Вторичная металлургия серебра



страница1/5
Дата27.06.2019
Размер0.68 Mb.
ТипРеферат
  1   2   3   4   5

Вторичная металлургия серебра

Реферат


Выполнил студент

Московский государственный институт стали и сплавов

Москва 2007

Введение

Серебро является одним из тех металлов, которые привлекли внимание человека еще в древние времена. История серебра тесно связана с алхимией, поскольку уже в те времена был разработан метод купелирования серебра.

Серебро является редким металлом, его содержание в земной коре равно

10-15 вес.%. В природе серебро встречается как самородное, так и в виде соединений — сульфидов, селенатов, теллуратов или галогенидов в различных минералах.

Серебро встречается также в метеоритах и содержится в морской воде.

В течение последних 15 лет мировое промышленное потребление серебра значительно превышает его добычу, улучшить показатели которой довольно сложно, поскольку три четверти добываемого серебра получается как побочный продукт при разработке месторождений других металлов. Это обязывает нас быть предельно экономными в расходовании металлов и использовать все возможности для максимальной реализации ресурсов этих металлов. В настоящее время потребление золота и серебра не перекрывается их добычей, поэтому возрастает роль вторичной металлургии платино-, золото- и серебросодержащих отходов.

Спецификой вторичной металлургии благородных металлов является многообразие физических форм и химических составов отходов, содержащих благородные металлы.

В большинстве случаев отходы изделий из благородных металлов содержат в себе относительно больше благородных металлов, чем руды, из которых добываются первичные золото, серебро, платина. Поэтому такие отходы выгоднее перерабатывать, чем руды. Но даже при переработке отходов с низким содержанием благородных металлов сбор и использование ценных компонентов из них все же рентабельны вследствие их высокой стоимости.

Переработка вторичного сырья, содержащего

серебро.


Характеристика вторичного серебросодержащего сырья.

Основными поставщиками серебросодержащего сырья являются фото- и кинопромышленность, химическая, электротехническая и радиопромышленности, зеркальное, часовое и ювелирное производства, лечебные учреждения.

Серебросодержащие отходы фото- и кинопромышленности образуются в процессе изготовления, обработки и порчи светочувствительных материалов или износа кинолент и фотоотпечатков.

На переработку поступают следующие основные виды сырья, содержащие серебро, %: серебро бромистое 35-66; серебро сернистое 45-65; зола кинопромышленности 45-52; зола фотобумаги 1,2-7; зола фотоотпечатков < 0,5.

Отходы химической промышленности поступают в виде отработанных контактных масс (20-80% Ag); отработанных катализаторов (более 80% Ag); шламов (от 60 до 80% Ag); лома серебряной аппаратуры (20-25% Ag).

Образование серебросодержащих отходов в зеркальной промышленности происходит в процессе серебрения зеркал, елочных украшений и т. д. В зеркальном производстве образуются следующие отходы, в которых присутствует Ag, %: зеркальный бой 0,05-0,2; бой елочных украшений 0,2-0,5; лом серебрильных кувшинов 10-25; сукно серебрильных столов (в золе) 40-50; шлам серебрильных столов 40-60; сернистое серебро, получаемое при осаждении серебра из зеркальных серебрильных растворов 40-60.

В следующих отходах полиграфической промышленности также имеется серебро, %: сернистое серебро 45-64; зола фотобумаги и фотоотпечатков 0,4-4; зола бумажных фильтров 30-60; хлористое серебро - более 50; осадки цементного серебра - более 50. Отходами ювелирных мастерских и заводов, обрабатывающих благородные металлы, являются соры. Их подразделяют на группе условиям образования и количеству присутствующего серебра, %: при плавке благородных металлов 0,5-7 0- при механической обработке 0,05-3,0; при химической и электрохимической обработке серебра 0,05-10.

Часовое производство направляет на переработку следующие виды сырья, содержащего Ag, %: серебряные припои - от 15 до 99; серебряные контакты 20-80; опилки и стружку - от 10 до 70 и др.

