition quantitative et qualitative prédite

2 2 Les paramètres technologiques (température de fusion, débit d'air, degré de transfert des impuretés dans le laitier, composition du laitier de raffinage) de la fusion oxydante de concentrés dans un four à induction avec alimentation en air de la masse fondue par des tuyères radial-axiales ont été déterminés; des unités à tuyères radial-axiales de différentes capacités ont été développées et testées

3 Sur la base des études réalisées, une usine pilote de traitement de ferraille électronique a été fabriquée et mise en production, comprenant une section de broyage (concasseur MD2x5), séparation magnétique et électrostatique (PBST 40/10 et ZEB 32/50), fusion dans un four à induction (PI 50 / 10) avec un générateur SCHG 1-60 / 10 et une unité de fusion avec des tuyères radiales-axiales, la dissolution électrochimique des anodes et le traitement des boues de métaux nobles, l'effet de la «passivation» de l'anode a été étudié, l'existence d'une forte dépendance extrême de la teneur en plomb dans une anode en cuivre-nickel a été établie en ferraille électronique, qui doit être prise en compte lors du contrôle du processus de fusion radiale-axiale oxydante

4. À la suite de tests semi-industriels de la technologie de traitement de la ferraille électronique, les données initiales ont été élaborées.

pour la construction d'une usine de traitement des déchets de l'industrie radioélectrique

5. L'effet économique attendu de la mise en œuvre des développements de la thèse, calculé pour une capacité en or de 500 kg / an, est d'environ 50 millions de roubles. avec une période de récupération de 7 à 8 mois

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2 Telyakov AN Les résultats des tests de la technologie de traitement de la ferraille radioélectronique / AN Telyakov, LV Ikonin // Notes de l'Institut des mines. T 179 2006

3 Telyakov A.N. Enquête sur l'oxydation des impuretés du concentré métallique de ferraille radioélectronique // Notes de l'Institut des mines T 179 2006

4 Telyakov A.N. Technology of radioelectronic industry waste processing / A.N. Telyakov, D. V. Gorlenkov, E.Yu. Georgieva // Métaux non ferreux №6 2007.

RIC SPGGI 08109 2007 3424 Т 100 spécimens 199106 Saint-Pétersbourg, 21e ligne, 2

INTRODUCTION

Chapitre 1. REVUE DE LA LITTÉRATURE.

Chapitre 2. ETUDE DES SUBSTANCES

RADIO ÉLECTRONIQUE SCRAP.

Chapitre 3. DEVELOPPEMENT DE LA TECHNOLOGIE MOYENNE

RADIO ÉLECTRONIQUE SCRAP.

3.1. Torréfaction de ferraille électronique.

3.1.1. Informations sur les plastiques.

3.1.2. Calculs technologiques pour l'utilisation des gaz de combustion.

3.1.3. Tir de ferraille électronique en manque d'air.

3.1.4. Torréfaction de ferraille électronique dans un four tubulaire.

3.2 Méthodes physiques de traitement des déchets radioélectriques.

3.2.1. Description de la zone de concentration.

3.2.2. Diagramme de flux de processus de la section d'enrichissement.

3.2.3. Développement de la technologie d'enrichissement dans les unités industrielles.

3.2.4. Détermination de la productivité des unités de la section d'enrichissement lors du traitement de la ferraille électronique.

3.3. Essais industriels d'enrichissement de ferraille radioélectronique.

3.4. Conclusions du chapitre 3.

Chapitre 4. DÉVELOPPEMENT DE TECHNOLOGIE POUR LE TRAITEMENT DES CONCENTRÉS DE FERRAILLE RADIO-ÉLECTRONIQUE.

4.1. Recherche sur le traitement des concentrés REL dans des solutions acides.

4.2. Test de la technologie d'obtention d'or et d'argent concentrés.

4.2.1. Test de la technologie pour obtenir de l'or concentré.

4.2.2. Test de la technologie pour obtenir de l'argent concentré.

4.3. Recherche en laboratoire sur l'extraction de l'or et de l'argent REL par fusion et électrolyse.

4.4. Développement d'une technologie d'extraction du palladium à partir de solutions d'acide sulfurique.

4.5. Conclusions pour le chapitre 4.

Chapitre 5. ESSAIS SEMI-INDUSTRIELS DE FUSION ET D'ÉLECTROLYSE DES CONCENTRÉS RADIO-ÉLECTRONIQUES DE FERRAILLE.

