автореферат диссертации по металлургии, 05.16.03, диссертация на тему:Исследование и разработка технологии комплексной переработки отходов электронной промышленности

На правах рукописи

Моисеева Наталья Григорьевна

Исследование и разработка технологии комплексной переработки отходов электронной промышленности

Специальность 05.16.03 - "Металлургия цветных металлов"

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1997

Диссертационная работа выполнена на кафедре металлургии тяжелых цветных металлов Московского государственного института стали и сплавов (технологического университета) Научный руководитель;

доктор технических наук, Стрижко Л.С.

профкссор

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, Медведев A.C.

профессор

кандидат химических наук, Годжиев С.Е.

зав. лабораторией

Ведущее предприятие АО "Щербинкавторцветмет"

Защита состоится _1997 года на заседании

специализированного совета К-053.08.04 по присуждению ученых степеней при Московском государственном институте стали и сплавов (технологическом университете) $ по адресу: 117936, Москва, ГСП-1, Крымский вал, д.З

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке института

Автореферат разослан 1997 года

Справки по телефону: 237-22-24

Ученый секпетарь доктор технических наук

JI.C. Стрижко

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность ' работы.

Одним из важнейших направлений. научно-технического • прогресса на современном этапе, является разработка в' 1 промышленности безотходных -•■• ресурсосберегающих и

малоотходных' технологических процессов, которые

обеспечивают максимально полное и комплексное , использование сырья, экономию трудовых и энергетических ресурсов, утилизацию отходов,включающих замкнутые циклы.

Широкое вовлечение вторичных. ресурсов в народнохозяйственную. .. 1 .деятельность • • обеспечивает значительную экономия» сырья, материалов, топливно-энергетических запасов. Использование вторичных ресурсов характеризуется высокими ' показателями экономической эффективности. Во многих случаях при выделении материалов из отходов, выход и степень извлечения целевого продукта намного выше, чем при использовании первичного сырья, т.к. процесс включает.... меньшее число стадий' переработки," уменьшается, расход, энергии, сокращаются производственные площади и территории, отводимые под отвалы и снижаются • трудовые 'затраты. Важно "''отметить, что добыча полезных ископаемых с течением времени смещается во все более трудно—доступные географические зоны, из-за чего стоимость добычи и переработки первичного сырья постоянно растет. •• Важным аспектом проблемы комплексной переработки отходов является охрана окружающей среды - предмет внимания всего •человечества. Строжайшие требования предъявляются к тому, чтобы содержание вредных веществ было ниже предельных концентраций, установленых норм для допустимых выбросов.

В настоящее время наряду с традиционными видами отходов, содержащих цветные и благородные металлы, перерабатывают значительные ' количества вторичных материалов, характеризующихся все _ возрастающей долей органических полимеров, керамики,. стекла. Таким образом, поступающие в переработку вторичные материалы становятся все более бедными по содержанию цветных и благородных металлов, в то время, как объем и стоимость состава сырья возрастают.

Существующие в настоящее время в нашей стране способы переработки многокомпонентных отходов (МКО) по своей сути не отвечают• современным требованиям. Переработка вторичного материала на медеплавильных комбинатах приводит к потерям благородных, цветных и редких металлов, и к загрязнению окружающей среды, В связи с этим, создание эффективной технологии переработки многокомпонентного вторичного сырья становится актуальной задачей. По сравнению с добычей, обогащением и металлургической переработкой рудного сырья производство цветных металлов из лома и отходов имеет ряд преимуществ, основными из которых являются следуюше:

- низкие удельные капитальные вложения;

- высокая технологичность переработки, особенно качественного вторичного сырья;

- снижение потребления невозобновляющихся ресурсов минерального сырья;

- значительно меньший расход -энергии;

- уменьшение загрязнения окружающей среды.

Цель работы. Исследование и разработка-эффективной, с минимальным числом стадий, экологически чистой технологии переработки

многокомпонентного сырья, с выделением серебра, олова, свинца и меди в' отдельные, продукты с их минимальными потерями.