От лечебных учреждений на извлечение серебра поступают, %: зола рентгенопленки и фотоотпечатков - от 0,5 до 50; сернистое серебро 45-65.

Большое количество серебросодержащего сырья (до 30-40% Ag) перерабатывается в виде отходов электронной и электротехнической отраслей промышленности: вышедшие из строя серебряно-цинковые и серебряно-кадмиевые аккумуляторы (от 30 до 60%); сплавы-контакты, серебряные припои (от 5 до 99%); металлокерамические композиции 25-50.

Все отходы благородных металлов можно разделить на два вида сырья:

1) металлическое — серебросодержащие соры и золы, оксидные соединения серебра, серебро электролизное, серебросодержащие бракованные изделия и детали, бракованные полуфабрикаты в виде слитков, проката, проволоки, заготовок, порошков или их отходы; крупные серебряно-цинковые аккумуляторы, бракованные или вышедшие из строя; малогабаритные серебряно-цинковые аккумуляторы и др.;

2) неметаллическое - бромистое, сернистое, хлористое серебро; шламы фиксажных растворов и шламы зеркального производства; серебросодержащие соры, шлифы, зола кино-, фото- и рентгенопленки; катализаторы серебряно-пемзовые и др.; серебросодержащие шлаки.

Кроме перечисленных отходов на переработку поступают другие виды сырья, резко различающиеся химическими и физическими свойствами.



Извлечение серебра из электронного лома.

Особенности и состав электронного лома.

В настоящее время для производства вторичного металла все больше используется комплексный металлолом. В связи со сложностью переработки многокомпонентного лома появилась необходимость разработки новых технологий, позволяющих наряду с основным металлом извлекать и другие металлы, содержащиеся в ломе (Al, Fe, Сu, драгоценные металлы, Zn, Mg, нержавеющая сталь и т.д.). Извлечение и обогащение попутных металлов оказались экономически рентабельными - в результате можно получать более чистые металлы и дополнительные доходы. К трудноперерабатываемому лому относятся самолеты и их двигатели, электронно-вычислительная аппаратура, бытовая электроаппаратура, различные изделия электротехнической, электронной, автомобильной и машиностроительной промышленности.

Первичная обработка комплексного лома обычно заключается в его дроблении, обеспечивающем разделение металлов и неметаллических компонентов. Если в составе лома имеются крупногабаритные предметы, необходимо предусмотреть эффективное оборудование для их разрезания на куски, поддающиеся дроблению. Для дробления комплексного лома часто необходимо иметь не одну, а несколько дробилок различных типов, в зависимости от характера обрабатываемого лома.

Как правило, оборудование для переработки металлолома разработано на основе обогатительной техники. Однако при разработке эффективной техники для переработки лома необходимо обладать знаниями о специфических свойствах лома, а также возможностью постоянного совершенствования оборудования на основе опыта его эксплуатации.

Технология комплексной переработки такого лома обычно включает в себя:

- демонтаж оборудования и предварительную сортировку лома;

- измельчение и сепарацию лома;

- получение чистых металлов и других продуктов, товаров народного потребления,

а также использование полученного вторичного сырья в качестве добавки к

первичному сырью.

Лом и отходы производства и потребления продукции радиоэлектронных и электротехнических отраслей промышленности - богатый источник цветных и благородных металлов.

Особая ценность электронного и электротехнического лома состоит в том, что он является источником благородных металлов. Об объемах использования благородных металлов в электронике и электротехнике можно судить по следующим цифрам. во второй половине 80-х годов в капиталистических странах в электронике и электротехнике использовалось около 10% золота (до 1200-1400 г /т), платины - 7% (до 190-200 г/т), палладия и других платиновдов - около 50%, а также значительное количество серебра. Одна из основных целей, преследуемых при переработке многокомпонентного лома, - извлечение из него меди олова свинца, цинка, никеля и благородных металлов.