5.1. Fusion de concentrés métalliques REL.

5.2. Electrolyse des produits de fusion REL.

5.3. Conclusions du chapitre 5.

Chapitre 6. ETUDE DE L'OXYDATION DES IMPURETES LORS DE LA FUSION D'UNE FERRAILLE RADIO-ELECTRONIQUE.

6.1. Calculs thermodynamiques de l'oxydation des impuretés REL.

6.2. Etude de l'oxydation des impuretés dans les concentrés REL.

6.3. Essais semi-industriels pour la fusion oxydative et l'électrolyse des concentrés REL.

6.4. Conclusions du chapitre.

introduction 2007, mémoire sur la métallurgie, Telyakov, Alexey Nailevich

Pertinence du travail

La technologie moderne a besoin de plus en plus de métaux précieux. À l'heure actuelle, la production de ce dernier a fortement diminué et ne répond pas aux besoins, il est donc nécessaire d'utiliser toutes les possibilités de mobilisation des ressources de ces métaux et, par conséquent, le rôle de la métallurgie secondaire des métaux précieux augmente. De plus, la valorisation de Au, Ag, Pt et Pd contenus dans les déchets est plus rentable que celle des minerais.

L'évolution du mécanisme économique du pays, y compris le complexe militaro-industriel et les forces armées, a nécessité la création dans certaines régions du pays de complexes de traitement de ferraille de l'industrie radioélectronique contenant des métaux précieux. Dans le même temps, il est impératif de maximiser l'extraction des métaux précieux à partir de matières premières pauvres et de réduire la masse de résidus-résidus. Il est également important qu'en plus de l'extraction des métaux précieux, vous puissiez obtenir en plus des métaux non ferreux, par exemple du cuivre, du nickel, de l'aluminium et autres.

L'objectif de ce travail est de développer une technologie d'extraction de l'or, de l'argent, du platine, du palladium et des métaux non ferreux des déchets radioélectroniques et des déchets industriels des entreprises.

Les principales dispositions de la défense

1. Le tri préliminaire des REL avec enrichissement mécanique ultérieur assure la production d'alliages métalliques avec une extraction accrue des métaux précieux qu'ils contiennent.

2. L'analyse physico-chimique des pièces de ferraille électronique a montré que jusqu'à 32 éléments chimiques sont présents dans la base des pièces, alors que le rapport du cuivre à la somme des éléments restants est de 50-r60: 50-J0.

3. Le faible potentiel de dissolution des anodes en cuivre-nickel obtenu lors de la fusion de ferraille radioélectronique offre la possibilité d'obtenir des boues de métaux nobles aptes à être transformées en technologie standard.

Méthodes de recherche. Laboratoire, laboratoire à grande échelle, tests industriels; l'analyse des produits de concentration, de fusion, d'électrolyse a été réalisée par des méthodes chimiques. Pour l'étude, nous avons utilisé la méthode de microanalyse spectrale des rayons X (RSMA) et d'analyse de phase aux rayons X (XRF) en utilisant l'installation DRON-Ob.

La validité et la fiabilité des déclarations, conclusions et recommandations scientifiques sont dues à l'utilisation de méthodes de recherche modernes et fiables et sont confirmées par la bonne convergence des résultats d'études complexes réalisées en laboratoire, en laboratoire à grande échelle et dans des conditions industrielles.

Nouveauté scientifique

Les principales caractéristiques qualitatives et quantitatives des radioéléments contenant des métaux non ferreux et précieux ont été déterminées, ce qui permet de prédire la possibilité d'un traitement chimique et métallurgique des ferrailles radioélectroniques.

L'effet passivant des films d'oxyde de plomb dans l'électrolyse des anodes en cuivre-nickel constituées de déchets électroniques a été établi. La composition des films est révélée et les conditions technologiques de préparation des anodes sont déterminées, garantissant l'absence de la condition de l'effet passivant.

