EA019021B1

EA019021B1 - Method for extracting platinum from electronic scrap wastes

Info

Publication number: EA019021B1
Application number: EA201101357A
Authority: EA
Inventors: Любовь Тимофеевна Денисова; Виктор Михайлович Денисов
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2011-10-19
Publication date: 2013-12-30
Also published as: EA201101357A1; RU2458998C1

Abstract

A method relates to metallurgy and can be used for extracting precious metals, in particular platinum, from electronic scrap wastes. The method comprises the use of bismuth with addition of 1 wt% of indium as platinum collector in ratio of (2.0-2.5):1 to the initial material and oxidizing refining of the obtained molten bismuth-platinum by air at 900-1000°C. The technical result of the invention - simpler and cheaper method for extracting platinum from electronic scrap wastes.

Description

(57) Способ относится к металлургии и может быть использован при извлечении драгоценных металлов, в частности платины, из электронного лома. Способ включает использование висмута с добавкой 1 мас.% индия в качестве коллектора платины в соотношении (от 2,0 до 2,5):1 к исходному материалу и окислительное рафинирование полученного расплава сплава висмутплатина воздухом при температуре 900-1000°С. Техническим результатом изобретения является упрощение и удешевление способа извлечения платины из отходов электронного лома.(57) The method relates to metallurgy and can be used to extract precious metals, in particular platinum, from electronic scrap. The method includes the use of bismuth with the addition of 1 wt.% Indium as a platinum collector in a ratio (from 2.0 to 2.5): 1 to the starting material and oxidative refining of the obtained melt of bismuth platinum alloy with air at a temperature of 900-1000 ° C. The technical result of the invention is to simplify and reduce the cost of the method of extracting platinum from waste electronic scrap.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при извлечении платины из отходов электронного лома.The invention relates to metallurgy and can be used to extract platinum from electronic scrap waste.

Известен способ извлечения драгоценных металлов, основанный на переработке лома изделий электронной техники, преимущественно микроэлектронных схем, содержащих золото, серебро и металлы платиновой группы [патент ВИ № 2180011, МПК С22В 11/02, С22В 7/00, опубл. 27.02.2002 г.].A known method for the extraction of precious metals, based on the processing of scrap electronic products, mainly microelectronic circuits containing gold, silver and platinum group metals [patent VI No. 2180011, IPC С22В 11/02, С22В 7/00, publ. February 27, 2002].

Способ заключается в том, что сырье в виде электронного лома измельчают, проводят магнитную сепарацию измельченного материала, выделяют из немагнитной фракции ее металлической части в качестве концентрата благородных металлов с последующим использованием магнитной фракции в качестве реагента металлургического производства:The method consists in the fact that the raw materials in the form of electronic scrap are crushed, magnetic separation of the crushed material is carried out, isolated from the non-magnetic fraction of its metal part as a concentrate of precious metals, followed by the use of the magnetic fraction as a reagent in metallurgical production:

концентрирование благородных металлов из продуктов магнитной сепарации с использованием плавки;concentration of precious metals from magnetic separation products using smelting;

плавление немагнитной фракции в смеси со шлаком производства благородных металлов с отделением из ее продуктов тяжелого сплава, являющегося концентратором металлов;melting of the non-magnetic fraction in a mixture with slag for the production of precious metals with the separation of heavy alloy from its products, which is a metal concentrator;

перед использованием в качестве реагента магнитную фракцию сплавляют с кремнием, а затем кремнийсодержащий сплав применяют в качестве коллектора металлов платиновой группы.Before using as a reagent, the magnetic fraction is fused with silicon, and then a silicon-containing alloy is used as a collector of platinum group metals.

Недостатками данного способа являются: многостадийность процесса; необходимость магнитной сепарации (наличие никеля в магнитной фракции позволяет использовать ее в качестве реагента для приготовления тройного железоникелькремниевого коллектора, который используется для концентрирования и активации металлов платиновой группы в процессе плавки промпродуктов производства благородных металлов); необходимость использования специального оборудования и, вследствие этого, высокие энергозатраты.The disadvantages of this method are: multi-stage process; the need for magnetic separation (the presence of nickel in the magnetic fraction allows it to be used as a reagent for the preparation of a triple silicon-silicon collector, which is used to concentrate and activate the platinum group metals in the process of smelting industrial products of precious metals); the need to use special equipment and, as a result, high energy costs.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ, основанный на извлечении драгоценного металла в коллектор, в качестве которого используют металлический висмут [патент КИ № 2398900, МПК С22В 11/02, С22В 5/04, опубл. 18.02.2009 г.]. Способ включает измельчение отходов, их загрузку в печь с коллектором и плавку. Порошок коллектора смешивают с порошком отходов электродных отходов электронного сырья в соотношении 2:1 по массе. После загрузки смеси повышают температуру в печи до 850-1000°С при продувке инертным газом и подают воздух с одновременным прекращением подачи инертного газа для окисления металлического висмута и отделения королька, содержащего благородный металл, направляемый на аффинаж.The closest in technical essence and the achieved result is a method based on the extraction of precious metal into the collector, which is used as a metal bismuth [patent KI No. 2398900, IPC С22В 11/02, С22В 5/04, publ. 02/18/2009]. The method includes grinding the waste, loading it into a furnace with a collector, and smelting. The powder of the collector is mixed with the powder of waste electrode waste electronic raw materials in a ratio of 2: 1 by weight. After loading the mixture, the temperature in the furnace is increased to 850-1000 ° C with an inert gas purge and air is supplied while the inert gas is stopped to oxidize metallic bismuth and to separate the bead containing the noble metal sent for refining.

