Oblasť činnosti (technológia), do ktorej opísaný vynález patrí
Vynález sa týka oblasti hydrometalurgie a je možné ho použiť na extrakciu drahých kovov z elektronického a elektrického odpadu (elektronický šrot), hlavne z elektronických dosiek modernej mikroelektroniky.
PODROBNÝ OPIS VYNÁLEZU
Moderné metódy spracovania šrotu elektronických a elektronických zariadení sú založené na mechanickom obohacovaní surovín vrátane operácie manuálnej demontáže, ak materiály nie je možné previesť na základe ich vlastností a zloženia do homogénneho stavu. Po drvení sa šrotové zložky separujú magnetickou a elektrostatickou separáciou, po ktorej nasleduje hydrometalurgická alebo pyrometalurgická extrakcia užitočných zložiek.
Nevýhody tejto metódy sú spojené s nemožnosťou oddeliť takto nezabalené prvky od dosiek plošných spojov moderných počítačov obsahujúcich väčšinu drahých kovov. Vďaka miniaturizácii výrobkov a minimalizácii obsahu drahých kovov v nich je ich množstvo rovnomerne rozložené po celej hmote surovín po rozomletí, čo spôsobuje, že ďalšie spracovanie je neúčinné - nízke rýchlosti zhodnocovania v štádiu hydro-pyrometalurgického spracovania.
Známa hydrometalurgická metóda lúhovania drahých kovov zo šrotu elektronických zariadení s kyselinou dusičnou. Podľa tejto metódy sa šrot vylúhuje 30 až 60% kyselinou dusičnou za stáleho miešania po dobu dostatočnú na dosiahnutie koncentrácie medi v roztoku rovnajúcej sa 150 g / l. Potom sa z výslednej buničiny oddelia plastové častice, buničina sa spracuje kyselinou sírovou, čím sa jej koncentrácia zvýši na 40%, oxidy dusíka sa oddestilujú, absorbujú a neutralizujú sa v špeciálnej kolóne. Súčasne kryštalizujú sírany meďnaté, vyzráža sa zlato a kyselina cínová. Potom sa z výslednej buničiny oddelí roztok a oddelia sa od neho striebro a platinoidy cementáciou s meďou a premytá zrazenina sa roztaví, čím sa získajú guľôčky zlata (GDR, patent 253948 z 01.10.86) "VEB Bergbau und Huffen Kombinat" Albert Funk "). Nevýhody tejto metódy sú:
- nadmerne veľká hmota drveného šrotu, ktorá bola podrobená ošetreniu kyselinou dusičnou v dôsledku jej dvoj- až trojnásobného zvýšenia v dôsledku prebrúsenia plastového substrátu, na ktorý sú pripevnené elektronické súčiastky, pretože ich manuálne oddeľovanie vyžaduje veľké mzdové náklady;
- veľmi vysoká spotreba chemikálií spojená s potrebou ošetriť väčšie množstvo drveného šrotu kyselinami a rozpustiť všetky balastné kovy;
- nízky obsah zlata a striebra s vysokým obsahom súvisiacich nečistôt v kale podrobenom rafinácii;
- uvoľňovanie toxínov do ovzdušia a ich kontaminácia ovzduším v dôsledku uvoľňovania toxínov počas chemickej deštrukcie plastov silnými kyslými roztokmi pri zvýšených teplotách.
Najbližšie k navrhovanému vynálezu je spôsob extrakcie zlata a striebra z odpadu z elektronického a elektrotechnického priemyslu kyselinou dusičnou s oddeľovaním elektronických častí. Preto je touto metódou šrot spracovaný s 30% kyselinou dusičnou pri 50-70 ° C pred oddelením „pripojených“ častí elektronických obvodov, ktoré sú potom rozdrvené a spracované roztokmi kyseliny dusičnej, ktoré sa po spracovaní východiskového stavu ďalej spevnia. materiálu na počiatočnú koncentráciu a spracovávajú sa pri teplote 90 ° C dve hodiny a potom pri teplote varu roztoku, kým nie je úplne denitrovaný, aby sa získal roztok obsahujúci ušľachtilé kovy (patent RF 2066698, trieda C22B 7/00). , C22B 11/00, zverejnené -1996).
Nevýhody tejto metódy sú: vysoká spotreba činidiel na rozpúšťanie balastných kovov; nenávratná strata zlata spolu s cínom a olovom; vysoké náklady na energiu pre operácie odparovania a denitácie; nenávratné straty paládia, platiny;
Rnrnrn rnrnrn rnrnrn
v prvej etape procesu sa tvoria extrémne zle filtrovateľné zrazeniny kyseliny meta-cínu obsahujúce zlato. Vyjasnenie výrobného riešenia pre následné použitie v technologickej schéme ťažby drahých kovov si vyžaduje veľmi veľkú časovú investíciu, ktorá znemožňuje implementáciu procesu v technologickej praxi.
Technickým výsledkom navrhovaného vynálezu je odstránenie vyššie uvedených nevýhod.
Tieto nevýhody odstraňuje skutočnosť, že na oddelenie namontovaných a nebalených častí elektronických obvodov dosiek plošných spojov od plastových „nosných“ dosiek sa cínová spájka rozpustí v 5 - 20% roztoku kyseliny metánsulfónovej s prísadami oxidačné činidlo pri teplote 70 - 90 ° C počas dvoch hodín a zavádzanie oxidačného činidla vo fáze rozpúšťania spájky s kyselinou metánsulfónovou sa vykonáva po častiach, až kým sa nedosiahne oxidačno-redukčný potenciál (ORP) média. dosiahnuté na úrovni najviac 250 mV, potom sa plastové („nosné“ platne) odstránia, umyjú a prenesú na ďalšiu likvidáciu, oddelia sa na mriežke namontované a nebalené časti, mikroobvody, ktoré sa premyjú roztokom kyseliny metánsulfónovej, sušené, drvené na veľkosť 0,5 mm, rozdelené na magnetickom separátore na dve frakcie - magnetickú a nemagnetickú - a spracované frakčnou hydrometalurgickou metódou a magnetická frakcia je spracovaná metódou jód - jodid a nemagnetickou - " vodka-aqua “, a osa Suspendovaná suspenzia metanolovej kyseliny v roztoku kyseliny metánsulfónovej s prímesami zlata a olova sa zráža varom po dobu 30 - 40 minút, filtruje sa, filtrovaná zrazenina sa premyje horúcou vodou, suší sa a kalcinuje, kým sa nezíska oxid cínatý obsahujúci zlato. nasledovaná extrakciou zlata z neho jód-jodidovou metódou a z filtrátu obsahujúceho olovo sa vyzráža síran olovnatý, výsledná suspenzia sa prefiltruje, filtrát kyseliny metánsulfónovej sa po úprave znovu použije vo fáze rozpúšťania spájky, ak je obsah kyseliny metánsulfónovej nižší ako 5%, výrazne sa zníži rýchlosť rozpúšťania spájky, keď je obsah vyšší ako 20%, pozoruje sa intenzívny rozklad oxidačného činidla, redoxný potenciál sa udržiava na maximálnej úrovni menej ako 250 mV, pretože pri hodnotách nad 250 mV sa meď intenzívne rozpúšťa a pod spomalením procesu rozpúšťania cínovej spájky sa oxidačné činidlo zavádza pri teplote 70 - 90 ° C, pretože pri teplote nad deväť 0 ° С, je pozorovaný intenzívny rozklad kyseliny dusičnej, pri teplotách pod 70 ° С nie je možné spájku úplne rozpustiť.
Príklad. Na spracovanie sa dodáva 100 kg elektronických dosiek plošných spojov osobných počítačov generácie „Pentium“ (základné dosky). Do kúpeľa s objemom 200 litrov vybaveného vyhrievacím plášťom, do sieťového koša s komôrkou s rozmermi 50 × 50 mm sa naloží 25 kg dosiek s plošnými spojmi a naleje sa 150 litrov 20% kyseliny metánsulfónovej. Proces sa uskutočňuje trepaním koša pri teplote 70 ° C po dobu dvoch hodín s dávkovanou injekciou (vždy 200 ml) oxidačného činidla, aby sa udržal ORP roztoku na hladine 250 mV. Výsledkom je úplné rozpustenie spájky držiacej elektronické časti, ktoré padajú na dno kúpeľa. Takto upravené dosky sa vyberú do koša, umyjú sa v umývacom kúpeli, vyložia sa, vysušia a prenesú na testovanie a ďalšiu likvidáciu. Na spracovaných doskách s hmotnosťou 88 kg môžu byť vzácne kovy s koncentráciou najviac: zlato - 2,5 g / t, platina a paládium - 2,1 g / t, striebro - 4,0 g / t. Suspenzia kyseliny meta-cínu v roztoku kyseliny metánsulfónovej spolu s kĺbovými časťami sa koaguluje zavedením odváženého množstva povrchovo aktívnej látky a následným varom po dobu 30 minút. Po ochladení sa roztok dekantuje z usadenej kyseliny meta-cínu a kĺbových dielov do usadzovacej nádrže. Potom sa pripevnené časti oddelia od suspenzie kyseliny meta-cínu na mriežke s veľkosťou ôk 0,2 mm. Po oddelení sa diely premyjú vodou, premývacia voda sa spojí s dekantátom v usadzovacej nádrži, spojený materiál sa obhajuje 12 hodín. Kyselina meta-cín vyzrážaná v usadzovači sa odfiltruje na vákuovom filtri, premyje sa vodou, vysuší sa a kalcinuje sa pri teplote 800 ° C. Výstup oxidu cínu získaného po kalcinácii je 6575 gramov. Síran olovnatý sa vyzráža z filtrátu obsahujúceho kyselinu metánsulfónovú s kyselinou sírovou. Po filtrácii, premytí a sušení sa získalo 230 g síranu olovnatého. Výsledný filtrát sa koriguje na obsah kyseliny metánsulfónovej a znovu sa použije na rozpustenie spájky z ďalšej časti dosiek. Za týmto účelom sa do koša vloží nová časť dosiek v množstve 25 kg a opakuje sa cyklus technologického rozpúšťania. Takto sa spracuje všetkých 100 kg surovín. Na extrakciu drahých kovov sa oddelené namontované a nebalené časti elektronických obvodov dosiek plošných spojov sušia, homogenizujú na veľkosť častíc 0,5 mm a podrobia sa magnetickej separácii. Výťažok magnetickej frakcie je 3430 g, výťažok nemagnetickej frakcie je 3520 g.
