PL167256B1 - Sposób wytwarzania cyjanozłocinów metali alkalicznych o wysokiej czystości z odpadów zawierających złoto, zwłaszcza pochodzących z przemysłu elektronicznego - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania cyjanozłocinów metali alkalicznych o wysokiej czystości z odpadów zawierających złoto, zwłaszcza pochodzących z przemysłu elektronicznego polegający na otrzymaniu z metalicznego złota cyjanku złotawego a następnie jego syntezie z cyjankiem metalu alkalicznego do cyjanozłocinu, znamienny tym, że znajdujące się w odpadach złoto wyodrębnia się w formie koncentratu złota, praży w temperaturze 450-500°C i roztwarza w wodzie królewskiej , a otrzymany roztwór kwasu chlorzzłotaweoo po usunięciu tlenków azotu i oddzieleniu od wytrąconego chlorku srebra, redukuje się w temperaturze 20-50°C nasyconym roztworem piópsiaóczynu sodowego użytym w ilości 2 części wagowe na 1 część wagową złota w obecności 5-10% nadmiaru stężonego roztworu kwasu solnego, po czym wytrącone drobnoziarniste złoto oddziela się od roztworu, przemywa go wodą suszy w temperaturze 100-200°C i praży w temperaturze 450-500°C a następnie przeprowadza w cyjanek złotawy z którego po reakcji z cyjankiem metalu alkalicznego otrzymuje się cyjanozłocin metalu alkalicznego w formie gotowego produktu znanymi sposobami.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania cyjaeoołpcinów metali alkalicznych o wysokiej czystości z odpadów zawierających złoto, zwłaszcza pochodzących z przemysłu elektronicznego (od ilości śladowych wynoszących 0,01% Au, do odpadów zawierających kilkadziesiąt procent złota).

Cyjanozłociny metali alkalicznych o wysokim stopniu czystości używane są jako odczynniki w laboratoriach oraz do galwanicznego nanoszenia powłok ze złota, szczególnie w przemyśle elektronicznym. Przemysł elektroniczny wymaga aby naniesione metodą galwaniczną powłoki złota posiadały czystość rzędu 99,999%. W związku z tym składniki kąpieli galwanicznych nie mogą praktycznie zawierać metali, które w procencie elektrolizy mogłyby się osadzać razem ze złotem. Szczególnie niepożądane są zanieczyszczenia srebrem, miedzią i rtęcią. Inne metale występujące normalnie w złocie jak: żelazo, kobalt, nikiel, cyna, kadm i ołów mająjuż mniejsze znaczenie ale ich zawartość w cyjanozłocinie decyduje o czasie eksploatowania kąpieli galwanicznej, oraz o ilości złota, którą można osadzić z tej kąpieli. W miarę dosycania kąpieli cyjanozłocinem i osadzania złota na katodzie wzrasta zawartość zanieczyszczeń wprowadzonych z cyjanozłocinem i przy pewnej zwiększonej ich zawartości zaczynają zachodzić podczas elektrolizy procesy wtórne pogarszające jakość powłoki. Kąpiel musi być wtedy całkowicie wymieniona. Im czystszy jest wprowadzany cyjanozłocie tym więcej złota można osadzić z jednej kąpieli.

Znany z opisu patentowego polskiego pat. nr 86958 sposób otrzymywania cyjanozłocinów metali alkalicznych o wysokim stopniu czystości, polega na rozpuszczeniu metalicznego złota w wodzie królewskiej, redukcji otrzymywanego roztworu kwasu chlorpzłptpwegp, w obecności cyjanku metalu alkalicznego do cyjanozłocianu metalu alkalicznego, który z kolei rozkłada się kwasem solnym do cyjanku złotawego po czym poddaje reakcji syntezy z roztworem cyjanku metalu alkalicznego przy około 5% nadmiarze w stosunku do stechiometrii świeżo strąconego osadu cyjanku złotawego. Po oddzieleniu osadu cyjanku złotawego zawierającego strącone cyjanki metali ciężkich od roztworu, cyjanozłocin metalu alkalicznego wyodrębnia się przez zagęszczenie i krystalizację w formie gotowego produktu.

167 256

W znanych sposobach otrzymywania cyjanozłocinów metali alkalicznych, dla zabezpieczenia wysokiej czystości, warunkującej ich przydatność dla przemysłu elektronicznego, konieczne jest stosowanie surowca podstawowego, to jest złota metalicznego o zawartości conajmniej 99,5% Au.