Методы исследования;

Анализ на содержание извлекаемых металлов: олова, свинца, меди и серебра в растворе производили на атомно-адсорбциоинсм спектрофотометре; ■ ' также' применялся гравиаметрический метод анализа. ■ /

Научная новизна.

В процессе данной работы было использовано многокомпонентное сырье - печатные платы, представляющие собой специфический вид отходов, содержащих большое количество цветных и благородных металлов ( олово, свинец, медь, серебро и др). Детально исследован состав данного' сырья. Изучены кинетические особенности процессов выщелачивания серебра, меди, олова, сьинца,взаимное влияние компонентов в процессе селективного их выделения, а также процесс осаждения этих металлов из растворов, с целью получения каждого в отдельный продукт. ; •

Установлено влияние температуры, концентрации соляной и серной кислот, концентрации окислителя на скорость процесса. Выбраны оптимальные условия и технолгические режимы переработки многокомпонентного сырья.

Практическая ценность.

На основании проведенных исследований предложена

t

технология переработки МКО электронной и

электротехнической промышленностей, содержащих серебро, олово,свинец и медь,методом выщелачивания ' сырья в

различных растворах кислот, обеспечивающая 95-96 % извлечение данных металлов. Проведены опытно-промышленные испытания разработанной технологии. Установлены основные технологические параметры ведения процесса. Разработанная технология позволяет- перерабатывать отходы электронной и электротехнической промышленностей с селективным выделением серебра, олова, свинца и меди..

Публикации.

По материалам диссертации опубликованы две научные работы; Сделаны доклады на 49-й научной конференции ' студентов и аспирантов МИСиС и на 4-й Европейской конференции по материалам и технологиям "Восток - Запад' ( ,17 - 21 октября 1993 года, Санкт-Петпрбург ).

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения,

глав, заключения, списка литературы из наименований и приложения. Работа изложена на £ страницах

машинописного текста, включая .^р^рисунков и таблиц.

Содержание работы.

Состояние проблемы и задачи исследований.

В настоящее время для производства вторичного металла оса-больше используется сложный комплексный металлолом. В связи со сложностью переработки многокомпонентного лома

появилась необходимость разработки новых технологий, позволяющих наряду с основным металлом извлекать и сопутствующие металлы, содержащиеся в ломе. Извлечение и обогащение попутных металлов оказалось экономически рентабельным - в результате можно получать более чистые металлы й дополнительные доходы.

В настоящее время за " рубежом проходят проверку и внедряются различные методы обогащения вторичного сырья,- с последующей пиро- и гидрометаллургической переработкой полученных концентратов.

В нашей стране переработка вторичного /сырья в основном ориентирована на медеплавильные комбинаты, где благородные металлы извлекаются попутно.

Переработка вторичного сырья на медеплавильных предприятиях имеет ряд существенных недостатков:

- неоправдано большие потери цветных и благородных металлов;

большое незавершенное производствр из-за длительности цикла переработки;

- отсутствие комплексного извлечения металлов; ' - отсутствие технологий, перерабатывающих сложные по составу сырье с извлечением и разделением всех компонентов. ...... -------- .

Многостадийность технологий медного и медно-никелевого производства, наличие значительных количеств отвальных продуктов при имеющихся высокоокислительных процессах приводит к снижению сквозного извлечения металлов в конечный концентрат. Кроме того, существуют -виды вторичного сырья, переработка которых в медно-никелевом производстве нежелательна' из-за присутствия в них олова и свинца. К этим видам материалов относятся в основном отходы электронной промышленности, .в которых олово и свинец Находятся в .виде припоев и добавок.

К тому же сжигание отходов электронной и. электротехнической аппаратуры приводит к загрязнению атмосферы дымовыми газами и вредными химическими веществами, содержащими хлористый и_ фтористый водород, сернистый газ, фенол,этилхлоргидрат,толуол,которые являются токсичными веществами 2-3 класса опасности.

■ Анализируя существующие и новые методы, предлагаемые нашими и зарубежными специалистами, можно сделать вывод, что пирометаллургические способы переработки вторичного многокомпонентного сырья имеют свои преимущества и недостатки.