La possibilité d'oxydation du fer, du zinc, du nickel, du cobalt, du plomb et de l'étain à partir d'anodes en cuivre-nickel fabriquées à partir de déchets électroniques a été théoriquement calculée et confirmée à la suite d'expériences de cuisson sur des échantillons de 75 kilogrammes de la fonte, ce qui fournit des indicateurs techniques et économiques élevés de la technologie de restitution des métaux précieux.

La signification pratique du travail

Une ligne technologique de test de ferraille radioélectronique a été développée, comprenant des départements de démontage, de tri, d'enrichissement mécanique de la fonte et d'analyse des métaux précieux et non ferreux;

Une technologie a été développée pour faire fondre la ferraille radioélectronique dans un four à induction, combinée à l'action de jets oxydants radial-axiaux sur la masse fondue, qui assurent un échange intensif de masse et de chaleur dans la zone de fusion du métal;

Un schéma technologique de traitement des rebuts radioélectroniques et des déchets technologiques des entreprises a été développé et testé à l'échelle industrielle pilote, ce qui garantit un traitement individuel et un règlement avec chaque fournisseur REL.

Approbation de travail. Les matériaux du travail de thèse ont été rapportés: lors de la Conférence internationale "Technologies et équipements métallurgiques", avril 2003, Saint-Pétersbourg; Conférence scientifique et pratique panrusse "Nouvelles technologies en métallurgie, chimie, enrichissement et écologie", octobre 2004, Saint-Pétersbourg; conférence scientifique annuelle de jeunes scientifiques "Les ressources minérales de la Russie et leur développement" 9 mars - 10 avril 2004, Saint-Pétersbourg; conférence scientifique annuelle de jeunes scientifiques "Les ressources minérales de la Russie et leur développement" 13-29 mars 2006, Saint-Pétersbourg.

Publications. Les principales dispositions du mémoire ont été publiées dans 7 ouvrages publiés, dont 3 brevets d'invention.

Les matériaux de ce travail présentent les résultats de la recherche en laboratoire et du traitement industriel des déchets contenant des métaux précieux aux étapes du démontage, du tri et de l'enrichissement de la ferraille électronique, de la fusion et de l'électrolyse, réalisés dans les conditions industrielles de l'entreprise SKIF-3 sur les sites du Centre scientifique russe "Chimie appliquée" et d'une usine mécanique leur. Karl Liebknecht.

Conclusion thèse sur "Développement d'une technologie efficace pour l'extraction de métaux non ferreux et précieux à partir de déchets d'ingénierie radio"

CONCLUSIONS SUR LE TRAVAIL

1. Sur la base de l'analyse de sources littéraires et d'expériences, une méthode prometteuse de traitement de la ferraille radioélectronique a été mise au jour, comprenant le tri, l'enrichissement mécanique, la fusion et l'électrolyse des anodes en cuivre-nickel.

2. Une technologie de test de ferraille radioélectronique a été développée, qui permet de traiter séparément chaque lot technologique d'un fournisseur avec une détermination quantitative des métaux.

3. Sur la base de tests comparatifs de 3 dispositifs de meulage de tête (concasseur à cône inertiel, concasseur à mâchoires, concasseur à marteaux), un concasseur à marteaux est recommandé pour une mise en œuvre industrielle.

4. Sur la base des recherches effectuées, une usine pilote de traitement de ferraille électronique a été fabriquée et mise en production.

5. Dans des expériences de laboratoire et industrielles, l'effet de la "passivation" de l'anode a été étudié. L'existence d'une forte dépendance extrême de la teneur en plomb dans une anode en cuivre-nickel en ferraille radioélectronique a été établie, ce qui doit être pris en compte lors du contrôle du processus de fusion radiale-axiale oxydante.

6. À la suite d'essais semi-industriels de la technologie de traitement de la ferraille radioélectronique, les données initiales ont été développées pour la construction d'une usine de traitement des déchets de l'industrie de l'ingénierie radio.

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