Znane sposoby odzyskiwania metalicznego złota z różnego rodzaju elementów odpadowych polegają na roztworzeniu podłoża tych elementów przez działanie roztworów kwasów nieorganicznych i/lub ich mieszanin jak na przykład - kwasu siarkowego i kwasu azotowego lub kwasu siarkowego i azotanów (zgłoszenie patentowe polskie P-248216) lub mieszaniny kwasu siarkowego, kwasu azotowego i kwasu solnego (opis patentowy polski pat. nr 142656), lub kwasu siarkowego i 30% roztworu nadtlenku wodoru (opis patentowy polski pat.nr 146269) po czym pozostałe po roztworzeniu części stałe oddziela się od roztworu przez filtrację lub flotację, lub też poddaje działaniu związków chemicznych rozpuszczających złoto, a następnie wydziela produkt na przykład cynkiem w formie wysokoprocentowego koncentratu złota.

Wszystkie znane i stosowane metody odzysku złota z różnego rodzaju elementów odpadowych pozwalają na uzyskanie koncentratu złota o zawartości, w zależności od zastosowanej metody od 30% do 90% Au, a w najlepszym razie 98% złota.

Celem wynalazku jest uzyskanie z odpadów w prosty i tani sposób złota o zawartości conajmniej 99,5% Au w postaci drobnoziarnistego piasku o jednorodnej strukturze ziarn, o średnicy około 1 mm, łatwofiltrującej się łatworozpuszczającej się i nadającej się do otrzymania z niego w sposób bezpieczny z wysoką wydajnością produktu końcowego stanowiącego cyjanozłocin metalu alkalicznego o wysokim stopniu czystości.

Sposobem według wynalazku, koncentrat złota zawierający poniżej 98% Au. przeważnie około 90% Au otrzymany z odpadów znanymi sposobami praży się w temperaturze 450-500°C, a następnie roztwarza w świeżo przygotowanym roztworze wody królewskiej (użytym w ilości 5 części wagowych na 1 część wagową Au). Po dodaniu wody królewskiej otrzymany roztwór ogrzewa się dla usunięcia tlenków azotu, rozcieńcza wodą do dziesięciokrotnej objętości celem wytrącenia się chlorku srebra, oddziela roztwór kwasu chlorozłotowego od osadu - po czym redukuje w temperaturze 20 - 50°C nasyconym roztworem pirosiarczynu sodowego użytym w ilości 2 części wagowych na 1 część wagową złota, w obecności

5-10% nadmiaru stężonego roztworu kwasu solnego. Wytrącone złoto w formie jednorodnego drobnoziarnistego łatwofiltrującego się piasku oddziela się od roztworu, przemywa wodą do zaniku reakcji na jony Cl, suszy w temperaturze 100-200°C oraz praży w temperaturze 450-500°C. Tak otrzymane złoto zawiera conajmniej 99,5% Au, przeważnie 99,8% Au i można go w łatwy sposób przeprowadzić znanymi sposobami (poprzez cyjanek złotawy i reakcję z cyjankiem metalu alkalicznego) w cyjanozłocin metalu alkalicznego o wysokich wymaganiach jakościowych stawianych przez przemysł elektroniczny.

Wstępne wyprażenie koncentratu złota przed roztwarzaniem go w wodzie królewskiej pozwala na uzyskanie łatworoztwarzalnej formy koncentratu.

Podczas operacji roztwarzania koncentratu w wodzie królewskiej po odpędzeniu z roztworu kwasu chlorozłotowego tlenków azotu i rozcieńczeniu go wodą wytrąca się srebro w postaci AgCl. Przez oddzielenie roztworu kwasu chlorozłotowego od osadu usuwa się oprócz chlorku srebra, węgiel, krzemionkę i inne części nierozpuszczalne w kwasach.

Doświadczalnie stwierdzono, że wyredukowanie drobnokrystalicznego złota nasyconym roztworem pirosiarczynu sodowego w temperaturze 20-50°C użytym w ilości nie mniejszej niż 2 części wagowe na 1 część wagową złota w obecności 5-10% nadmiaru stężonego roztworu kwasu solnego uniemożliwia współstrącanie z nim innych metali znajdujących się w roztworze, utrzymując je w formie rozpuszczalnej.

Uzyskana sposobem według wynalazku drobnokrystaliczna jednorodna struktura ziarn pozwala na łatwe oddzielenie i odmycie zanieczyszczeń zwłaszcza takich jak Cu, Co, Ni, Fe, Cd i Zn które pozostają w roztworze po redukcji w formie chlorków.

Zaletą sposobu według wynalazku w stosunku do znanych sposobów otrzymywania cyjanozłocinów metali alkalicznych jest to że pozwala on na wykorzystanie odpadów produk4

167 256 cyjnych dla otrzymania z bardzo dobrą wydajnością cyjanozłocinu metalu alkalicznego o wysokiej czystości metodą bezpieczną, tanią i prostą.