. Гидрометаллургические схемы переработки вторичного сырья, применяемые в настоящее время также имеют ряд недостатков, главными из которых являются следующие:

- практически все технологические процессы рассчитаны на однородное сырье;

очень мало внимания уделяется переработке оставшихся растворов, как с точки зрения экологии, так и для извлечения других ценных компонентов.

В данной работе в качестве способа извлечения цветных и благородных металлов рассмотрен процесс ' переработки вторичного сырья выщелачиванием его в растворах различных кислот.

Основной задачей работы является разработка новой экологически чистой технологии переработки МКО, содержащих цветные металлы (олово и свинцец - в виде припоя, медь - в виде контактов и медной сетки Енутри печатной платы) и благородные металлы (серебро - в виде покрытия на медных контактах), способом поэтапного выщелачивания в различных растворах кислот с получением солей серебра, олова, свинца ц меди и разделением. их .в отдельные продукты, из которых получали чистые металлы по известным технологиям.

Переработка отходов электротехнической промышленности.

В качестве исходного сырья применялись отходы, получаеь&ге при изготовлении печатных плат стеклотекстолит с наклеенной на него медной фольгой.

Для _ извлечения меди методом выщелачивания в серной кислоте необходимо определить оптимальные условия ведения процесса.

Медь металл С- положительным 'стандартным потенциалом, поэтому медь растворяется только в растворах кислот, имеющих ярко выраженные окислительные свойства - в концентрированных азотной и серной кислотах. В разбавленных растворах серной кислоты ( 0,5- 2 И) медь растворяется только в присутствии окислителя - кислорода, согласно реакции:

Си + Н2Б04 + . 1/2 02 - СиБО 4'( + Н20

Исследования для определения оптимального режима выщелачивания меди проводили. на экспериментальной установке, состоящей из стеклянной термостатированной ' колбы с магнитной мешалкой. :

Для проведения исследований использовали раствор 2Я ■ серной кислоты; в качестве окислителя - 30% раствор

.4202. , .. ... ...... ...........

В колбу заливали 100 мл раствора серной- кислоты и помещали туда навеску исходного сырья. При достижении

заданной температуры раствора добавляли окислитель и металл начинал растворяться.

Опытным путем были установлены оптимальные условия выщелачивания меди. После каждого эксперимента растворы, содержащие медь анализировали на содержание металла. Анализ проводили на атомно-адсорбционном электрофотометре ААС -Ш. Для выявления • оптимальных условий проводили исследования по изучению влияния на процесс различных факторов, таких как, время процесса, температура раствора и концентрация окислителя.

Как показали исследования, с возрастанием температуры выщелачивания извлечение меди сначала '. увеличивается ( в интервале температур 30 - 50 оС (рис.^ ) При температуре 50 оС извлечение меди максимально. При дальнейшем увеличении температуры извлечение меди резко снижается. Это объясняется тем, что Н202 проявляет окислительные свойства до определенной температуры, а при , дальнейшем увеличении температуры Н2О2, разлагается на кислород и воду.

Важную роль в процессе выщелачивания меди играет концентрация окислителя: с увеличением концентрации Н2О2 увеличивается извлечение меди в интервале температур 30-50 оС (рис.. 8. ) .

Процесс выщелачивания меди происходит во времени, Максимальное извлечение меди, как показали исследования, происходило при продолжительности процесса выщелачивания, равное 3~м часам.

Также в этой главе отражены теоретические основы процесса выщелачивания меди в растворе 2Ы серной кислоты в присутствии окислителя, т.е. изучена кинетика процесса.

В результате исследования бьшо подтверждено, что процесс сернокислотного выщелачивания меди при повышенных

Зависимость растворения Си от температуры при постоянном времени .процесса выщелачивания

I -О-С1»Э,024 мот/п -О-Сг»0.036 мопь/п -<»-СЗ=0.048 |

Зависимость растворения Си от концентрации окислителя при постоянном времени процесса выщелачивания

концентрация Н202, моль/л

рие. 2.