Z magnetickej frakcie sa zlato získava pomocou jód-jodidovej technológie. Z nemagnetickej frakcie podľa technológie „aqua-vodka“ sa extrahuje: zlato, striebro, platina a paládium. Zlato sa extrahuje z kalcinovaného oxidu cínu pomocou jód-jodidovej technológie. Bolo vyťažených celkovo 100 kg elektronických dosiek plošných spojov osobných počítačov generácie „Pentium“ (základné dosky), gramy: zlato - 15,15; striebro - 3,08; platina - 0,62; paládium - 7,38. Okrem drahých kovov sa získava: oxid cínu - 6575 g s obsahom cínu 65%, síran olovnatý - 230 g s obsahom olova 67%.
Nárokovať
1. Spôsob spracovania odpadu z elektronického a elektrotechnického priemyslu vrátane oddelenia odklápacích a nebalených častí od plastových nosných dosiek dosiek plošných spojov, po ktorom nasleduje hydrometalurgická extrakcia drahých kovov, cínu a olovenej soli z nich, vyznačujúci sa tým, že predtým po oddelení platní sa cínová spájka rozpustí 5 - 20% roztokom kyseliny metánsulfónovej za pridania oxidačného činidla pri teplote 70 - 90 ° C počas dvoch hodín a oxidačné činidlo sa po častiach privádza až do oxidácie - redukčný potenciál média nedosahuje viac ako 250 mV, potom sa plast odstráni, premyje, otestuje a odošle na ďalšie spracovanie, oddelenie namontovaných a nezabalených častí mikroobvodov sa uskutoční na mriežke, premyje sa od zachytenej suspenzie, vysuší , rozdrvený na veľkosť 0,5 mm, rozdelený na magnetickom separátore na dve frakcie - magnetickú a nemagnetickú a frakčne spracovaný hydrometalurgickými metódami a zvyšná suspenzia metatínov kyselina v roztoku kyseliny metánsulfónovej s prímesami zlata a olova, zráža sa za varu 30 - 40 minút, filtruje sa, filtrovaná zrazenina sa premyje horúcou vodou, vysuší a kalcinuje, aby sa získal oxid cínatý obsahujúci zlato, po čom nasleduje extrakcia zlata z neho a z filtrátu sa vyzráža síran olovnatý, výsledná suspenzia sa prefiltruje, filtrát kyseliny metánsulfónovej sa po úprave znovu použije v štádiu rozpúšťania cínovej spájky.
2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že spracovanie magnetickej frakcie po magnetickej separácii homogenizovaných kĺbových častí elektronických obvodov dosiek plošných spojov sa uskutočňuje jód-jodidovou metódou.
3. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že spracovanie nemagnetickej frakcie po magnetickej separácii homogenizovaných kĺbových častí elektronických obvodov dosiek plošných spojov sa uskutočňuje pomocou aqua regia.
4. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že kalcinovaný oxid cínatý sa uskutočňuje s použitím roztoku jód-jodidu, po čom nasleduje redukcia oxidu cínatého uhlím, aby sa získal surový kovový cín.
5. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa ako oxidačné činidlo použije kyselina dusičná, peroxid vodíka a peroxozlúčeniny vo forme perboritanu amónneho, draselného a peruhličitanu sodného.
Rnrnrn rnrnrn rnrnrn
6. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že koagulácia metanolovej kyseliny z roztoku kyseliny metánsulfónovej sa uskutočňuje s použitím polyakrylamidu s koncentráciou 0,5 g / l.
Meno vynálezcu:
Erisov Alexander Gennadievich (RU), Bochkarev Valery Michailovič (RU), Sysoev Jurij Mitrofanovič (RU), Buchikhin Evgeny Petrovich (RU)
Meno držiteľa patentu:
Spoločnosť s ručením obmedzeným „Spoločnosť“ ORIYA “
Poštová adresa pre korešpondenciu:
109391, Moskva, P.O. Box 42, LLC „Spoločnosť„ ORIYA “
Dátum začiatku platnosti patentu:
22.05.2012
Ako rukopis
Alexej TELYAKOV
VÝVOJ ÚČINNEJ TECHNOLÓGIE PRE ŤAŽBU NEŽELEZNÝCH A PREMIUMOVÝCH KOVOV Z ODPADU RÁDIOVÉHO INŽINIERSKEHO PRIEMYSLU
Špecialita 05.16.02– Metalurgia železných, neželezných kovov
a vzácne kovy
A in t about ref erat
dizertačná práca pre vedecký titul
kandidát technických vied
ST. PETERSBURG
Práce sa robili v štáte vzdelávacia inštitúcia vyššie odborné vzdelanie v Štátnom banskom inštitúte v Petrohrade pomenované po G. V. Plechanovovi (Technická univerzita)
Doktor technických vied, profesor,
Ctihodný vedec Ruskej federácieV.M.Sizyakov
Oficiálni oponenti:
Doktor technických vied, profesorI.N. Beloglazov
kandidát technických vied, docentA.Yu.Baimakov
Popredný podnik– Inštitút "Gipronickel"
Obhajoba dizertačnej práce sa uskutoční 13. novembra 2007 o 14:30 na zasadnutí dizertačnej rady D 212.224.03 v Štátnom banskom ústave v Petrohrade pomenovanom po V.I. G.V. Plekhanov (Technická univerzita) na adrese: 199106 Petrohrad, 21. linka, 2, miestnosť. 2205.
Dizertačnú prácu nájdete v knižnici Štátneho banského ústavu v Petrohrade.
VEDECKÝ TAJOMNÍK
dizertačná rada
Doktor technických vied, docentV.N. Brichkin
VŠEOBECNÝ POPIS PRÁCE
Relevantnosť práce
Moderná technológia vyžaduje čoraz viac drahých kovov. V súčasnosti sa ťažba výrazne znížila a nezodpovedá potrebám, preto je potrebné využiť všetky možnosti na mobilizáciu zdrojov týchto kovov, a preto sa zvyšuje úloha sekundárnej metalurgie drahých kovov. . Extrakcia Au, Ag, Pt a Pd obsiahnutých v odpade je navyše výnosnejšia ako z rúd.
Zmeny v ekonomickom mechanizme krajiny, vrátane vojensko-priemyselného komplexu a ozbrojených síl, si vyžiadali vytvorenie tovární v určitých regiónoch krajiny na spracovanie šrotu rádioelektronického priemyslu obsahujúceho drahé kovy. Zároveň je nevyhnutné maximalizovať ťažbu drahých kovov z chudobných surovín a znížiť množstvo zvyškov z hlušiny. Je tiež dôležité, aby sa popri ťažbe drahých kovov dali získať aj neželezné kovy, napríklad meď, nikel, hliník a ďalšie.
Účel práce. Zvyšovanie efektívnosti pyro-hydrometalurgickej technológie na spracovanie šrotu rádioelektronického priemyslu pomocou hĺbkovej ťažby zlata, striebra, platiny, paládia a neželezných kovov.
Výskumné metódy. Na vyriešenie stanovených úloh sa hlavné experimentálne štúdie uskutočnili na pôvodnom laboratórnom usporiadaní vrátane pece s radiálne umiestnenými tryskami, ktoré umožňujú roztavenému kovu rotovať vzduchom bez rozstrekovania a vďaka tomu znásobiť prívod tryskania. (v porovnaní s prívodom vzduchu do roztaveného kovu potrubím). Bola vykonaná analýza produktov koncentrácie, tavenia, elektrolýzy chemické metódy... Pre štúdiu sme použili metódu röntgenovej spektrálnej mikroanalýzy (RSMA) a röntgenovej fázovej analýzy (XRF).
Spoľahlivosť vedeckých ustanovení, zistení a odporúčaní vďaka použitiu moderných a spoľahlivých výskumných metód a potvrdzuje to dobrá konvergencia teoretických a praktických výsledkov.
Vedecká novinka
Boli stanovené hlavné kvalitatívne a kvantitatívne charakteristiky rádioelementov obsahujúcich neželezné a drahé kovy, ktoré umožňujú predvídať možnosť chemického a metalurgického spracovania rádioelektronického šrotu.
