Способ электрохимической рекуперации драгметаллов из лома и отходов

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ РЕКУПЕРАЦИИ ДРАГМЕТАЛЛОВ ИЗ ЛОМА И ОТХОДОВ(71) Заявитель Учреждение Белорусского государственного университета Научно-исследовательский институт физико-химических проблем(72) Авторы Макута Игорь Дмитриевич Карпович Руслан Иосифович Рахманов Юрий Петрович Корзун Георгий Михайлович Дроздович Валерий Брониславович Ивашкевич Олег Анатольевич Рахманов Сергей Кимович(73) Патентообладатель Учреждение Белорусского государственного университета Научно-исследовательский институт физико-химических проблем(57) Способ электрохимической рекуперации драгметаллов из лома и отходов на основе меди и ее сплавов, включающий анодное снятие золотого или золото-серебряного покрытия в перфорированных анодных блоках в сернокислом электролите при напряжении 1518 В с переводом этого покрытия в электролизный шлам и последующее извлечение драгметаллов из электролита, отличающийся тем, что анодное снятие осуществляют при вибрации анодных блоков с частотой 10-50 Гц, температуре 15-30 С, начальной анодной плотности тока 10-15 А/дм 2, в качестве сернокислого электролита используют 9-15 М водный раствор серной кислоты, а извлечение драгметаллов из электролита проводят путем центробежной сепарации.(56) Андронов В.П. и др. Опробование драгоценных металлов в полуфабрикатах, изделиях и отходах производства. - М. Металлургия. 1980. - С. 176177.2090633 1, 1997.4462879 , 1984.56123334 , 1981.01017827 , 1989. Изобретение относится к электрохимическому производству, в частности к рекуперации драгоценных металлов путем анодной обработки лома на основе меди и ее сплавов с целью селективного удаления золотого или золото-серебряного покрытия с поверхности отходов с получением твердого концентрата драгметаллов. Известен способ электрохимического растворения золота с поверхности металлических отходов за счет их анодной обработки в цианистых электролитах 1. Недостатками этого способа, обусловливающими его высокую стоимость и повышенную опасность для обслуживающего персонала и окружающей среды, являются 5278 1 образование в процессе электролиза легколетучего ядовитого цианистого водорода,растравливание металлической основы в процессе электролиза, вызывающее загрязнение электролита неблагородными металлами и, вследствие этого, необходимость частой замены электролита и его значительный удельный расход,необходимость обезвреживания значительных объемов отработанных цианистых растворов,высокая стоимость электролита 1. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ электрохимического удаления, с переводом в электролизный шлам,золота с поверхности металлических отходов в концентрированной серной кислоте(18 моль/л) при напряжении до 50 В и температуре 15-25 С 2. Металлический лом и отходы загружают в анодные медные сетчатые корзины, в качестве катодов используются листы из нержавеющей стали, титана или свинца. После обработки определенного количества позолоченных деталей электролит разбавляют водой в отношении 13-15, нагревают и дают отстояться 24 часа. Затем электролит сливают сифоном через фильтр, шлам переносят на фильтр, промывают водой и сушат в результате получают концентрат, содержащий до 30 золота и 5 серебра 2. Недостатками данного способа, ограничивающими его использование, являются высокое напряжение (до 50 В) и, соответственно, значительные энергозатраты при проведении электролиза,низкая степень концентрирования драгметаллов (до 35 ),разбавление электролита водой для извлечения из него золотосодержащего шлама, что обусловливает необходимость замены электролита и утилизации больших объемов разбавленных сернокислых растворов, содержащих тяжелые металлы. Задачей заявляемого способа является интенсификация технологического процесса рекуперации драгметаллов из лома и отходов на основе меди и ее сплавов при снижении удельных энергозатрат, увеличение степени концентрирования драгметаллов, повышение экологической безопасности производства. Поставленная задача достигается тем, что в способе рекуперации драгметаллов из лома и отходов, включающем анодное снятие золотого или золото-серебряного покрытия в перфорированных анодных блоках в сернокислом электролите при напряжении 15-18 В с переводом этого покрытия в электролизный шлам и последующее извлечение драгметаллов из электролита, анодное снятие осуществляют при вибрации анодных блоков с частотой 10-50 Гц, температуре 15-30 С, начальной анодной плотности тока 10-15 А/дм 2, в качестве сернокислого электролита используют 9-15 М водный раствор серной кислоты, а извлечение драгметаллов из электролита проводят путем центробежной сепарации - наиболее подходящим из известных методов, обеспечивающим необходимую производительность и экологическую безопасность на заключительной стадии процесса рекуперации. Сущность предложенного способа изложена в примерах, приведенных ниже. Пример 1. Берут 8-10 кг металлических контактов (основа - бронза, покрытие - золото с подслоем серебра), полученных в результате демонтажа разъемов-розеток типа СНП (СНП 34135 РВ и т.п.) и содержащих драгметаллы, мас.