температурах протекает без особых кинетических осложнений, В зависимости от начальной концентрации кислоты и окислителя скорость процесса возрастает • прямо

пропорционально с повышением расхода растворителя ( допредельная область характеризуемая .деффицитом растворителя ) или с увеличением концентрации окислителя ( запредельная область, ■ характеризуемая деффицитом окислителя ) . '

Зависимость скорости. исследуемого процесса от температуры описывает уравнение Аррениуса, из чего следует, _ что процесс растворения подчиняется закономерностям диффузионной кинетики.

Бьши вычислены величины теоретических констант' скорости в допредельной и запредельной областях. В допредельной области теоретическая величина константы скорости Жт равной 3,19 • *10-6 дм^ /см'*' рад ^ с"'^. Экспериментальная величина константы скорости Кэ близка к вычисленным теоретически (хотя должна быть несколько ниже вследствии уменьшения 'коэффициента диффузии и увеличении вязкости раствора) и для меди она равна 3,25'10-6 дм"V сма рад^с^*". При растворении меди отмечен известный ранее ускоряющий- эффект ионов меди (II),. которые выполняют -; функцию дополнительного окислителя, вследствие чего Кэ несколько выше Кт.

Поскольку на практике растворение меди проводят с заведомым избытком кислорода, то наибольший- интерес' представляют закономерности этого процесса в запредельной области (- контроль ' осуществляется диффузией кислорода ) . Теоретическая константа скорости в этой области Кт равна 5,20б-'10-б дм^/ см^рад^са экспериментальная константа скорости найдена Кэ равная 8,7-10-6 дмсм'рад^ с^

Присутствие клея (медная. фольга к стеклотекстолиту приклеена клеем ) на скорость процесса выщелачивания существенного влияния не оказывает.

Как показали проведенные исследования сернокислотное

выщелачивание меди при' повышенных температурах и

концентрациях кислорода протекает без особых кинетических

осложнений. Характерно, что скорость растворения меди в

разбавленных растворах ( в допредельной области } хорошо

согласуется с' теоретическим расчетом. При накоплении в

растворе ионов меди ( запредельная область )

Ь Я*

экспериментальная константа скорости Кэ (8,7-10-6 дм / см рад с ^ ) становится больше константы скорости, вычисленной теоретически Кт (5,26-10-6 дм см"*"' рад с ), поскольку ионы меди выступают как 'катализатор окисления.

Зависимость скорости выщелачивания от температуры характеризуется■ энергией активации. Оценка энергии активации процесса проводилась путем' нахождения вркмени достижения определенного содержания меди а растворе (в интервале температур 40 -60 оС) и построения зависимости Ьп - Цт

Для данного процесса она составляет 18,57 кДж/моль. Это значение также подтверждает диффузионное течение процесса и не противоречит ранее опубликованным сведениям о кинетике взаимодействия между твердым металлом и жидким растворителем.

Проведенные исследования и расчеты подтвердили выбранные оптимальные условия выщелачивания меди в растворе 2И серной кислоты в присутствии окислителя;

температура время

50 оС; 3 часа;

концентрация окислителя - 0,048 моль/л.

ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ ЭЛЕКТРОННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ.. ...

Ярким примером многокомпонентных отходов радиоэлектронной промышленности явйяются отработанные печатные платы - богатый источник цветных и благородных металлов: серебра, меди, олова , свинца,алюминия,- цинка и др.

Цель исследования - это извлечение цветных и благородных металлов методом последовательного и поэтапного выщелачивания в различных растворах кислот с разделением компонентов в отдельные продукты.

По методу изготовления, печатные платы подразделяют на покрытые поверх оловянно-свинцового припоя Кислотостойким лаком и не покрытые. Лак слабо реагирует с кислотами, вследствие чего процесс выщелачивания металлов практически невозможен. Поэтому платы, покрытые лаком, , непосредственно перед выщелачиванием подвергаются обжигу в течении часа при температуре 350 оС. В результате лак быстро сгорает и открывает доступ кислоты к металлам, что приводит " к ускорению процесса, тем самым повышая растворимость металлов. После данной обработки такие платы перерабатываются вместе с остальными. Исследования- по определению оптимальных режимов выщелачивания проводились на экспериментальной установке, ■ аналогичной установке, используемой при исследовании процесса сернокислотного выщелачивания меди, приведенной выше.