Bol stanovený pasivačný účinok filmov oxidu olovnatého pri elektrolýze meď-niklových anód vyrobených z elektronického šrotu. Odhalí sa zloženie filmov a stanovia sa technologické podmienky na prípravu anód, čím sa zabezpečí absencia pasivačného účinku.
Možnosť oxidácie železa, zinku, niklu, kobaltu, olova, cínu z meď-niklových anód vyrobených z elektronického šrotu bola teoreticky vypočítaná a potvrdená na základe vypaľovacích experimentov na 75-kilogramových vzorkách taveniny, čo poskytuje vysokú technickú a ekonomickú ukazovatele technológie vrátenia drahých kovov. Boli stanovené hodnoty zdanlivej aktivačnej energie na oxidáciu v zliatine medi olova - 42,3 kJ / mol, cín - 63,1 kJ / mol, železo - 76,2 kJ / mol, zinok - 106,4 kJ / mol, nikel - 185,8 kJ. / mol.
Praktický význam diela
Bola vyvinutá technologická linka na testovanie rádioelektronického šrotu vrátane oddelení pre demontáž, triedenie a mechanické obohacovanie s cieľom získať kovové koncentráty;
Bola vyvinutá technológia na tavenie rádioelektronického šrotu v indukčnej peci v kombinácii s účinkom oxidácie radiálno-axiálnych prúdov na taveninu, ktorá zaisťuje intenzívny prenos hmoty a tepla v zóne tavenia kovu;
V pilotnom priemyselnom meradle bola vyvinutá a otestovaná technologická schéma na spracovanie rádioelektronického šrotu a technologického odpadu z podnikov, ktorá zabezpečuje individuálne spracovanie a vyrovnanie s každým dodávateľom REL.
Novosť technických riešení potvrdzujú tri patenty Ruskej federácie: č. 2211420, 2003; Č. 2231150, 2004; Č. 2276196, 2006
Potvrdenie o práci... Materiály dizertačnej práce boli referované: o Medzinárodná konferencia„Hutnícke technológie a zariadenia“. Apríl 2003 Petrohrad; Všeruská vedecko-praktická konferencia „Nové technológie v metalurgii, chémii, povrchovej úprave a ekológii“. Október 2004 Petrohrad; Výročná vedecká konferencia mladých vedcov „Nerastné zdroje Ruska a ich rozvoj“ 9. marca - 10. apríla 2004 Petrohrad; Výročná vedecká konferencia mladých vedcov „Nerastné zdroje Ruska a ich rozvoj“ 13. - 29. marca 2006 Petrohrad.
Publikácie. Hlavné ustanovenia dizertačnej práce sú publikované v 4 tlačených prácach.
Štruktúra a rozsah práce. Práca pozostáva z úvodu, 6 kapitol, 3 príloh, záverov a zoznamu referencií. Práca je prezentovaná na 176 stranách strojom písaného textu, obsahuje 38 tabuliek, 28 obrázkov. Bibliografia obsahuje 117 titulov.
Úvod odôvodňuje relevantnosť výskumu, uvádza hlavné ustanovenia v oblasti obrany.
Prvá kapitola je venovaná prehľadu literatúry a patentov v oblasti technológií na spracovanie odpadu z rádioelektronického priemyslu a metód na spracovanie výrobkov obsahujúcich drahé kovy. Na základe analýzy a zovšeobecnenia literárnych údajov sú formulované ciele a zámery výskumu.
Druhá kapitola poskytuje údaje o štúdiu kvantitatívneho a materiálového zloženia rádioelektronického šrotu.
Tretia kapitola je venovaná vývoju technológie na spriemerovanie rádioelektronického šrotu a získavanie kovových koncentrátov na obohatenie REL.
Štvrtá kapitola predstavuje údaje o vývoji technológie na získavanie kovových koncentrátov rádioelektronického šrotu s ťažbou drahých kovov.
Piata kapitola popisuje výsledky polopriemyselných skúšok tavenia kovových koncentrátov rádioelektronického šrotu s následným spracovaním na katódovú meď a kal vzácnych kovov.
Šiesta kapitola pojednáva o možnosti zlepšenia technických a ekonomických ukazovateľov procesov vyvinutých a testovaných v pilotnom meradle.
ZÁKLADNÉ USTANOVENIA O OCHRANE
1. Fyzikálnochemické štúdie mnohých druhov elektronického šrotu odôvodňujú potrebu predbežných operácií na demontáž a triedenie odpadu s následným mechanickým obohacovaním, ktoré poskytuje racionálnu technológiu na spracovanie výsledných koncentrátov s uvoľňovaním neželezných a drahých kovov.
Na základe štúdia vedeckej literatúry a predbežných štúdií boli skontrolované a testované nasledujúce hlavné operácie pre spracovanie elektronického šrotu:
- taviaci šrot v elektrickej peci;
- vylúhovanie šrotu v kyslých roztokoch;
- praženie šrotu, po ktorom nasleduje elektrické tavenie a elektrolýza polotovarov vrátane neželezných a drahých kovov;
- fyzické obohatenie šrotu, po ktorom nasleduje elektrické tavenie pre anódy a spracovanie anód na katódovú meď a kal z drahých kovov.
Prvé tri metódy boli zamietnuté z dôvodu environmentálnych ťažkostí, ktoré sú pri použití uvažovaných operácií hlavy neprekonateľné.
Metóda fyzikálneho obohatenia bola vyvinutá nami a spočíva v tom, že prichádzajúce suroviny sú odosielané na predbežnú demontáž. V tejto fáze sa zostavy obsahujúce drahé kovy extrahujú z elektronických počítačov a iných elektronických zariadení (tabuľky 1, 2). Materiály, ktoré neobsahujú drahé kovy, sa odosielajú na ťažbu neželezných kovov. Materiál z drahých kovov (dosky s plošnými spojmi, konektory, vodiče atď.) Sa triedi tak, aby sa odstránili zlaté a strieborné drôty, pozlátené bočné konektory PCB a iný vysoký obsah drahých kovov. Tieto diely je možné recyklovať osobitne.
stôl 1
Zostatok elektronických zariadení na mieste 1. demontáže
| P / p č. | Názov sprostredkovateľského produktu | Množstvo, kg | Obsah,% |
| 1 | Prišiel na recykláciu Regály elektronických zariadení, strojov, spínacích zariadení | 24000,0 | 100 |
| 2 3 | Prijaté po recyklácii Elektronický šrot vo forme dosiek, konektorov atď. Šrot z neželezných a železných kovov neobsahujúci drahé kovy, plasty, organické sklo Spolu: | 4100,0 19900,0 | 17,08 82,92 |
| 24000,0 | 100 |
tabuľka 2
Zostatok elektronického šrotu v oblasti 2. demontáže a triedenia
| P / p č. | Názov sprostredkovateľského produktu | Množstvo, kg | Obsah,% |
| 1 | Prijaté na recykláciu Elektronický šrot vo forme (konektory a dosky) | 4100,0 | 100 |
| 2 3 4 5 | Prijaté po oddelení manuálnej demontáže a triedenia Konektory Rádiové komponenty Dosky bez rádiových komponentov a príslušenstva (spájkované nožičky rádiových komponentov a polovica obsahujú drahé kovy) Západky, kolíky, vodidlá dosiek (prvky, ktoré neobsahujú drahé kovy) Celkom: | 395,0 1080,0 2015,0 610,0 | 9,63 26,34 49,15 14,88 |
| 4100,0 | 100 |
Časti ako konektory na termosetovej a termoplastickej podložke, konektory na doskách, malé dosky z falošného getinaxu alebo sklenených vlákien so samostatnými rádiovými komponentmi a stopami, variabilné a konštantné kondenzátory, mikroobvody na plastovej a keramickej základni, rezistory, keramické a plastové zásuvky pre rádiové trubice, poistky, antény, spínače a spínače je možné recyklovať pomocou obohacovacích techník.
Kladivový drvič MD 2x5, čeľusťový drvič (DShch 100x200) a kužeľovo-zotrvačný drvič (KID-300) boli testované ako hlavná jednotka pre operáciu drvenia.
V priebehu práce vyšlo najavo, že kužeľový inerciálny drvič by mal pracovať iba pod upchatím materiálu, t.j. s plným naplnením prijímacieho lievika. Pre efektívna práca kužeľovým inerciálnym drvičom existuje horná hranica veľkosti spracovávaného materiálu. Väčšie kusy budú narúšať normálnu činnosť drviča. Tieto nevýhody, z ktorých hlavnou je potreba miešať materiály od rôznych dodávateľov, boli nútení upustiť od používania KID-300 ako hlavnej jednotky na brúsenie.
Ukázalo sa, že použitie kladivového drviča ako jednotky na brúsenie hlavy v porovnaní s čeľusťovým drvičom je výhodnejšie z dôvodu jeho vysokej produktivity pri drvení elektronického šrotu.
Zistilo sa, že produkty drvenia zahŕňajú magnetické a nemagnetické kovové frakcie, ktoré obsahujú hlavnú časť zlata, striebra, paládia. Na extrakciu magnetickej kovovej časti mlecieho produktu bol testovaný magnetický separátor PBSTs 40/10. Zistilo sa, že magnetická časť pozostáva hlavne z niklu, kobaltu, železa (tabuľka 3). Stanovila sa optimálna produktivita prístroja, ktorá bola 3 kg / min pri ťažbe zlata 98,2%.