Недостатками данного способа являются: необходимость иметь специальную аппаратуру, позволяющую вести плавку в инертной атмосфере до 1000°С; повышение температуры без предварительной выдержки приводит к значительным потерям платины (в ряде случаев до 50%).The disadvantages of this method are: the need to have special equipment that allows melt in an inert atmosphere up to 1000 ° C; an increase in temperature without preliminary exposure leads to significant losses of platinum (in some cases up to 50%).

Техническим результатом изобретения является существенное упрощение способа извлечения драгоценных металлов, в частности платины, из электронного лома и следующее за этим снижение затрат на его осуществление.The technical result of the invention is a significant simplification of the method for the extraction of precious metals, in particular platinum, from electronic scrap and the subsequent reduction in the cost of its implementation.

Технический результат достигается тем, что в способе извлечения платины из отходов электронного лома, включающем измельчение лома и плавку в печи с использованием расплавленного коллектора, новым является то, что в качестве коллектора используют металлический висмут с добавкой 0,5-1,0 мас.% индия, который смешивают с отходами электронного лома в соотношении (2,0-2,5):1 по массе при температуре 800°С, выдерживают 30-45 мин, а затем повышают температуру в печи до 9001000°С и окисляют полученный расплав сплава висмут-платина продувкой воздухом с переходом висмута в оксид, а платины - в обогащенный платиной королек.The technical result is achieved by the fact that in the method of extracting platinum from electronic scrap waste, including scrap grinding and melting in a furnace using a molten collector, it is new that metal bismuth with an addition of 0.5-1.0 wt.% Is used as a collector indium, which is mixed with electronic scrap waste in a ratio of (2.0-2.5): 1 by weight at a temperature of 800 ° C, is held for 30-45 minutes, and then the furnace temperature is increased to 9001000 ° C and the resulting alloy melt is oxidized bismuth-platinum air purge with transition bismuth into oxide, and platinum into a platinum-enriched bead.

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данных и смежных областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критериям новизна и изобретательский уровень.Signs that distinguish the claimed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions when studying data and related areas of technology and, therefore, provide the claimed solution with the criteria of novelty and inventive step.

Способ осуществляют следующим образом. Для работы на воздухе, без защитной атмосферы готовят сплав - коллектор, который представляет собой металлический висмут с добавкой 0,5-1,0 мас.% Ιη. Такой сплав не окисляется на воздухе при температурах до 800°С в течение длительного времени. Меньшее содержание индия не выполняет своей функции (пассивации поверхности жидкого висмута), а большее - увеличивает вследствие высокой цены индия стоимость процесса. В расплавленный коллектор при 800°С (при меньшей температуре процесс перехода платины в жидкий коллектор идет медленно, а при большей температуре происходит достаточно сильное окисление расплава Βί + 1,0 мас.% Ιη) опускают электронный лом, содержащий платину. Выдерживают в этом расплаве 30-45 мин. Время определяется формой нахождения платины в исходном сырье (открытое, например, в виде контактов или в виде припоя). В таком расплаве при температуре 800°С растворяется до ~60 мас.% Р1 по отношению к исходной массе висмута [Самсонов Г.В., Абдусалямова М.Н., Черногоренко В.Б. Висмутиды. Киев: Наукова думка, 1977. 184 с]. Количество коллоктора (Βί + 1 мас.% Ιη) должно в 2,0-2,5 раза превышать предполагаемое количество извлекаемой платины (увеличивает скорость его извлечения, и часть его теряется при взаимодействии с кислородом воздуха). После того как произойдет насыщение коллектора платиной (при температуре 800°С до 60 мас.%) температуру повышают до 900-1000°С и окисляют полученный сплав, продувая через него воздух (индий при окислении блокирует поверхность от дальнейшего окисления, и этот процесс идет медленно). При этом висмут переходит в оксид (Βί₂Ο₃) и остается королек, обоThe method is as follows. To work in air, without a protective atmosphere, an alloy is prepared - a collector, which is a metal bismuth with the addition of 0.5-1.0 wt.% Ιη. Such an alloy does not oxidize in air at temperatures up to 800 ° C for a long time. A lower indium content does not fulfill its function (passivation of the surface of liquid bismuth), and a larger one increases the cost of the process due to the high price of indium. Electronic scrap containing platinum is lowered into the molten collector at 800 ° C (at a lower temperature, the process of transition of platinum to a liquid collector is slow, and at a higher temperature, sufficiently strong oxidation of the melt Βί + 1.0 wt.% Ιη takes place). Stand in this melt for 30-45 minutes. Time is determined by the form of platinum in the feedstock (open, for example, in the form of contacts or in the form of solder). In such a melt at a temperature of 800 ° C, up to ~ 60 wt.% P1 is dissolved in relation to the initial mass of bismuth [Samsonov GV, Abdusalyamova MN, Chernogorenko VB Bismuthids. Kiev: Naukova Dumka, 1977.184 s. The amount of collector (Βί + 1 wt.% Ιη) should be 2.0-2.5 times higher than the estimated amount of platinum to be extracted (increases the rate of its extraction, and part of it is lost when interacting with atmospheric oxygen). After the collector is saturated with platinum (at a temperature of 800 ° C to 60 wt.%), The temperature is increased to 900-1000 ° C and the resulting alloy is oxidized by blowing air through it (indium blocks the surface from further oxidation during oxidation, and this process slow). In this case, bismuth transforms to oxide (Βί ₂ Ο ₃ ) and the kinglet remains, both