Зависимость мвлечеция <Sn и Р& в уаств»уе с»лян»й кися»ти

Tevneyaiy?«, *С

рис. 3

Первым этапом переработки, плат являются снятие с них оловянно-свинцового припоя. В коде проведения исследований было установлено, что наиболее выгодно в . данном случае применять в качестве растворителя соляную кислоту. Это можно объяснить тем, что соляная кислота хорошо реагирует с словом и свинцом, и слабо действует на другие металлы, присутствующие на плате: серебро, медь, железо и др. Было установлено, что переход этих металлов в раствор настолько мал, что не мешает основному процессу - растворению оловянно-свинцового припоя, а наоборот ускоряет процесс, т.к. ионы железа (III) являются хорошим окислителем. В процессе выщелачивания оловянно-свинцового припоя раствором соляной кислоты образовывались твердый хлорид

свинца РЬС12, а олово (в присутствии ионов железа)

| .

переходило в раствор в виде хлорида олова (IV) - SllCl4. Разделение хлоридов производили фильтрацией, а полученные соли металлов поступали на извлечение металлических олова и свинца. В ходе . исследований по изучению растворения' металлов от времени и температуры выщелачивания, от концентрации кислоты были установлены оптимальные условия ведения процесса. Определена температура растворения припоя, равная 60 оС." Также было установлено, что дальнейшее увеличение нецелесообразно, т.к. начинается испарение соляной кислоты и выделение большого количества хлора. При времени выщелачивания равное 5 1 часам , температуре 60 оС и концентрации соляной кислоты 6N извлечение олова и свинца приблизительно одинаково и составляет 95-96 %. С увеличением продолжительности выщелачивания, извлечение металлов почти не увеличивается.

В ходе выполнения данной работы была изучена кинетика растворения оловянно-свинцового сплава, позволившая выявить некоторые особенности взаимного влияния

компонентов друг на друга; определены значения экспериментальной энергии активации; подробно рассмотрено влияние ионов водорода на процесс растворения сплава. Исходя из этого, был подтвержден диффузионный режим процесса растворения припоя в растворе соляной кислоты, т.е. скорость растворения сплава лимитируется скоростью диффузии к поверхности растворяемого металла.

Исходя из диффузионного характера процесса растворения, объяснено снижение скорости растворения при высоких концентрациях соляной кислоты: либо пассивация поверхностного слоя, растворяемого металла, либо значительная адсорбция водорода на нем. В результате

растворения оловянно-свинцового припоя от основной платы отделялись посеребренные медные контакты. Серебро с них извлекалось выщелачиванием их в растворе азотной .кислоты. Задача исследования состояла в том, что чтобы подобрать такой режим , при котором в раствор переходмло только серебро. В процессе исследования установлено, что серебро в течение 2,5 часов при температуре , равной 40 оС и концентрации азотной кислоты - 1,5М.

После тщательной промывки с медных контактов и . остатков платы извлекали медь методом сернокислотного выщелачивания .в присутствии . окислителя . , На .основании результатов проведенных исследований были подтверждены выбранные условия извлечения олова, свинца, меди и серебра методом поэтапного вьйцелачивания печатных плат в различных растворах кислот: ......

- для олова и свинца:

температура 60 оС; . , ....... .....

время - 5 часов; концентрация соляной кислоты - 6И;

- для меди.:

температура - 50 оС; вре1#я - 3 часа;

концентрация окислителя - 0,048 моль/литр; . - для серебра: температура - 40 оС; время - 2,5 часа;

концентрация азотной кислоты - 1,5 N.

: Опытно-промышленные испытания и разработка

/

|технологии по переработке МКО электронной и электротехнической промышленностей.

■/ ■ ■

Исходя из данных лабораторных исследований была ■ разработана схема (рис. ¿Г ) по переработке МКО

электронной и электротехнической промышленностей, содержащих цветные и благородные металлы. Эта схема опробавана на АО "Щербинкавторцветмет" в опытно-промышленных испытаниях.