Nemagnetická kovová časť drveného produktu sa oddelila pomocou elektrostatického separátora ZEB 32/50. Zistilo sa, že kovová časť pozostáva hlavne z medi a zinku. Vzácnymi kovmi sú striebro a paládium. Stanovila sa optimálna produktivita prístroja, ktorá bola 3 kg / min pri extrakcii striebra 97,8%.
Pri triedení elektronického šrotu je možné selektívne izolovať suché viacvrstvové kondenzátory, ktoré sa vyznačujú zvýšeným obsahom platiny - 0,8% a paládia - 2,8% (tab. 3).
Tabuľka 3
Zloženie koncentrátov získaných pri triedení a spracovaní elektronického šrotu
| N str | Obsah,% | ||||||||||
| Cu | Ni | Spol | Zn | Fe | Ag | Au | Pd | Pt | Iné | Množstvo | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| Koncentráty striebro-paládium | |||||||||||
| 1 | 64,7 | 0,02 | sl. | 21,4 | 0,1 | 2,4 | sl. | 0,3 | 0,006 | 11,8 | 100,0 |
| Zlaté koncentráty | |||||||||||
| 2 | 77,3 | 0,7 | 0,03 | 4,5 | 0,7 | 0,3 | 1,3 | 0,5 | 0,01 | 19,16 | 100,0 |
| Magnetické koncentráty | |||||||||||
| 3 | sl. | 21,8 | 21,5 | 0,02 | 36,3 | sl. | 0,6 | 0,05 | 0,01 | 19,72 | 100,0 |
| Koncentráty z kondenzátorov | |||||||||||
| 4 | 0,2 | 0,59 | 0,008 | 0,05 | 1,0 | 0,2 | nie | 2,8 | 0,8 | MgO-14,9 CaO-25,6 Sn-2,3 Pb-2,5 R2O3-49,5 | 100,0 |
2. Kombinácia procesov tavenia koncentrátov REL a elektrolýzy získaných meď-niklových anód tvorí základ technológie na koncentrovanie drahých kovov v slizoch vhodných na spracovanie štandardnými metódami; na zvýšenie účinnosti spôsobu v štádiu tavenia sa troskovanie REL nečistôt vykonáva v zariadeniach s radiálne umiestnenými vyfukovacími dýzami.
Fyzikálnochemická analýza častí elektronického šrotu ukázala, že základ častí obsahuje až 32 chemický prvok, zatiaľ čo pomer medi k súčtu zostávajúcich prvkov je 5060: 5040.
REL HNO3 koncentráty
Sediment roztoku (Au, Sn, Ag, Cu, Ni)
na výrobu Au
Ag až zásaditý
Roztok topenia
recyklácia
Cu + 2, Ni + 2, Zn + 2, Pd-2
Obr. Ťažba drahých kovov
s lúhovaním koncentrátu
Pretože väčšina koncentrátov získaných počas triedenia a spracovania je v kovovej forme, bola testovaná extrakčná schéma s vylúhovaním v kyslých roztokoch. Obvod znázornený na obrázku 2 bol testovaný na výrobu 99,99% čistého zlata a 99,99% čistého striebra. Oživenie zlata a striebra bolo 98,5%, respektíve 93,8%. Na extrakciu paládia z roztokov sme študovali proces sorpcie na syntetickom iónomeničovom vlákne AMPAN H / SO4.
Výsledky sorpcie sú uvedené na obrázku 3. Sorpčná kapacita vlákna bola 6,09%.
Obr. Výsledky sorpcie paládia na syntetickom vlákne
Vysoká agresivita minerálnych kyselín, relatívne nízke zhodnotenie striebra a potreba likvidácie veľkého množstva odpadových roztokov zužujú možnosti použitia tejto metódy pred spracovaním zlatých koncentrátov (metóda je neúčinná na spracovanie celého objemu rádioelektroniky). koncentráty šrotu).
Pretože v koncentrátoch kvantitatívne prevládajú koncentráty na báze medi (až 85% z celkovej hmotnosti) a obsah medi v týchto koncentrátoch je 50 - 70%, v laboratórnych podmienkach existuje možnosť spracovania koncentrátu na báze tavenia na meď. boli testované niklové anódy s ich následným rozpustením.
Obr. Systém ťažby drahých kovov tavením
na meď-nikel anódy a elektrolýzu
Tavenie koncentrátov sa uskutočňovalo v Tammanovej peci v grafitovo-šamotových téglikoch. Tavná hmotnosť bola 200 g. Koncentráty na báze medi sa bez komplikácií roztavili. Ich teplota topenia je v rozmedzí 1200-1250 ° C. Koncentráty na báze železa a niklu vyžadujú na tavenie teplotu 1300 - 1350 ° C. Priemyselné tavenie uskutočňované pri teplote 1300 ° C v indukčnej peci so 100 kg téglikom potvrdilo možnosť tavenia koncentrátov, keď sa do taveniny privádza objemové zloženie koncentrovaných koncentrátov.
Hrubý obsah počas tavenia produktov na obohacovanie rádioelektronického šrotu je charakterizovaný zvýšeným obsahom medi - nad 50%, zlata, striebra a paládia 0,15; 3,4; 1,4%, celkový obsah niklu, zinku a železa je až 30%. Anódy sa podrobia elektrochemickému rozpúšťaniu pri teplote 40 ° C a katódovej prúdovej hustote 200,0 A / m2. Počiatočný elektrolyt obsahuje 40 g / l medi, 35 g / l H2SO4. Chemické zloženie elektrolyt, kal a katódový sediment sú uvedené v tabuľke 4.
Výsledkom týchto testov bolo zistenie, že počas elektrolýzy anód vyrobených z metalizovaných frakcií zo zliatiny elektronického šrotu sa elektrolyt použitý v elektrolýznom kúpeli ochudobňuje o meď, nikel, zinok, železo a cín. ako nečistoty.
Zistilo sa, že paládium sa za podmienok elektrolýzy delí na všetky produkty elektrolýzy; napríklad obsah paládia v elektrolyte je až 500 mg / l, koncentrácia na katóde dosahuje 1,4%. Menšia časť paládia ide do kalu. V kale sa hromadí cín, čo komplikuje jeho ďalšie spracovanie bez predbežného odstránenia cínu. Olovo prechádza do kalu a tiež sťažuje jeho recykláciu. Pozoruje sa pasivita anódy. Röntgenová difrakcia a chemická analýza hornej časti pasivovaných anód ukázali, že príčinou pozorovaného javu je oxid olovnatý.
Pretože olovo prítomné v anóde je v kovovej forme, prebiehajú na anóde nasledujúce procesy:
2OH 2e = H20 + 0,5 02
SO4-2 2e = SO3 + 0,5O2
Pri nevýznamnej koncentrácii iónov olova v síranovom elektrolyte je jeho normálny potenciál najnegatívnejší, preto sa na anóde vytvára síran olovnatý, ktorý zmenšuje plochu anódy, v dôsledku čoho sa zvyšuje prúdová hustota anódy, čo prispieva k oxidácia dvojmocného olova na štvormocné ióny
V dôsledku hydrolýzy vzniká PbO2 podľa reakcie:
Pb (SO4) 2 + 2H20 = PbO2 + 2H2SO4.
Tabuľka 4
Výsledky rozpúšťania anódy
| Položka č. | Meno Produktu | Obsah,%, g / l | |||||||||||
| Cu | Ni | Spol | Zn | Fe | Ž | Mo | Pd | Au | Ag | Pb | Sn | ||
| 1 | Anóda,% | 51,2 | 11,9 | 1,12 | 14,4 | 12,4 | 0,5 | 0,03 | 0,6 | 0,15 | 3,4 | 2,0 | 2,3 |
| 2 | Katódový sediment,% | 97,3 | 0,2 | 0,03 | 0,24 | 0,4 | nie | sl. | 1,4 | 0,03 | 0,4 | nie | nie |
| 3 | Elektrolyt, g / l | 25,5 | 6,0 | 0,4 | 9,3 | 8,8 | 0,9 | sl | 0,5 | 0,001 | 0,5 | nie | 2,9 |
| 4 | Kal,% | 31,1 | 0,3 | sl | 0,5 | 0,2 | 2,5 | sl. | 0,7 | 1,1 | 27,5 | 32,0 | 4,1 |
Oxid olovnatý vytvára na anóde ochrannú vrstvu, ktorá určuje nemožnosť ďalšieho rozpúšťania anódy. Elektrochemický potenciál anódy bol 0,7 V, čo vedie k prenosu iónov paládia do elektrolytu a jeho následnému vybitiu na katóde.
Prídavok chlórového iónu k elektrolytu umožnil vyhnúť sa pasivácii, čo však nevyriešilo otázku využitia elektrolytu a nezabezpečilo použitie štandardnej technológie na spracovanie kalu.
Získané výsledky ukázali, že technológia umožňuje spracovanie elektronického šrotu, avšak je možné ho výrazne vylepšiť za podmienky oxidácie a struskovania nečistôt skupiny kovov (nikel, zinok, železo, cín, olovo) elektronického šrotu počas tavenia koncentrátu.