- 1 019021 гащенный платиной, который после охлаждения передается на аффинаж.- 019021 enriched with platinum, which after cooling is transferred to refining.

Твердый оксид висмута восстанавливают до металла газами - восстановителями или углеродом отделяют от твердых остатков (которые состоят, как правило, из трудновосстановимых оксидов) путем отстаивания, фильтрации или другого способа и возвращают в голову процесса для повторного применения.Solid bismuth oxide is reduced to metal by gas - reducing agents or carbon is separated from solid residues (which consist, as a rule, of hardly recoverable oxides) by sedimentation, filtration or another method and returned to the head of the process for reuse.

Пример.Example.

Предложенный способ испытан и проверен в лабораторных условиях.The proposed method is tested and verified in laboratory conditions.

В 5 г расплавленного металлического висмута с добавлением 0,5-1,0 мас.% индия опускают электронный лом в виде порошка. После выдержки в течение 30-45 мин при 800°С платина переходит в расплав в количестве 99,2-99,5 мас.%. Затем повышают температуру до 900-1000°С и продувают полученный расплав воздухом 45-60 мин. Проведенный рентгенофазовый анализ показал, что после охлаждения в образующемся оксиде содержится только оксид висмута, а фазы на основе платины отсутствуют. С использованием атомно-абсорбционного спектрофотометра найдено, что в продуктах окисления содержится <0,004 мас.% патины. После охлаждения королек, обогащенный платиной, передается на аффинаж.In 5 g of molten metal bismuth with the addition of 0.5-1.0 wt.% Indium, electronic scrap is dropped in powder form. After exposure for 30-45 min at 800 ° C, platinum passes into the melt in an amount of 99.2-99.5 wt.%. Then the temperature is increased to 900-1000 ° C and the resulting melt is blown with air for 45-60 minutes. The X-ray phase analysis showed that after cooling, only bismuth oxide is contained in the resulting oxide, and there are no phases based on platinum. Using an atomic absorption spectrophotometer, it was found that oxidation products contained <0.004 wt.% Patina. After cooling, the platinum enriched bean is transferred to refining.

Таким образом, висмут с добавкой 0,5-1,0 мас.% индия является эффективным коллектором для платины, что существенно упрощает способ извлечения платины из электронного лома и снижает затраты на его осуществление.Thus, bismuth with the addition of 0.5-1.0 wt.% Indium is an effective collector for platinum, which greatly simplifies the method of extracting platinum from electronic scrap and reduces the cost of its implementation.

Claims

CLAIM

A method of extracting platinum from waste electronic scrap, including grinding the scrap and smelting in a furnace using a molten collector, characterized in that the collector is metal bismuth with an addition of 0.5-1.0 wt.% Indium, which is mixed with waste electronic scrap in the ratio (2.0-2.5): 1 by weight at a temperature of 800 ° C, incubated for 30-45 minutes, and then increase the temperature in the furnace to 900-1000 ° C and oxidize the obtained bismuth platinum alloy melt by blowing air with a bismuth transition to oxide, and platinum to enriched plat hydrochloric bead.

4 ^^ Eurasian Patent Organization, EAPO

Russia, 109012, Moscow, Maly Cherkassky per., 2