В качестве сырья использовались лом и отходы электронной и электротехнической промышленностей, отходы стеклотекстолита с наклеенной медной фольгой и отработанные печатные платы, которые содержат серебро в виде покрытий на медных, контактах; медь - в виде сетки внутри платы, обрезков проводов с медной жилой и медных контактов после снятия с них серебряного покрытия; олово и свинец - в виде припоя.

Схема переработки электронного лома

Н, Еа!

рис. Я

Среднее содержание металлов в сырье составило: серебра - 2%; меди - 25 %; олова - 28 %; свинца - 23 %.

В процессе испытаний были определены следующие технологические параметры:

крупность сырья 3 всех металлов.

Во вращающийся реактор емкостью {Ь мЗ, внутри которогб находится перфорированный барабан, загружалось подготовленное сырье (измельченное и обоженное(если платы покрыты кислотостойким лаком) ). Затем поэтапно выщелачивали металлы: серебро, олово, свинец и медь. Для выщелачивания различных металлов применяли различные растворы кислот. Прежде всего добавляли бы раствор соляной кислоты для снятия оловянно-свинцового припоя (время процесса - 5 часов, температура - 60 оС) . Пульпа,

содержащая / хлориды олова и свинца, стекала сквозь отверстия перфорированного барабана на дно реактора ■и поступала на фильтрацию. Материал, находящийся в барабане промывался водой и промывные воды присоединяли к раствору, поступа*>щему на фильтрацию. После фильтрации твердый хлорид свинца РЬС12 оставался на фильтре, а хлорид олова БпС14 - в растворе. Осажденив олова осуществляли добавлением аммиака ЫНчОН, вследствие чего образовывался осадок - оловянной кислоты - НгБпОз, отделение которого совершали фильтрацией: НгБпОЗ - оставалась на фильтре, и при высушивании из нее испарялась, вода и оставалась чистая двуокись олова, которую подвергали плавке с углем для получения металлического олова.

В растворе, после фильтрации оставался аммиачный комплекс меди (Си ("Нз) 4} С1л в небольшом количестве,

который поступал на дальнейшее извлечение меди по

«

известной технологии. В результате данной операции

растворение оловянно-свинцового припоя, от плат отделялись

посеребренные медные контакты. Сырье разделялось за счет

разной крупности на, сите. Затем посеребренные медные

контакты обрабатывались 1,5 N раствором азотной кислоты в •

течении 2,5 часов при температуре - 40 оС при постоянном

I

перемешивании. За это время серебро с подложек полностью переходило в раствор в виде нитрата серебра - АдЫОз, Из отфильтрованного азотнокислого раствора серебро осаждалось хлоридом натрия в виде АдС1 и затем по отработанной технологии из него извлекали серебро. Отмытые медные контакты после снятия с них серебряного покрытия поступали вместе с остатками печатных плат(после снятия с них оловянно-свинцового припоя) и со стеклотекстолитом о наклеенной на него медной фольгой на извлечение меди. Выщелачивание меди производили в 2 N растворе серной кислоты в присутствии окислителя в течении трех часов при' температуре 50 оС. Медь при этом переходила в раствор в виде сульфата меди - СиБСМ. В зависимости . от предназначения отфильтрованный раствор СиЭ04 оставался или в виде медного, купороса или поступал на извлечение меди ' электролизом. Органические остатки после выщелачивания . . всех, .цветндо и благородных металлов отправляли в народное хозяйство в качестве наполнителей в

строительстве.. ......................

По данной схема было переработано 100 кг. многокомпонентных отходов электронной и. электротехнической промышленностей, содержащих цветные и благородные металлы.

Результаты лабораторных исследований и опытно-промышленных испытаний позволяют предложить схему комплексной переработки данного .вида сырья, с разделением серебра, олова, свинца и меди в отдельные продукты.

При проведении выщелачивания в разработанных условиях в полученных продуктах содержание металлов составило: в хлоридах олова и свинца - 78 % Бп и 74 % РЬ; в сульфате меди - 38 % Си; в хлориде серебра - 75,5 % Ад/ а извлечение металлов - 95 - 96 %.