золото 4,0-4,2 серебро 4,5-4,9. Указанную лигатуру засыпают слоем высотой 60 см в два перфорированных титановых блока вертикального типа, которые закрепляют на анодной штанге электролизера, содержащего 600 литров 15 М раствора серной кислоты, катоды с общей рабочей поверхностью 0,2 м 2, титановые теплообменники с рабочей поверхностью 0,3 м 2 и специальное устройство, обеспечивающее вибрацию анодных блоков с частотой 50 Гц. На электролизер от источника постоянного тока подается напряжение 15 В, обеспечивающее 2 5278 1 начальную величину тока 1 кА при габаритной анодной плотности тока 15 А/дм 2. Рабочая температура электролита обеспечивается циркуляцией хладагента в теплообменниках. По мере протекания электролиза величина тока постепенно снижается и через 4-4,5 ч при незначительном росте напряжения (на 1-3 В) достигает величины 5-10 А, после чего электролиз заканчивают, обработанную лигатуру выгружают из анодных блоков и промывают остаточное содержание драгметаллов в бронзовой лигатуре не превышает 10-2 мас. . Полученный после отстаивания, декантации и(или) центробежного сепарирования промывных вод осадок, содержащий драгметаллы, присоединяют впоследствии к основному количеству концентрата, полученному при сепарировании электролита. Заключительная стадия заявляемого способа состоит в извлечении из электролита драгметаллов, образующих в процессе электролиза полидисперсный электролизный шлам. Для этого электролит, содержащий драгметаллы, перекачивается в накопительную ванну и затем подается на вход проточного центробежного сепаратора, обеспечивающего на выходе остаточную концентрацию драгметаллов в электролите не более 10-2 г/л. Очищенный электролит перекачивается обратно в электролизер, а накопившийся в сепараторе концентрат, содержащий после промывки и сушки до 90 драгметаллов (таблица), передается на аффинаж. Пример 2. Берут 2-3 кг металлических контактов (основа - латунь, покрытие - золото), полученных в результате демонтажа разъемов-вилок типа СНП (СНП 34-135 ВВ и т.п.) и содержащих драгметаллы, мас.золото 2,0-2,2. Указанную лигатуру засыпают слоем высотой 1 см в два перфорированных титановых блока горизонтального типа и далее проводят процесс аналогично примеру 1 с теми же показателями по содержанию драгметаллов в концентрате и обработанной лигатуре отличие состоит лишь в том, что величина начальной токовой нагрузки составляет 0,5 кА при габаритной анодной плотности тока 10 А/дм 2, содержание серной кислоты в электролите - 9 моль/л, частота вибрации - 10 Гц, время электролиза - 2-2,5 часа. Таблица Основные показатели прототипа и заявляемого процесса Достигнутый результат Прототип Предлагаемый 190 50(кВтч/кг) 2. Содержание драгметаллов в концентрате 35 90 3. Полнота извлечения драгметаллов из отходов 99 99,5 Как показали результаты, полученные для лома на основе бронзы и латуни, концентрация серной кислоты в электролите при сохранении остальных показателей процесса может варьироваться в пределах от 9 до 15 моль/л. За пределами указанного интервала наблюдается ухудшение выходных параметров за счет значительного анодного растравливания неблагородной основы (в области низких концентраций) и роста удельных энергозатрат (в области высоких концентраций). Наложение вибрации на анодные блоки в указанном электролите позволяет значительно увеличить их рабочую загрузку при высокой полноте извлечения драгметаллов из отходов и, соответственно, интенсифицировать процесс за счет роста токовой нагрузки и выхода драгметаллов в единицу времени. Так, при проведении процесса по примеру 1, но без наложения вибрации, полнота извлечения драгметаллов не превышает 32 при значительном (в 2,5-3 раза) росте удельных энергозатрат и анодном растравливании неблаго 3 5278 1 родной основы. В связи с этим получение сравнительных данных по влиянию вибрации проводилось также по примеру 2, т.е. в условиях максимально возможного снижения роли вибрации в процессе электролиза за счет уменьшения веса загрузки и высоты насыпного слоя. Как следует из полученных результатов (полнота извлечения драгметаллов не превышает 59 при росте удельных энергозатрат в 2,5 раза и анодном растравливании неблагородной основы), в отсутствие вибрации достижение приемлемой полноты извлечения драгметаллов возможно лишь при дальнейшем уменьшении количества загружаемой лигатуры и, соответственно, при снижении производительности оборудования. Сочетание двух факторов - оптимального состава электролита и вибрации анодных блоков - позволяет снизить удельные энергозатраты, а также избежать анодного растравливания неблагородной основы и, в результате, увеличить содержание драгметаллов в концентрате по сравнению с прототипом (таблица). Кроме того, использование метода сепарации позволяет осуществить одностадийное извлечение драгметаллов из электролита при полной его регенерации и последующем многократном использовании - в отличие от прототипа, предполагающего многоступенчатую (разбавление-нагрев-отстаивание-декантацияфильтрация) схему, однократное использование электролита и необходимость утилизации больших объемов разбавленных сернокислых растворов. Таким образом, предлагаемый метод позволяет интенсифицировать процесс электрохимической рекуперации драгметаллов при невысоких удельных энергозатратах,увеличить содержание драгметаллов в концентрате,обеспечить полный рецикл электролита, что снимает проблему утилизации отработанных сернокислых растворов и значительно повышает экологическую безопасность технологического процесса. Источники информации 1.. . . . .,, . 1974. 2. Андронов В.П., Высоцкий Л.А., Маренков Е.А. Опробование драгоценных металлов в полуфабрикатах, изделиях и отходах производства. - М. Металлургия, 1980. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4