Termodynamické výpočty vykonané za predpokladu, že kyslík zo vzduchu vstupuje do kúpeľa pece bez obmedzenia, ukázali, že nečistoty ako Fe, Zn, Al, Sn a Pb môžu byť oxidované v medi. S niklom sa vyskytujú termodynamické komplikácie počas oxidácie. Koncentrácie zvyškového niklu - 9,37% s obsahom medi v tavenine 1,5% Cu20 a 0,94% s obsahom 12,0% Cu20 v tavenine.
Experimentálne overenie sa uskutočňovalo na laboratórnej peci s obsahom téglika 10 kg pre meď s radiálne umiestnenými tryskami (tabuľka 5), ktoré umožňujú zaistiť rotáciu roztaveného kovu vzduchom bez postreku a v dôsledku toho na znásobenie prívodu tryskania (v porovnaní s prívodom vzduchu do roztaveného kovu potrubím).
Zistili to laboratórne štúdie dôležitá úloha počas oxidácie kovového koncentrátu patrí do troskového zloženia. Pri vedení tepla tavením kremeň neprechádza do trosky, cínu a prechod olova sa sťažuje. Pri použití kombinovaného tavidla pozostávajúceho z 50% kremenného piesku a 50% sódy, všetky nečistoty prechádzajú do trosky.
Tabuľka 5
Výsledky tavenia kovového koncentrátu odpadu z rádioelektronického šrotu
s radiálne umiestnenými vyfukovacími dýzami
v závislosti na dobe čistenia
| Položka č. | Meno Produktu | Štruktúra,% | |||||||||||
| Cu | Ni | Fe | Zn | Ž | Pb | Sn | Ag | Au | Pd | Iné | Celkom | ||
| 1 | Počiatočná zliatina | 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 | Zliatina sa po 15 minútach prepláchne | 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 | Zliatina sa po 30 minútach prepláchne | 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 | Zliatina sa po 60 minútach prepláchne | 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 | Zliatina po 120 minútach preplachovania | 81,2 | 2,5 | 0,02 | 1,1 | 0,01 | 0,1 | 0,02 | 5,4 | 0,15 | 0,30 | 9,2 | 100,0 |
Výsledky ohrevu ukazujú, že na odstránenie významnej časti nečistôt postačuje 15 minút fúkania cez fúkacie trysky. Bola stanovená zdanlivá aktivačná energia oxidačnej reakcie v zliatine medi olova - 42,3 kJ / mol, cín - 63,1 kJ / mol, železo - 76,2 kJ / mol, zinok - 106,4 kJ / mol, nikel - 185,8 kJ / mol.
Štúdie anodického rozpúšťania taviacich produktov ukázali, že počas elektrolýzy zliatiny v elektrolyte s kyselinou sírovou po 15-minútovom odluhu nedochádza k pasivácii anódy. Elektrolyt nie je ochudobnený o meď a nie je obohatený o nečistoty, ktoré pri tavení prešli do kalu, čo zaisťuje jeho opakované použitie. V slizoch nie je žiadne olovo a cín, čo umožňuje používať štandardnú technológiu spracovania kalu podľa nasledujúcej schémy: odliečenie slizu alkalickým tavením na zliatinu zlato-striebra.
Na základe výsledkov výskumu boli vyvinuté pece s radiálne umiestnenými vyfukovacími dýzami, ktoré pracujú v dávkovom režime pre 0,1 kg, 10 kg, 100 kg medi, čo zaisťuje spracovanie dávok elektronického šrotu rôznych veľkostí. Celá technologická linka spracovania súčasne vykonáva ťažbu drahých kovov bez kombinovania dávok rôznych dodávateľov, čo zaisťuje presný finančný výpočet za odovzdané kovy. Na základe výsledkov testov boli vypracované počiatočné údaje pre stavbu závodu na spracovanie REL s kapacitou 500 kg zlata ročne. Projekt podniku bol dokončený. Doba návratnosti pre kapitálové investície je 7-8 mesiacov.
Závery
1. Boli vyvinuté teoretické základy metódy spracovania odpadu z rádioelektronického priemyslu s hĺbkovou extrakciou ušľachtilých a neželezných kovov.
1.1. Boli stanovené termodynamické charakteristiky hlavných procesov oxidácie kovov v zliatine medi, ktoré umožňujú predpovedať správanie uvedených kovov a nečistôt.
1.2. Boli stanovené hodnoty zdanlivej aktivačnej energie oxidácie v zliatine medi niklu - 185,8 kJ / mol, zinku - 106,4 kJ / mol, železa - 76,2 kJ / mol, cínu 63,1 kJ / mol, olova 42,3 kJ / mol. mol.
2. Na spracovanie odpadu z rádioelektronického priemyslu bola vyvinutá pyrometalurgická technológia na získanie zliatiny zlata a striebra (kov Dore) a koncentrátu platiny a paládia.
2.1. Boli stanovené technologické parametre (čas drvenia, produktivita magnetickej a elektrostatickej separácie, stupeň extrakcie kovov) fyzikálneho obohatenia REL podľa schémy mletia magnetickej separácie a elektrostatickej separácie, čo umožňuje získať koncentráty ušľachtilého kovy s predpokladaným kvantitatívnym a kvalitatívnym zložením.
2.2. Boli stanovené technologické parametre (teplota topenia, rýchlosť prúdenia vzduchu, stupeň prechodu nečistôt na trosku, zloženie rafinačnej trosky) oxidačného tavenia koncentrátov v indukčnej peci s prívodom vzduchu do taveniny radiálno-axiálnymi dúchadlami; boli vyvinuté a testované jednotky s radiálno-axiálnymi dúchadlami rôznej kapacity.
3. Na základe vykonaného výskumu bol vyrobený a uvedený do výroby pilotný závod na spracovanie elektronického šrotu vrátane mlecej časti (drvič MD 25), magnetickej a elektrostatickej separácie (PBSTs 40/10 a 3EB 32/50) , tavenie v indukčnej peci (PI 50/10) s generátorom SCHG 1-60 / 10 a taviacim agregátom s radiálno-axiálnymi dúchadlami, elektrochemickým rozpúšťaním anód a spracovaním kalu z ušľachtilého kovu; bol skúmaný účinok "pasivácie" anódy; bola zistená existencia prudko extrémnej závislosti obsahu olova v medeno-niklovej anóde vyrobenej z elektronického šrotu, čo by sa malo brať do úvahy pri riadení procesu oxidačného radiálno-axiálneho tavenia.
4. Na základe polopriemyselných testov technológie na spracovanie rádioelektronického šrotu boli vyvinuté počiatočné údaje pre stavbu závodu na spracovanie odpadu z rádiotechnického priemyslu.
5. Očakávané ekonomický efekt z implementácie vývoja dizertačnej práce, počítanej pre kapacitu zlata 500 kg / rok, je ~ 50 miliónov rubľov. s dobou návratnosti 7-8 mesiacov.
1. Telyakov A.N. Využitie odpadu v elektrotechnických podnikoch / A.N. Telyakov, D.V. Gorlenkov, E.Yu. Stepanova // Abstrakty inter. konf. „Hutnícke technológie a ekológia“. 2003.
2. Telyakov A.N. Telyakov A.N., Ikonin L.V. Výsledky testovania technológie spracovania rádioelektronického šrotu // Poznámky banského ústavu. T. 179.2006.
3. Telyakov A.N. Výskum oxidácie nečistôt kovového koncentrátu rádioelektronického šrotu // Poznámky inštitútu Gornogo. T. 179.2006.
4. Telyakov A.N. Telyakov A.N., Gorlenkov D.V., Georgieva E.Yu. Technológia spracovania odpadu v rádioelektronickom priemysle // Neželezné kovy. Č. 6. 2007.
- [strana 1] -
Ako rukopis
Alexej TELYAKOV
VÝVOJ ÚČINNEJ TECHNOLÓGIE PRE ŤAŽBU NEŽELEZNÝCH A PREMIUMOVÝCH KOVOV Z ODPADU RÁDIOVÉHO INŽINIERSKEHO PRIEMYSLU
Špecialita 05.16.02– Metalurgia železných, neželezných kovov
a vzácne kovy
A in t about ref erat
dizertačná práca pre vedecký titul
kandidát technických vied
ST. PETERSBURG
Práce boli vykonané v Štátnom vzdelávacom ústave vyššieho odborného vzdelávania v Štátnom banskom inštitúte v Petrohrade, ktorý nesie meno G. V. Plechanov (Technická univerzita).
vedecký poradca–
Doktor technických vied, profesor,
Ctihodný vedec Ruskej federácieV.M.Sizyakov
Oficiálni oponenti:
Doktor technických vied, profesorI.N. Beloglazov
kandidát technických vied, docentA.Yu.Baimakov
Popredný podnik– Inštitút "Gipronickel"
Obhajoba dizertačnej práce sa uskutoční 13. novembra 2007 o 14:30 na zasadnutí dizertačnej rady D 212.224.03 v Štátnom banskom ústave v Petrohrade pomenovanom po V.I. G.V. Plekhanov (Technická univerzita) na adrese: 199106 Petrohrad, 21. linka, 2, miestnosť. 2205.
Dizertačnú prácu nájdete v knižnici Štátneho banského ústavu v Petrohrade.