Важным фактором, свидетельствующим о целесообразности переработки сложных отходов, следует считать их вредное экологическое воздействие на окружающую среду.

Сжигание отходов электронной и электротехнической аппаратуры приводит к загрязнению атмосферы дымовыми газами и вредными химическими веществами, содержащими хлористый и фтористый водород, сернистый газ, соединения свинца и цинка, фенол, этилхлоргидрат, толуол, которые являются токсичными веществами 2-3 класса опасности.

Технологии переработки электронного оборудования с комплексным извлечением всех компонентов.

Перспективными технологическими схемами переработки многокомпонентного лома являются такие технологии, в которых осуществляется первичная обработка лома механическими методами с целью получения концентратов составляющих компонентов этого лома (черные, цветные, благородные металлы, пластмассы, дерево, стекло). Полученные концентраты должны подвергаться электролизу с селективным выделением благородных металлов, свинца и олова в шлам, меди - на катоде, а цинка, никеля и железа в раствор. Дальнейшая переработка шлама позволяет получать находящиеся в нем металлы в виде твердых продуктов. Отработанный электролит утилизируется путем его цементации с получением цементного осадка с высоким содержанием никеля, железа, цинкового купороса, пригодного для переработки, и др.

Основные направления переработки электронного лома.

Ведущими отечественными организациями в области переработке электронного лома являются Минсвязи РФ, НИИГиналмаззолото и некоторые другие.

В Минсвязи разрабатывается технология комплексной переработки лома радиоэлектронной аппаратуры, предусматривающая:

- механические методы измельчения лома и сепарации дробленого лома на компоненты;

- получение вторичного оловянно-свинцового припоя путем нагрева и последующего

центрифугирования лома печатных плат;

- получение чистых металлов электролитическими методами;

- переработку стекла, полимерных и деревянных материалов и производство из них

товаров народного потребления.

Технология, разрабатываемая в НИИГиналмаззолото, ориентирована на получение в основном благородных металлов из элементов и узлов электронного лома, их содержащих. Задач комплексной малоотходной переработки не ставится.

Другой особенностью технологии является широкое использование методов сепарации в жидких средах и некоторых других, характерных для обогащения руд цветных металлов.

ВНИИПвторцветмет специализируется на технологиях переработки отдельных типов лома: печатных плат, электронно-вакуумных приборов, блоков ПТК в телевизорах и др.

По плотности материал платы с большой степенью достоверности делится на две фракции: смесь металлов и неметаллов (+1,25 мм) и неметаллы (-1,25 мм). Такое разделение может быть осуществлено на грохоте. В свою очередь из фракции неметаллов при дополнительной сепарации на гравитационном сепараторе может быть выделена металлическая фракция и тем самым достигнута высокая степень концентрации получаемых материалов.

Часть (80,26%) оставшегося материала +1,25 мм может быть подвергнута повторному дроблению до крупности -1,25 мм с последующим выделением из него металлов и неметаллов.

На извлечение серебра из электронного лома существует достаточно много патентов, некоторые из них с технологией производства описаны ниже.

Способ извлечения благородных металлов (патент Российской Федерации RU2276196). Изобретение может быть использовано на предприятиях по получению цветных, благородных металлов и их сплавов, получаемых при утилизации электронных приборов и деталей. Способ включает дезинтеграцию радиоэлектронного лома, виброобработку с отделением тяжелой фракции, содержащей благородные металлы, сепарацию и выделение металлов, при этом полученный радиоэлектронный лом сортируют и отделяют металлические детали, оставшуюся часть лома подвергают виброобработке с отделением тяжелой фракции и сепарации, тяжелую фракцию после сепарации смешивают с предварительно отделенными металлическими деталями и подвергают смесь окислительному плавлению при подаче воздушного дутья в пределах 0,15-0,25 нм3 на 1 кг смеси, после чего проводят электрорафинирование полученного сплава в сульфатном растворе меди и выделяют из образовавшегося шлама благородные металлы. Благодаря способу обеспечивается высокое извлечение благородных металлов, %: золото - 98,2; серебро - 96,9; палладий - 98,2; платина - 98,5.