Sposobem według wynalazku otrzymuje się produkt spełniający wysokie wymagania jakościowe z odpadów:

- zawierających 0,01-0,3% przykładowo takich jak: popłuczyny kąpieli galwanicznych, ażury i styki selektywnie złocone i tym podobne braki technologiczne,

- zawierających od 0,4-4% Au przykładowo takich jak: odpady produkcyjne: ścianki obwodów drukowanych, odpady sztukaterii, braki produkcyjne: ze styków, złota, obwodów drukowanych, diod, tranzystorów, obwodów· scalonych, elementy złocone ze zużytych urządzeń elektronicznych, odpady ze śladami złota, zużyte lub zatrute kąpiele galwaniczne, filtry galwaniczne polipropylenowe, polietylenowe,

- zawierających od kilku do kilkunastu procent złota przykładowo takich jak: zużyte elementy katodowe w postaci tarcz, prętów, trzpieni, siatki, łuski z elektrod i wanien, koncentrat osadów galwanicznych,

- zawierających kilkadziesiąt procent złota przykładowo takich jak nasycone żywice jonitowe, koncentraty ze wstępnych odzysków złota oraz

- zawierających około 90% koncentratów przykładowo takich jak: zgary i wytopki złota.

Otrzymany sposobem według wynalazku cyjanozłocin metalu alkalicznego spełnia wymagania stawiane przez przemysł elektroniczny i nie wymaga dodatkowego oczyszczania na przykład przez powtórną krystalizację.

Przykład. Do naczynia reakcyjnego umieszczonego na łaźni wodnej z możliwością ogrzewania i chłodzenia daje się ok. 4 kg odpadów, zalewa 24 dm³ 25% roztworu kwasu azotowego dodając go powoli małymi porcjami w temperaturze 40-70°C. Po zakończeniu roztwarzania roztwór odfiltrowuje się i kieruje do odzysku węglanu miedzi dla hutnictwa, a oddzielony koncentrat o zawartości około 90% Au praży się w temperaturze 490°C.

Następnie, 0,5 kg tak uzyskanego koncentratu umieszcza się ponownie w tym samym naczyniu reakcyjnym i zadaje małymi porcjami 2 dm3 wody królewskiej do całkowitego rozpuszczenia złota.

Z kolei roztwór odparowuje się w obecności kwasu solnego do odpędzenia tlenków azotu, rozcieńcza 10 dm3 wody i ogrzewa w temperaturze 70°C przez 4 godz. Po wystygnięciu roztwór filtruje się do drugiego naczynia reakcyjnego, po czym dodaje 2 dm3 roztworu stężonego kwasu solnego i 1 kg pirosiarczynu sodowego w postaci nasyconego roztworu w temperaturze 20-50°C i miesza się pod koniec reakcji. Wytrącone drobnokrystaliczne złoto po odfiltrowaniu na lejku Schotta, odmyciu wodą do zaniku reakcji na jony Cl', wysuszeniu w temp. 150°C a następnie wyprażeniu w temperaturze 500°C zawiera 99,8% Au (według wykonanej analizy kontrolnej).

Tak otrzymane złoto rozpuszcza się w 2 dm3 wody królewskiej do kwasu chlorozłotowego, który z kolei redukuje się do cyjanku złota mieszaniną 0,80 kg KOH cz. 0,34 kg K,S₂O₅ cz i 0,40 kg KCN cz. Oddzielony cyjanek złota rozpuszcza się w 0,16 kg cyjanku potasu czda, sączy, zagęszcza i krystalizuje gotowy produkt w ilości 0,66 kg. Zawiera on conajmniej 99,8% Kau/CN/₂, Cu poniżej 0,002%, Ni poniżej 0,003%, Ag poniżej 0,005%, Fe poniżej 0,001%, Al poniżej 0,03%, Co poniżej 0,003%, Ca poniżej 0,05% oraz Pb poniżej 0,002%.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wytwarzania cyjanozłocinów metali alkalicznych o wysokiej czystości z odpadów zawierających złoto, zwłaszcza pochodzących z przemysłu elektronicznego polegający na otrzymaniu z metalicznego złota cyjanku złotawego a następnie jego syntezie z cyjankiem metalu alkalicznego do cyjanozłocinu, znamienny tym, że znajdujące się w odpadach złoto wyodrębnia się w formie koncentratu złota, praży w temperaturze 450-500°C i roztwarza w wodzie królewskiej , a ottzymany roztwór kwasu chlrrozłtjawego po usnnięciu tlenóów azotu i oddzieleniu od wytrąconego chlorku srebra, redukuje się w temperaturze 20-50°C nasyconym roztworem pirosiarczynu sodowego użytym w ilości 2 części wagowe na 1 część wagową złota w obecności 5-10% nadmiaru stężonego roztworu kwasu solnego, po czym wytrącone drobnoziarniste złoto oddziela się od roztworu, przemywa go wodą, suszy w temperaturze 100-200°C i praży w temperaturze 450-500°C a następnie przeprowadza w cyjanek złotawy z którego po reakcji z cyjankiem metalu alkalicznego otrzymuje się cyjanpzłocie metalu alkalicznego w formie gotowego produktu znanymi sposobami.