Предложенная схема имеет ряд преимуществ перед существующими в настоящее время способами переработки МКО, .содержащих цветные и благородные металлы. Они состоят в ; следующем:

- технология позволяет перерабатывать сырье, которое в настоящее время направляется на медеплавильные комбинаты, ^де очень низкое сквозное извлечение цветных и благородных металлов;

- предлагаемая технология позволяет поэтапно извлекать цветные и благородные металлы и" разделять их в отдельные продукты;

схема позволяет добиться высокого извлечения серебра, меди, олова и свинца - 95 - 96 %;

- способ характеризуется простотой аппаратурного-оформления, применением невысоких температур. ,

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Рассмотрено современное состояние и основные направления развития гидро- и' пирометаллургических способов переработки многокомпонентных отходов электронной

и электротехнической промышленностей, содержащих цветные и благородные металлы. Проведен анализ существующих

технологических схем извлечения цветных и благородных

> *

металлов, в частности серебра, олова, свинца и меди. Обосновала целесообразность применения метода поэтапною выщелачивания меди, олова, свинца и серебра из специфического вида многокомпонентных отходов - печатных плат.

2. В результате исследования поэтапного выщелачивания цветных и благородных металлов из многокомпонентных отходов электронной и электротехнической промышленностей были установлены режимы проведения процесса с конечной целью -разделение; серебра, меди, олова и свинца в отдельные продукты.

3. Детально изучены механизмы растворенрня металлов, взаимного влияния компонентов друг на друга в процессе выщелачивания, выявлены особенности взаимодействия 'этих металлов с различными растворами кислот.

4. В ходе исследования был установлен избирательный характер соляной кислоты по отношению к олову, свинцу, меди: при выщелачивании <уювяино-свинцового припоя олово и свинец активно реагировало с соляной кислотой, в то время как медь практически не взаимодействовала с ней (извлечение не превышало 15 - 20 %), а наличие ионов железа ( различные детали, содержащиеся на плате) наоборот ускоряло процесс (на 10 - 15 %) т.к. ионы железа (III) являются хорошими окислителями.

5. Как показали проведенные исследования, сернокислотное выщелачивание меди при повышенных температурах и в присутствии кислорода протекает без особых кинетических осложнений; в результате исследования был подтвержден диффузионный характер процесса выщелачивания ( энергия активации для меди составила 18,57 кДж/моль, для олова -22,19 кДж/моль, для свинца- 21,03 кДж/моль).

6, Установлено, что заметное влияние на процесс выщелачивания оказывают такие параметры, как температура и продолжительность процесса, концентрация кислоты (для олова, .свинца и серебра) и концентрация окислителя ( для меди ).

В результате исследований были ойределены технологические параметры ведения процесса: Для меди:

- температура процесса - 50 оС;

- время процесса - 3 часа;- концентрация кислоты - 2К раствор Н2504;

- концентрация окислителя - 0,048 моль/литр. Для олова и свинца:

- температура процесса - 60 оС;

- время процесса - 5 часов;

- концентрация кислоты - раствор НС1. ,. Для серебра;

1 -температура процесса-'40 оС; ' - время процесса - 2,5 часа;

- концентрация кислоты -1,5 N раствор НЫОЗ.

7. На основании лабораторных исследований и опытно-промышленных испытаний разработана новая технология переработки многокомпонентных отходов, содержащих цветные и благородные металлы, с выделением каждого в отдельный продукт, в частности с получением БпОг, РЬС12, Си8С>4 и АцС1. Извлечение металлов составило 95 - 96 %.

♦

По материалам диссертации опубликованы следующие статьи:

1. Стрижко Л С,, Моисеева Н.Г., Урусова С.М. Извлечение олова и свинца 1П многокомпонентных отходов. Цветная металлургия, N 4, 1996 г.

2. Стрижко Л.С., Моисеева Н.Г., Урусова С.М. Извлечение меди из многокомпонентных отходов электроники. И-талия ВУЗов, Цветная металлургия, N 5,19% г.

Подписано в печать Ус. издат. листов

№ заказа 8 _Тираж ЮР__

Московский институт стали и сплавов 117936, Москва, Ленинский проспект, 4 Типография МИСиС, ул. Орджоникидзе 8/9