Описание изобретения: техническим результатом предлагаемого способа является повышение извлечения благородных металлов. Технический результат достигается тем, что в способе извлечения благородных металлов из узлов и конструкций электронной промышленности при утилизации, включающем дезинтеграцию, вибрацию, сепарацию и выделение благородных металлов, согласно изобретению узлы и конструкции разделяют на элементы из металла, элементы на пластиковой основе и элементы на керамической основе, дезинтеграции, вибрации и сепарации подвергают элементы на пластиковой и керамической основе, - каждую отдельно, с отделением тяжелой фракции, содержащей благородные металлы; смесь тяжелых фракций и элементов из металла подвергают окислительному плавлению при подаче воздушного дутья в пределах 0,15-0,25 нм3 на 1 кг смеси и проводят электрорафинирование полученного сплава в сульфатном растворе меди, а выделение благородных металлов проводят из образовавшегося при электрорафинировании шлама.

Способ поясняется чертежами на фиг.1 и 2.

По способу-прототипу (фиг.1) узлы и конструкции электронной промышленности последовательно подвергают дезинтеграции (1), вибрации (2), магнитной сепарации (3), электросепарации (4), после чего полученные концентраты поступают в вакуумно-термическую печь (5), где их подвергают испарительному разделению с улавливанием металлов в специальных конденсаторах (6, 7).

Предлагаемый способ (фиг.2) осуществляют следующим образом: узлы и конструкции электронной промышленности поступают на разборку до элементов, которые разделяют элементы из металла, элементы на пластиковой основе и элементы на керамической основе. Элементы на керамической и пластиковой основе подвергают (фиг.2) дезинтеграции, вибрации (2), магнитной сепарации (3), электрической сепарации (4), полученные тяжелые фракции смешивают в смесителе (5) с элементами металла, подвергают плавлению с подачей воздушного дутья в пределах 0,15-0,25 нм3 на 1 кг смеси в плавильной печи (6) и проводят электролиз в электрорафинировочной ванне (7) в сульфатном растворе меди с выделением из образовавшегося шлама благородных металлов.Верхний предел воздушного дутья 0,25 нм3 на 1 кг смеси объясняется тем, что увеличение параметра до 0,30 нм 3/1 кг смеси не приводит к увеличению извлечения благородных металлов. Нижний предел воздушного дутья 0,15 нм3 на 1 кг смеси приводит только к незначительному снижению благородных металлов, а снижение более чем до 0,15 нм3 на 1 кг смеси - к недопустимому снижению благородных металлов. Это может быть проиллюстрировано следующими примерами. Сравнительные опыты проводили с однотипными радиоэлектронными платами.

Благодаря предлагаемому способу обеспечивается высокое извлечение благородных металлов (в сравнении с прототипом увеличение извлечения по золоту составляет 3,2%; по серебру 1,1%; по палладию 28,1%; по платине 26,1%) при утилизации электронных деталей и конструкций, что видно из примеров и доказано экспериментально.

Формула изобретения: Способ извлечения благородных металлов из узлов и конструкций электронной промышленности при утилизации, включающий дезинтеграцию, вибрацию, сепарацию и выделение благородных металлов, отличающийся тем, что узлы и конструкции разделяют на элементы из металла, элементы на пластиковой основе и элементы на керамической основе, дезинтеграции, вибрации и сепарации подвергают элементы на пластиковой и керамической основе, каждую отдельно, с отделением тяжелой фракции, содержащей благородные металлы; смесь тяжелых фракций и элементов из металла подвергают окислительному плавлению при подаче воздушного дутья в пределах 0,15-0,25 нм3 на 1 кг смеси и проводят электрорафинирование полученного сплава в сульфатном растворе меди, а выделение благородных металлов проводят из образовавшегося при электрорафинировании шлама.