VEDECKÝ TAJOMNÍK
dizertačná rada
Doktor technických vied, docentV.N. Brichkin
VŠEOBECNÝ POPIS PRÁCE
Relevantnosť práce
Moderná technológia vyžaduje čoraz viac drahých kovov. V súčasnosti sa ťažba výrazne znížila a nezodpovedá potrebám, preto je potrebné využiť všetky možnosti na mobilizáciu zdrojov týchto kovov, a preto sa zvyšuje úloha sekundárnej metalurgie drahých kovov. . Extrakcia Au, Ag, Pt a Pd obsiahnutých v odpade je navyše výnosnejšia ako z rúd.
Zmeny v ekonomickom mechanizme krajiny, vrátane vojensko-priemyselného komplexu a ozbrojených síl, si vyžiadali vytvorenie tovární v určitých regiónoch krajiny na spracovanie šrotu rádioelektronického priemyslu obsahujúceho drahé kovy. Zároveň je nevyhnutné maximalizovať ťažbu drahých kovov z chudobných surovín a znížiť množstvo zvyškov z hlušiny. Je tiež dôležité, aby sa popri ťažbe drahých kovov dali získať aj neželezné kovy, napríklad meď, nikel, hliník a ďalšie.
Účel práce. Zvyšovanie efektívnosti pyro-hydrometalurgickej technológie na spracovanie šrotu rádioelektronického priemyslu pomocou hĺbkovej ťažby zlata, striebra, platiny, paládia a neželezných kovov.
Výskumné metódy. Na vyriešenie stanovených úloh sa hlavné experimentálne štúdie uskutočnili na pôvodnom laboratórnom usporiadaní vrátane pece s radiálne umiestnenými tryskami, ktoré umožňujú roztavenému kovu rotovať vzduchom bez rozstrekovania a vďaka tomu znásobiť prívod tryskania. (v porovnaní s prívodom vzduchu do roztaveného kovu potrubím). Analýza produktov koncentrácie, tavenia a elektrolýzy sa uskutočňovala chemickými metódami. Pre štúdiu sme použili metódu röntgenovej spektrálnej mikroanalýzy (RSMA) a röntgenovej fázovej analýzy (XRF).
Spoľahlivosť vedeckých ustanovení, zistení a odporúčaní vďaka použitiu moderných a spoľahlivých výskumných metód a potvrdzuje to dobrá konvergencia teoretických a praktických výsledkov.
Vedecká novinka
Boli stanovené hlavné kvalitatívne a kvantitatívne charakteristiky rádioelementov obsahujúcich neželezné a drahé kovy, ktoré umožňujú predvídať možnosť chemického a metalurgického spracovania rádioelektronického šrotu.
Bol stanovený pasivačný účinok filmov oxidu olovnatého pri elektrolýze meď-niklových anód vyrobených z elektronického šrotu. Odhalí sa zloženie filmov a stanovia sa technologické podmienky na prípravu anód, čím sa zabezpečí absencia pasivačného účinku.
Možnosť oxidácie železa, zinku, niklu, kobaltu, olova, cínu z meď-niklových anód vyrobených z elektronického šrotu bola teoreticky vypočítaná a potvrdená na základe vypaľovacích experimentov na 75-kilogramových vzorkách taveniny, čo poskytuje vysokú technickú a ekonomickú ukazovatele technológie vrátenia drahých kovov. Boli stanovené hodnoty zdanlivej aktivačnej energie na oxidáciu v zliatine medi olova - 42,3 kJ / mol, cín - 63,1 kJ / mol, železo - 76,2 kJ / mol, zinok - 106,4 kJ / mol, nikel - 185,8 kJ. / mol.
Praktický význam diela
Bola vyvinutá technologická linka na testovanie rádioelektronického šrotu vrátane oddelení pre demontáž, triedenie a mechanické obohacovanie s cieľom získať kovové koncentráty;
Bola vyvinutá technológia na tavenie rádioelektronického šrotu v indukčnej peci v kombinácii s účinkom oxidácie radiálno-axiálnych prúdov na taveninu, ktorá zaisťuje intenzívny prenos hmoty a tepla v zóne tavenia kovu;
V pilotnom priemyselnom meradle bola vyvinutá a otestovaná technologická schéma na spracovanie rádioelektronického šrotu a technologického odpadu z podnikov, ktorá zabezpečuje individuálne spracovanie a vyrovnanie s každým dodávateľom REL.
Novosť technických riešení potvrdzujú tri patenty Ruskej federácie: č. 2211420, 2003; Č. 2231150, 2004; Č. 2276196, 2006
Potvrdenie o práci... Materiály dizertačnej práce boli publikované: na medzinárodnej konferencii „Metalurgické technológie a zariadenia“. Apríl 2003 Petrohrad; Všeruská vedecko-praktická konferencia „Nové technológie v metalurgii, chémii, povrchovej úprave a ekológii“. Október 2004 Petrohrad; Výročná vedecká konferencia mladých vedcov „Nerastné zdroje Ruska a ich rozvoj“ 9. marca - 10. apríla 2004 Petrohrad; Výročná vedecká konferencia mladých vedcov „Nerastné zdroje Ruska a ich rozvoj“ 13. - 29. marca 2006 Petrohrad.
Publikácie. Hlavné ustanovenia dizertačnej práce sú publikované v 4 tlačených prácach.
Štruktúra a rozsah práce. Práca pozostáva z úvodu, 6 kapitol, 3 príloh, záverov a zoznamu referencií. Práca je prezentovaná na 176 stranách strojom písaného textu, obsahuje 38 tabuliek, 28 obrázkov. Bibliografia obsahuje 117 titulov.
Úvod odôvodňuje relevantnosť výskumu, uvádza hlavné ustanovenia v oblasti obrany.
Prvá kapitola je venovaná prehľadu literatúry a patentov v oblasti technológií na spracovanie odpadu z rádioelektronického priemyslu a metód na spracovanie výrobkov obsahujúcich drahé kovy. Na základe analýzy a zovšeobecnenia literárnych údajov sú formulované ciele a zámery výskumu.
Druhá kapitola poskytuje údaje o štúdiu kvantitatívneho a materiálového zloženia rádioelektronického šrotu.
Tretia kapitola je venovaná vývoju technológie na spriemerovanie rádioelektronického šrotu a získavanie kovových koncentrátov na obohatenie REL.
Štvrtá kapitola predstavuje údaje o vývoji technológie na získavanie kovových koncentrátov rádioelektronického šrotu s ťažbou drahých kovov.
Piata kapitola popisuje výsledky polopriemyselných skúšok tavenia kovových koncentrátov rádioelektronického šrotu s následným spracovaním na katódovú meď a kal vzácnych kovov.
Šiesta kapitola pojednáva o možnosti zlepšenia technických a ekonomických ukazovateľov procesov vyvinutých a testovaných v pilotnom meradle.
ZÁKLADNÉ USTANOVENIA O OCHRANE
1. Fyzikálnochemické štúdie mnohých druhov elektronického šrotu odôvodňujú potrebu predbežných operácií na demontáž a triedenie odpadu s následným mechanickým obohacovaním, ktoré poskytuje racionálnu technológiu na spracovanie výsledných koncentrátov s uvoľňovaním neželezných a drahých kovov.
Na základe štúdia vedeckej literatúry a predbežných štúdií boli skontrolované a testované nasledujúce hlavné operácie pre spracovanie elektronického šrotu:
- taviaci šrot v elektrickej peci;
- vylúhovanie šrotu v kyslých roztokoch;
- praženie šrotu, po ktorom nasleduje elektrické tavenie a elektrolýza polotovarov vrátane neželezných a drahých kovov;
- fyzické obohatenie šrotu, po ktorom nasleduje elektrické tavenie pre anódy a spracovanie anód na katódovú meď a kal z drahých kovov.
Prvé tri metódy boli zamietnuté z dôvodu environmentálnych ťažkostí, ktoré sú pri použití uvažovaných operácií hlavy neprekonateľné.
Metóda fyzikálneho obohatenia bola vyvinutá nami a spočíva v tom, že prichádzajúce suroviny sú odosielané na predbežnú demontáž. V tejto fáze sa zostavy obsahujúce drahé kovy extrahujú z elektronických počítačov a iných elektronických zariadení (tabuľky 1, 2). Materiály, ktoré neobsahujú drahé kovy, sa odosielajú na ťažbu neželezných kovov. Materiál z drahých kovov (dosky s plošnými spojmi, konektory, vodiče atď.) Sa triedi tak, aby sa odstránili zlaté a strieborné drôty, pozlátené bočné konektory PCB a iný vysoký obsah drahých kovov. Tieto diely je možné recyklovať osobitne.
stôl 1
Zostatok elektronických zariadení na mieste 1. demontáže
| P / p č. | Názov sprostredkovateľského produktu | Množstvo, kg | Obsah,% |
| 1 | Prišiel na recykláciu Regály elektronických zariadení, strojov, spínacích zariadení | 24000,0 | 100 |
| 2 3 | Prijaté po recyklácii Elektronický šrot vo forme dosiek, konektorov atď. Šrot z neželezných a železných kovov neobsahujúci drahé kovy, plasty, organické sklo Spolu: | 4100,0 19900,0 | 17,08 82,92 |
| 24000,0 | 100 |
tabuľka 2
Zostatok elektronického šrotu v oblasti 2. demontáže a triedenia
| P / p č. | Názov sprostredkovateľského produktu | Množstvo, kg | Obsah,% |
| 1 | Prijaté na recykláciu Elektronický šrot vo forme (konektory a dosky) | 4100,0 | 100 |
| 2 3 4 5 | Prijaté po oddelení manuálnej demontáže a triedenia Konektory Rádiové komponenty Dosky bez rádiových komponentov a príslušenstva (spájkované nožičky rádiových komponentov a polovica obsahujú drahé kovy) Západky, kolíky, vodidlá dosiek (prvky, ktoré neobsahujú drahé kovy) Celkom: | 395,0 1080,0 2015,0 610,0 | 9,63 26,34 49,15 14,88 |
| 4100,0 | 100 |
Časti ako konektory na termosetovej a termoplastickej podložke, konektory na doskách, malé dosky z falošného getinaxu alebo sklenených vlákien so samostatnými rádiovými komponentmi a stopami, variabilné a konštantné kondenzátory, mikroobvody na plastovej a keramickej základni, rezistory, keramické a plastové zásuvky pre rádiové trubice, poistky, antény, spínače a spínače je možné recyklovať pomocou obohacovacích techník.
Kladivový drvič MD 2x5, čeľusťový drvič (DShch 100x200) a kužeľovo-zotrvačný drvič (KID-300) boli testované ako hlavná jednotka pre operáciu drvenia.
V priebehu práce sa ukázalo, že kužeľový inerciálny drvič by mal pracovať iba pod blokovaním materiálu, t.j. s plným naplnením prijímacieho lievika. Pre efektívnu prevádzku inerciálneho drviča kužeľa existuje horná hranica veľkosti spracovávaného materiálu. Väčšie kusy budú narúšať normálnu činnosť drviča. Tieto nevýhody, z ktorých hlavnou je potreba miešať materiály od rôznych dodávateľov, boli nútení upustiť od používania KID-300 ako hlavnej jednotky na brúsenie.
Ukázalo sa, že použitie kladivového drviča ako jednotky na brúsenie hlavy v porovnaní s čeľusťovým drvičom je výhodnejšie z dôvodu jeho vysokej produktivity pri drvení elektronického šrotu.
Zistilo sa, že produkty drvenia zahŕňajú magnetické a nemagnetické kovové frakcie, ktoré obsahujú hlavnú časť zlata, striebra, paládia. Na extrakciu magnetickej kovovej časti mlecieho produktu bol testovaný magnetický separátor PBSTs 40/10. Zistilo sa, že magnetická časť pozostáva hlavne z niklu, kobaltu, železa (tabuľka 3). Stanovila sa optimálna produktivita prístroja, ktorá bola 3 kg / min pri ťažbe zlata 98,2%.
Nemagnetická kovová časť drveného produktu sa oddelila pomocou elektrostatického separátora ZEB 32/50. Zistilo sa, že kovová časť pozostáva hlavne z medi a zinku. Vzácnymi kovmi sú striebro a paládium. Stanovila sa optimálna produktivita prístroja, ktorá bola 3 kg / min pri extrakcii striebra 97,8%.
Pri triedení elektronického šrotu je možné selektívne izolovať suché viacvrstvové kondenzátory, ktoré sa vyznačujú zvýšeným obsahom platiny - 0,8% a paládia - 2,8% (tab. 3).
Tabuľka 3
Zloženie koncentrátov získaných pri triedení a spracovaní elektronického šrotu
| N str | Obsah,% | ||||||||||
| Cu | Ni | Spol | Zn | Fe | Ag | Au | Pd | Pt | Iné | Množstvo | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| Koncentráty striebro-paládium | |||||||||||
| 1 | 64,7 | 0,02 | sl. | 21,4 | 0,1 | 2,4 | sl. | 0,3 | 0,006 | 11,8 | 100,0 |
| Zlaté koncentráty | |||||||||||
| 2 | 77,3 | 0,7 | 0,03 | 4,5 | 0,7 | 0,3 | 1,3 | 0,5 | 0,01 | 19,16 | 100,0 |
| Magnetické koncentráty | |||||||||||
| 3 | sl. | 21,8 | 21,5 | 0,02 | 36,3 | sl. | 0,6 | 0,05 | 0,01 | 19,72 | 100,0 |
| Koncentráty z kondenzátorov | |||||||||||
| 4 | 0,2 | 0,59 | 0,008 | 0,05 | 1,0 | 0,2 | nie | 2,8 | 0,8 | MgO-14,9 CaO-25,6 Sn-2,3 Pb-2,5 R2O3-49,5 | 100,0 |
Ak chcete zúžiť výsledky vyhľadávania, môžete svoj dotaz spresniť zadaním polí, ktoré chcete vyhľadať. Zoznam polí je uvedený vyššie. Napríklad:
Môžete vyhľadávať podľa viacerých polí súčasne:
Logické operátory
Predvolený operátor je A.
Prevádzkovateľ A znamená, že dokument sa musí zhodovať so všetkými prvkami v skupine:
Výskum a vývoj
Prevádzkovateľ ALEBO znamená, že dokument sa musí zhodovať s jednou z hodnôt v skupine:
štúdium ALEBO rozvoja
Prevádzkovateľ NIE vylučuje dokumenty obsahujúce tento prvok:
štúdium NIE rozvoja
Typ vyhľadávania
Pri písaní žiadosti môžete určiť spôsob, akým sa bude fráza hľadať. Podporované sú štyri metódy: hľadať s morfológiou, bez morfológie, hľadať predponu, hľadať frázu.
V predvolenom nastavení sa vyhľadávanie vykonáva s prihliadnutím na tvaroslovie.
Ak chcete hľadať bez morfológie, jednoducho vložte pred slová vo fráze znak dolára:
$ štúdium $ rozvoja
Ak chcete vyhľadať predponu, musíte po žiadosti vložiť hviezdičku:
štúdium *
Ak chcete vyhľadať frázu, musíte dopyt uzavrieť do úvodzoviek:
" výskum a vývoj "
Hľadajte podľa synoným
Ak chcete do výsledkov vyhľadávania zahrnúť slovo synonymá, vložte hash " #
"pred slovom alebo pred výrazom v zátvorke.
Ak sa použije pre jedno slovo, nájdu sa preň až tri synonymá.
Pri použití na výraz v zátvorkách sa ku každému slovu pripojí synonymum, ak sa nájde.
Nemožno kombinovať s hľadaním nemorfológie, hľadaním predpôn alebo hľadaním fráz.
# štúdium
Zoskupenie
Ak chcete zoskupiť hľadané frázy, musíte použiť zátvorky. Takto môžete ovládať logickú logiku požiadavky.
Napríklad musíte požiadať: vyhľadajte dokumenty, ktorých autorom je Ivanov alebo Petrov, a ich názov obsahuje slová výskum alebo vývoj:
Približné vyhľadávanie slov
Pre približné vyhľadávanie je potrebné vložiť vlnovku “ ~ „na konci slova z frázy. Napríklad:
brómu ~
Vo vyhľadávaní sa nájdu slová ako „bróm“, „rum“, „ples“ atď.
Ďalej môžete určiť maximálny počet možných úprav: 0, 1 alebo 2. Napríklad:
brómu ~1
Predvolene sú povolené 2 úpravy.
Kritérium blízkosti
Ak chcete vyhľadávať podľa vzdialenosti, musíte vložiť vlnovku “ ~ "na konci frázy. Napríklad ak chcete nájsť dokumenty so slovami výskum a vývoj do 2 slov, použite nasledujúci dotaz:
" Výskum a vývoj "~2
Relevancia výrazu
Použiť „ ^
„na konci výrazu a potom označte úroveň relevantnosti tohto výrazu vo vzťahu k zvyšku.
Čím vyššia úroveň, tým je výraz relevantnejší.
Napríklad v tomto výraze je slovo „výskum“ štyrikrát relevantnejšie ako slovo „vývoj“:
štúdium ^4 rozvoja
Štandardne je úroveň 1. Povolené hodnoty sú kladné reálne číslo.
Intervalové vyhľadávanie
Ak chcete určiť interval, v ktorom by sa mala hodnota poľa nachádzať, mali by ste v hranatých zátvorkách určiť hraničné hodnoty oddelené operátorom. TO.
Bude vykonané lexikografické triedenie.
Takýto dopyt vráti výsledky od autora od Ivanova po Petrova, ale Ivanov a Petrov nebudú do výsledku zahrnutí.
Ak chcete zahrnúť hodnotu do intervalu, použite hranaté zátvorky. Na vylúčenie hodnoty použite zložené zátvorky.
Technológia vyvinutá vo Výskumnom ústave Ginalmazzoloto je zameraná na získavanie hlavne drahých kovov z prvkov a zostáv elektronického šrotu, ktoré ich obsahujú. Ďalším znakom tejto technológie je rozsiahle použitie separačných metód v kvapalných médiách a v niektorých ďalších, ktoré sú typické pre ťažbu rúd neželezných kovov.
VNIIPvtortsvetmet sa špecializuje na technológie na spracovanie určitých druhov zvyškov: dosky s plošnými spojmi, elektronické vákuové zariadenia, bloky PTK v televízoroch atď.
Pokiaľ ide o hustotu, materiál dosky s vysokou mierou spoľahlivosti je rozdelený do dvoch frakcií: zmes kovov a nekovov (+1,25 mm) a nekovov (-1,25 mm). Toto oddelenie je možné vykonať na obrazovke. Na druhej strane je možné kovovú frakciu oddeliť od frakcie nekovov počas ďalšej separácie na gravitačnom odlučovači, čím sa dá dosiahnuť vysoký stupeň koncentrácie získaných materiálov.
Časť (80,26%) zvyšného materiálu +1,25 mm sa môže znovu rozdrviť na veľkosť častíc -1,25 mm, po ktorej nasleduje separácia kovov a nekovov.
V závode TEKON v Petrohrade bol nainštalovaný a prevádzkovaný výrobný komplex na ťažbu drahých kovov. Využitie princípov vysokorýchlostného rázového drvenia pôvodného šrotu (výrobky pre mikrovlnnú technológiu, čítacie zariadenia, mikroelektronické obvody, plošné spoje, Pd katalyzátory, dosky plošných spojov, elektrolytický odpad) v inštaláciách (rotačná nožová brúska, vysokorýchlostná nárazová rotačná jednotka) dezintegrátor, bubnové sito, elektrostatický separátor, magnetický separátor) sa získava selektívne dezintegrovaný materiál, ktorý sa ďalej separuje metódami magnetickej a elektrickej separácie na frakcie predstavované nekovmi, železnými kovmi a neželeznými kovmi obohatenými o platinoidy, zlato a striebro. Ďalej sa drahé kovy separujú rafináciou.
Táto metóda je určená na získanie polymetalického koncentrátu obsahujúceho striebro, zlato, platinu, paládium, meď a iné kovy s nekovovým podielom najviac 10%. Technologický postup umožňuje zabezpečiť ťažbu kovu v závislosti od kvality šrotu o 92-98%.
Odpad z elektrotechnickej a rádiotechnickej výroby, hlavne z dosiek, sa spravidla skladá z dvoch častí: montážnych prvkov (mikroobvodov) obsahujúcich drahé kovy a základne, ktorá neobsahuje drahé kovy, s nalepenou vstupnou časťou vo forme medi fóliové vodiče. Podľa metódy vyvinutej asociáciou Mekhanobr-Technogen preto každá zo zložiek prechádza zmäkčovaním, v dôsledku čoho laminovaný plast stráca svoje počiatočné pevnostné charakteristiky. Zmäkčenie sa uskutočňuje v úzkom rozmedzí teplôt 200 - 210 ° C počas 8 - 10 hodín, potom sa suší. Pod 200 ° C mäknutie nenastáva, nad materiálom „pláva“. Pri následnom mechanickom drvení je materiálom zmes laminovaných plastových zŕn s rozpadnutými montážnymi prvkami, vodivou časťou a piestami. Operácia mäknutia vo vodnom prostredí zabraňuje škodlivým emisiám.
Každá veľkostná trieda materiálu klasifikovaného po drvení (-5,0 + 2,0; -2,0 + 0,5 a -0,5 + 0 mm) sa podrobí elektrostatickej separácii v korónovom výbojovom poli, v dôsledku čoho sa tvoria frakcie: kovové prvky z dosiek a nevodivý - frakcia laminovaného plastu zodpovedajúcej veľkosti. Potom sa z kovovej frakcie získajú koncentráty spájky a drahých kovov. Nevodivá frakcia po spracovaní sa používa buď ako plnivo a pigment pri výrobe lakov, farieb, emailov alebo opäť pri výrobe plastov. Teda zásadné charakteristické rysy sú: zmäkčenie elektroodpadu (dosiek) pred drvením vo vodnom prostredí pri teplote 200 - 210 ° C a klasifikácia podľa určitých frakcií, z ktorých každá je potom spracovaná s ďalším využitím v priemysle.
Táto technológia sa vyznačuje vysokou účinnosťou: vodivá frakcia obsahuje 98,9% kovu, zatiaľ čo jeho výťažnosť je 95,02%; nevodivá frakcia obsahuje 99,3% modifikovaného skleneného vlákna s 99,85% výťažnosťou.
Existuje ďalší známy spôsob ťažby drahých kovov (patent č Ruská federácia RU2276196). Zahŕňa rozpad elektronického šrotu, vibračné spracovanie s oddelením ťažkej frakcie obsahujúcej drahé kovy, separáciu a extrakciu kovov. V tomto prípade sa získaný rádioelektronický šrot triedi a kovové časti sa separujú, zvyšok šrotu sa podrobí vibračnému spracovaniu s oddelením ťažkej frakcie a separáciou. Po oddelení sa ťažká frakcia zmieša s predbežne oddelenými kovovými časťami a zmes sa podrobí oxidačnému taveniu pomocou prúdenia vzduchu v rozmedzí 0,15 - 0,25 nm3 na 1 kg zmesi, potom sa výsledná zliatina elektrolyticky upraví v medi síranový roztok a ušľachtilé kovy. Metóda poskytuje vysokú ťažbu drahých kovov,%: zlato - 98,2; striebro - 96,9; paládium - 98,2; platina - 98,5.
V Rusku neexistujú prakticky žiadne programy na systematický zber a likvidáciu použitých elektronických a elektrických zariadení.
V roku 2007 sa na území Moskvy a moskovského regiónu v súlade s nariadením moskovskej vlády „O vytvorení mestského systému zberu, spracovania a zneškodňovania elektronického a elektrického odpadu“ chystali výber pozemkov parcely pre rozvoj priemyselné spracovanie odpad s pridelením oblastí na zneškodňovanie šrotu elektronických a elektrických výrobkov v rámci oblastí plánovaných pre sanitárne čistiace zariadenia.
K 30. októbru 2008 nebol projekt ešte zrealizovaný. S cieľom optimalizovať náklady na rozpočet mesta Moskva na roky 2009 - 2010 a plánovacie obdobie rokov 2011 - 2012 nariadil moskovský starosta Jurij Lužkov pozastaviť činnosť v zložitých finančných a ekonomických podmienkach. prijaté rozhodnutia o výstavbe a prevádzke niekoľkých podnikov a závodov na spracovanie odpadu v Moskve.
Vrátane pozastavených objednávok:
- „O postupe prilákania investícií na dokončenie výstavby a prevádzky komplexu na manipuláciu s odpadom v priemyselnej zóne Južnoye Butovo v Moskve“;
- „O organizačnej podpore výstavby a prevádzky zariadenia na recykláciu odpadu na adrese: Ostapovskij proezd, 6 a 6a (juhovýchodný správny obvod v Moskve)“;
- „O zavedení automatizovaného systému riadenia obratu odpadu z výroby a spotreby v meste Moskva“;
- „O dizajne komplexného podniku na sanitárne čistenie Štátneho unitárneho podniku„ Ecotechprom “na adrese: Vostryakovsky proezd, vl. 10 (Južný správny obvod Moskvy).“
Termíny realizácie objednávok sa posúvajú na rok 2011:
- 2553-RP „O organizácii výstavby priemyselného a skladového technologického komplexu s prvkami na triedenie a predbežné spracovanie objemného odpadu v priemyselnej zóne Kuryanovo;
- Objednávka č. 2693-RP „O vytvorení komplexu spracovania odpadu“.
Za neplatnú bola vyhlásená aj vyhláška „O vytvorení mestského systému zberu, spracovania a zneškodňovania elektronického a elektrického odpadu“.
Podobná situácia je pozorovaná v mnohých mestách Ruskej federácie a súčasne sa zhoršuje počas hospodárskej krízy.
Teraz v Rusku existuje zákon, ktorý reguluje nakladanie s spotrebiteľským odpadom, ktorý zahŕňa použité domáce spotrebiče, za porušenie ktorých sa poskytuje pokuta: pre občanov - 4 - 5 tisíc rubľov; pre úradníkov - 30-50 tisíc rubľov; pre právnické osoby- 300-500 tisíc rubľov. Ale zároveň je vyhodenie starej chladničky, rádia alebo akejkoľvek časti auta do koša stále najjednoduchší spôsob, ako sa zbaviť starého vybavenia. Pokutu môžete dostať, iba ak sa rozhodnete nechať odpadky iba na ulici, na mieste, ktoré na to nie je určené.
M.Sh. BARKAN, Cand. tech. Sci., Docent, Katedra geoekológie, [chránené e-mailom]
M.I. ČINENKOVÁ, študentka magisterského štúdia na Katedre geoekológie
Štátna banícka univerzita v Petrohrade
LITERATÚRA
1. Sekundárna metalurgia striebra. Moskovský štátny inštitút pre oceľ a zliatiny. - Moskva. - 2007.
2. Getmanov V.V., Kablukov V.I. Elektrolytické spracovanie odpadu
počítačové zariadenia obsahujúce drahé kovy // MSTU " Ekologické problémy modernosť “. - 2009.
3. Patent Ruskej federácie RU 2014135
4. Patent Ruskej federácie RU2276196
5. Komplex zariadení na spracovanie a triedenie elektronického a elektrického šrotu a káblov. [Elektronický zdroj]
6. Likvidácia kancelárskeho vybavenia, elektroniky, domácich spotrebičov. [Elektronický zdroj]