Введение к работе
Актуальность работы.
В настоящее время потребность в драгоценных металлах
постоянно растет и приходится решать эту проблему путем
организации переработки отходов радиоэлектронной
промышленности.
Резкое сокращение добычи драгоценных металлов объясняет возрастающую роль вторичной металлургии. Экономически извлечение золота, серебра, платины и палладия из отходов является более выгодным, чем из руд.
В настоящее время, с помощью вторичной металлургии эту проблему решают многие европейские государства, которые получают до 15% драгоценных металлов при переработке лома радиоэлектронной промышленности.
Проблема дефицита благородных металлов обусловила появление в России комплексов по переработке лома радиоэлектронной промышленности. В настоящее время требования к комплексам по переработке достаточно высокие, учитывающие максимальное извлечение драгметаллов из бедного сырья и уменьшение массы хвостов-остатков. Немаловажно и то, что наряду с извлечением драгметаллов можно получать еще и цветные металлы, например, медь, никель, алюминий и другие.
Существующие технологии позволяют перерабатывать большие партии отходов, содержащих драгметаллы, что приводит к объединению партий лома различных поставщиков.
Данная работа представляет собой развитие идеи переработки радиоэлектронного лома с большой скоростью, что позволяет избежать объединения сырья и обеспечивает точный экономический расчет с каждым поставщиком в отдельности.
Исследования выполнялись в рамках федеральной программы «Исследования и разработка по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2007-2012 годы» по теме «Разработка технологии и комплекса оборудования для переработки металлосодержащих отходов с выделением товарных металлов» № 2007-5-2.5-17-04.
На данный момент работа ведется по проекту № 2.1.2/3788 «Исследование физико-химических превращений в гетерогенных системах при высокотемпературных процессах» в рамках аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы на 2009-2010 годы».
Цель работы.
Повышение эффективности технологии извлечения благородных металлов из медно-никелевых анодов, полученных при переработке лома радиоэлектронной промышленности.
Методы исследований.
В работе были использованы экспериментальные и теоретические методы исследований. Экспериментальные исследования выполнялись на лабораторной установке, созданной на базе Горного института. Количественный и химический состав проб растворов определялся методами классической аналитической химии. Использовались методы рентгеноспектрального микроанализа (РСМА). Обработка полученных результатов лабораторных и теоретических исследований проводилась с помощью программ Excel, Matlab и Mathcad.
Научная новизна.
определен состав электролита для ведения процесса растворения анодов, с повышенным содержанием благородных металлов и примесями свинца, позволяющий избежать пассивирующего эффекта.
проведены исследования по использованию «кипящего слоя» в катодном пространстве, благодаря которому происходит увеличение площади катода, позволяет предотвратить выделение водорода на нем и значительно повысить плотность тока.
установлено, что электролит, переведенный из катодного пространства в анодное, электрохимически воздействуя на анод, позволяет увеличить скорость процесса растворения.
выполнены теоретические расчеты с целью определения стабильного нахождения благородных металлов в растворе электролита, содержащего ионы
хлора, на основе которых построены графики зависимости потенциала анода от рН электролита (диаграммы Пурбэ), позволяющие спрогнозировать переход благородных металлов в раствор. Практическая значимость работы.
разработана технология переработки медно-никелевых анодов с высоким содержанием примесей;
даны рекомендации по выбору оптимального состава электролита для растворения медно-никелевых анодов с повышенным содержанием благородных металлов;
создана электрохимическая ванна, позволяющая проводить технологический процесс при высоких плотностях тока и циркуляции электролита из катодного в анодное пространство.
Новизна технических решений подтверждена патентом РФ № 2237750, 2003г., получено положительное решение по заявке на изобретение «Способ электрохимического растворения медно-никелевых анодов с целью извлечения благородных металлов», № 2008148958/02, 2008 г.
Основные положения, выносимые на защиту.
Электролитическое растворение анодов обеспечивает разделение благородных металлов на золотосодержащий шлам, медно-палладиево-графитовый продукт и электролит, содержащий благородные металлы.
Растворение медно-никелевых анодов, содержащих 2-5% Ag, 0,1-0,3% Pd, 0,1-0,5% Au, 1-12% Fe и т.д., в сульфат-хлоридном электролите с плотностями тока, при которых происходит активный разряд ионов водорода на катоде, возможно осуществлять при условии циркуляции электролита из катодного в анодное пространство и «кипящего слоя» в катодном пространстве.
Апробация работы.
Основные материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных конференциях студентов
и молодых ученых «Полезные ископаемые России и их освоение» (Санкт-Петербург, 2003 г.), Международной конференции «Металлургические технологии и оборудование» (Санкт-Петербург, Апрель 2003 г.), Всероссийском конкурсе на лучшие научные работы студентов по естественным и техническим наукам (Москва, 2004 г.), Ежегодной научной конференции молодых ученых «Полезные ископаемые России» (Санкт-Петербург, 13-29 марта 2006 г).
Публикации.
Основные положения диссертации опубликованы в пяти печатных трудах: 4 статьи и 1 патент.
Структура диссертации.
Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы. Работа изложена на 102 страницах машинописного текста, содержит 21 таблицу, 20 рисунков. Библиография включает 132 наименования.