Способ электролитической регенерации серебра из серебряного покрытия на металлической основе (патент Российской Федерации RU2176290).

Изобретение может быть использовано при электролитическом извлечении серебра из серебряного скрапа электронных и электротехнических изделий. В процессе используют электролит, для анодного растворения серебра, который содержит серную кислоту с концентрацией 80,0-84,5 мас.% и сульфат серебра в количестве 15-40 г/л кислоты. Электролиз ведут при напряжении не более 1,8 В с выделением металлического серебра на катоде. Электролиз предпочтительно вести при 35-50oС c регенерацией серебра из покрытий на основе, содержащей медь, железо или алюминий. Достигаемый результат заключается в осуществлении катодного восстановления серебра из скрапа электронных и электротехнических изделий без разрушения материала их основы. При этом чистота металлического серебра, выделяемого на катоде, составляет не менее 99,9% при его извлечении 99,6-99,8%. В состав электролита входят широко используемые нетоксичные вещества.

Описание изобретения: изобретение может быть использовано при электролитическом извлечении серебра из серебряного скрапа электронных и электротехнических изделий. При регенерации серебра из серебряных покрытий на основе, содержащей медь, железо или алюминий, возникает проблема селективного извлечения серебра без разрушения основы и растворения припоя с одновременным получением высокочистого металлического серебра. При этом важное значение имеет ограничение вредного воздействия используемой технологии или ее компонентов на окружающую среду.

Техническим результатом является селективное электрохимическое извлечение серебра из скрапа, содержащего серебряные покрытия на металлической основе в присутствии припоя, с получением на катоде высокочистого металлического серебра, а также исключение из состава электролита токсичных веществ.

Технический результат достигается тем, что в способе электролитической регенерации серебра из серебряного покрытия на металлической основе, включающем анодное растворение серебра при нагревании в электролите, содержащем серную кислоту и добавку, согласно изобретению электролит содержит серную кислоту с концентрацией 80.0-84.5 мас.%, а в качестве добавки - сульфат серебра в количестве 15-40 г/л кислоты, причем электролиз ведут при напряжении не более 1.8 В с выделением серебра на катоде. Также тем, что электролиз ведут при 35-50oC, и тем, что регенерацию ведут из серебряного покрытия на основе, содержащей медь, железо или алюминий.

Использование для электролиза серной кислоты концентрацией 80.0-84.5 мас. % обеспечивает селективное анодное растворение серебряного покрытия и выделение на катоде порошка высокочистого металлического серебра. При концентрации серной кислоты выше 84.5 мас.% катодное серебро загрязняется примесью сульфида серебра, а при концентрации менее 80.0 мас.% начинается значительное анодное растворение металлической основы и припоя.

Использование сульфата серебра в составе электролита повышает его электропроводность и способствует формированию на катоде кристаллического осадка металлического серебра. При концентрации сульфата серебра менее 15 г/л кислоты на катоде образуется аморфный осадок серебра, а при концентрации более 40 г/л кислоты происходит выпадение сульфата серебра в осадок.

Осуществление электролиза при напряжении не более 1.8 В обеспечивает селективное анодное растворение серебра. При напряжении более 1.8 В происходит образование сульфида серебра на катоде, а также частичное растворение металлической основы и припоя.

Проведение электролиза при 35-50oC способствует поддержанию высокой скорости процесса. При температуре менее 35oC скорость процесса резко падает, а при температуре более 50oC начинается заметное анодное растворение припоя.

Осуществление электролиза в соответствии с вышеуказанными условиями позволяет селективно извлекать металлическое серебро из серебряных покрытий на основе, содержащей медь, железо или алюминий.

Указанные выше особенности и преимущества заявленного изобретения могут быть более наглядно пояснены нижеследующими примерами.

Формула изобретения: способ электролитической регенерации серебра из серебряного покрытия на металлической основе, включающий анодное растворение серебра при нагревании в электролите, содержащем серную кислоту и добавку, отличающийся тем, что, используют серную кислоту с концентрацией 80,0-84,5 мас.%, а в качестве добавки - сульфат серебра в количестве 15-40 г/л кислоты, причем электролиз ведут при напряжении не более 1,8 В с выделением серебра на катоде.

Способы переработки электронного лома за рубежом.

Известны четыре основных способа переработки электронного лома:

1) механический,

2) гидрометаллургический,

3) механический в сочетании с гидрометаллургической переработкой концентрата,

4) обжиг с последующей плавкой.

При этом известны технологии переработки как смешанного лома, так и его отдельных узлов (например, печатных плат) и элементов (например, полупроводниковых приборов).

На практике все фирмы, как правило, используют технологию для переработки смешанного лома. Наиболее широкую известность получили технологии и фирмы стран Западной Европы - Германии, Франции, Швеции, Швейцарии и др.

Анализ данных по технологиям зарубежных фирм показывает что рентабельность всех технологий обеспечивается за счет получения дорогостоящих чистых и благородных металлов.

Для обеспечения стабильности поступления сырья рекомендуется на одном предприятии перерабатывать смешанный промышленный и бытовой, электронный и электротехнический ломы.

Отдельные узлы и элементы радиоэлектронной и электротехнической аппаратуры содержат благородные металлы в количестве, обеспечивающем высокую рентабельность переработки этих узлов и элементов с целью извлечения благородных металлов.

Ниже представлены технологии главным образом зарубежных стран. Это объясняется тем, что отечественные технологии пока сложны и малорентабельны.

В большинстве случаев технологии получения благородных металлов сводятся к механическим методам получения чистых металлов на втором этапе. В СНГ наиболее ярким представителем такого подхода является НИИГиналмаззолото.

Разрабатываемый в Гиналмаззолото технологический процесс включает в себя механическое вскрытие, обогащение электронного лома, содержащего благородные металлы, и гидрометаллургическую переработку.

Обогащение предусматривает три степени дробления и сепарацию полученных продуктов с помощью гидроциклонов и методами флотации. Благородные металлы из обогащенного дробленого лома получают электролитическими методами.

Производительность по переработке электронного лома - до 1,5 т/ч.

Однако известны и другие методы получения благородных металлов, например плавкой обогащенного лома (технология фирмы Galika, Швейцария).

Фирма «Schneck» разработала технологию и оборудование для извлечения цветных и благородных металлов из узлов устаревших компьютеров: панелей, печатных плат, соединительных элементов и т.п.

Лом предварительно измельчают в двухвалковой дробилке и с помощью системы транспортно-погрузочных устройств подают в магнитный сепаратор для выделения железа. Затем обезжелезенный материал направляют в шнек для охлаждения жидким азотом с целью увеличения хрупкости материала и улучшения измельчения в ударно-молотковой дробилке и подают в воздушный сепаратор.


Каталог: uploads -> category items
category items -> Себестоимость продукции и пути ее снижения
category items -> «Разработка технологического процесса текущего ремонта карданной передачи ваз 21053»
category items -> Оценки стоимости поврежденных транспортных средств
category items -> 1. Назначение, устройство, принцип работы Назначение
category items -> Дипломный проект по предмету "ремонт и техническое обслуживание автомобилей" на тему "
category items -> Опиум и его производные
category items -> Искусство приготовления кулинария, поваренное дело одна из древнейших профессий. Разумеется, в доисторические времена приготовление носило примитивный характер
category items -> Исследование управления прибылью предприятия ОАО "васо" синтетическая оценка результатов анализа и общие выводы Расчетно-проектная часть Формулировка задач, по совершенствованию управления прибылью предприятия ОАО
category items -> Уральская Государственная Медицинская Академия Кафедра общей хирургии Заведующий д м. н. Ходаков В. В. История болезни Диагноз: Острый флегмонозный аппендицит. Местный ограниченный серозный перитонит Куратор
category items -> Источники электрического тока в автомобилях


Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница