RU2764246C1 - Способ извлечения индия из отходов электронной промышленности - Google Patents
Способ извлечения индия из отходов электронной промышленности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2764246C1 RU2764246C1 RU2021105321A RU2021105321A RU2764246C1 RU 2764246 C1 RU2764246 C1 RU 2764246C1 RU 2021105321 A RU2021105321 A RU 2021105321A RU 2021105321 A RU2021105321 A RU 2021105321A RU 2764246 C1 RU2764246 C1 RU 2764246C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waste
- indium
- electronic industry
- field
- biosorbent
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
- C22B3/06—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic acid solutions, e.g. with acids generated in situ; in inorganic salt solutions other than ammonium salt solutions
- C22B3/08—Sulfuric acid, other sulfurated acids or salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/18—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes with the aid of microorganisms or enzymes, e.g. bacteria or algae
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B58/00—Obtaining gallium or indium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/006—Wet processes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области защиты окружающей среды в сфере деятельности электронной промышленности, а также в области захоронения твердых коммунальных отходов и может найти применение для сохранения и повторного использования редких и дорогостоящих ресурсов. Индий извлекают из отходов электронной промышленности, для этого отходы измельчают, подвергают кислотному выщелачиванию, затем осуществляют процесс биосорбции. В качестве биосорбента используют микроскопические водоросли рода Chlorella при показателе рН среды 2,5-3,5. Способ позволяет упростить извлечение индия, позволяющего снизить нагрузку на окружающую среду за счет уменьшения класса опасности электронных отходов, а также возвратить в производственный цикл редкий металл. 1 пр.
Description
Изобретение относится к области защиты окружающей среды в сфере деятельности электронной промышленности, а также в области захоронения твердых коммунальных отходов и может найти применение для сохранения и повторного использования редких и дорогостоящих ресурсов.
Известен способ извлечения индия из сульфатных цинковых растворов (патент RU №2238994, опубл. 27.10.2004), который заключается в реэкстракции индия раствором серной кислоты без добавления хлорид-ионов. В качестве экстрагента используют смесь фосфорорганических реагентов в органическом разбавителе, реэкстракцию проводят раствором серной кислоты. Смесь фосфорорганического реагента представляет собой сочетание ди-2-этилгексилфосфорной кислоты и изо-додецилфосфетановой кислоты.
Недостатком известного способа является сложность получения экстрагента и дополнительная нагрузка на окружающую среду за счет использования токсичных компонентов.
Известен способ выделения металлов с применением бактерий (патент RU №2716725, опубл. 16.03.2020). Данный способ предлагает проводить инкубацию суспензии, содержащей частицы минеральной руды, которая содержит требуемый металл, и биомассу, которая включает бактерии, способные связывать указанный металл.
Недостатком известного способа является то, что он требует многостадийности извлечения металлов. Процесс культивирования бактерий увеличивает время извлечения требуемого металла. Данный способ нуждается в применении сложного оборудования для получения эффективности процесса извлечения металла, что приводит к дополнительным экономическим затратам.
Наиболее близким к заявленному техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ извлечения индия из отходов электронной промышленности (CN103620070, опубл.05.03.2014), включающий измельчение отходов, которые потом подвергают кислотному выщелачиванию, затем осуществляют биосорбцию, используя в качестве биосорбента микроскопические водоросли. Данный способ принят за прототип.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого способа, - способ извлечения индия из отходов электронной промышленности, включающий измельчение отходов, кислотное выщелачивание измельченных отходов, осуществление биосорбции, при этом в качестве биосорбента используют микроскопические водоросли.
Недостатком известного способа, принятого за прототип, является то, что применяется гидротермальное выщелачивание, которое требует соблюдения значительного количества определенных параметров.
Техническим результатом изобретения является упрощение и удешевление способа извлечения индия, позволяющего снизить нагрузку на окружающую среду за счет уменьшения класса опасности электронного отхода, а также возвратить в производственный цикл редкий металл.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе извлечения индия, включающем процесс биосорбции, согласно изобретению извлекают индий из отходов электронной промышленности, для этого отходы измельчают, измельченные электронные отходы подвергают выщелачиванию при помощи серной кислоты, затем осуществляют процесс биосорбции, используя в качестве биосорбента микроскопические водоросли рода Chlorella, при показатели РН среды, равном 2,5-3,5.
Признаки заявляемого способа, отличительные от прототипа, -выщелачивание отходов проводят при помощи серной кислоты; в качестве биосорбента используют микроскопические водоросли рода Chlorella, причем показатель РН среды 2,5-3,5.
Отличительные признаки в совокупности с известными позволят снизить нагрузку на окружающую среду за счет уменьшения класса опасности электронного отхода, а также возвратить в производственный цикл редкий металл при упрощении и удешевлении способа извлечения индия.
Заявителю неизвестно использование в науке и технике отличительных признаков способа извлечения индия с получением указанного технического результата.
Содержание индия в мониторах компьютеров составляет 0,077%, в экранах смартфонов - 0,0715%, в экранах мобильных телефонов 0,06% от общего количества металлов. В природной среде содержание индия варьируется в диапазоне от 0,001 до 0,1%. При этом индий не имеет собственных месторождений, и является побочным при добыче других металлов.
Заявленный способ осуществляется следующим образом:
Отходы электронной промышленности, на примере экранов мобильных телефонов/смартфонов и мониторов. Компонентный состав экранов представляется из пластиковой рамы, пленок, металлической рамы, дисплея и светодиодов (LED).
Экраны мобильных телефонов/смартфонов и мониторы измельчают в шаровой мельнице, при скорости измельчения 450 оборотов в минуту, степень измельчения менее 1 мм, время воздействия составляет 2 минуты.
Полученный порошок подвергается выщелачиванию при помощи 1М серной кислоты, соотношение твердого вещества к раствору составляет 1:50.
Следующим этапом извлечения индия из раствора является организация процесса биосорбции. В качестве биосорбента используют микроводоросли Chlorella Vulgaris, Chlorella Sorokiniana и Scenedesmus sp.Эффективность сорбции металлов данными микроводорослями доказаны многими исследователями. Процесс биосорбции проходит при заданных параметрах рН среды и дозы биосорбента.
В лабораторных условиях был смоделирован процесс биосорбции индия при комнатной температуре 22±2°С. Для более полноценного и качественного исследования был проведен полный факторный эксперимент. Параметр концентрации индия в растворе являлся постоянным и составлял 500 мг/кг. Время контакта раствора и биосорбента составило 90 мин. Остальные параметры, такие как доза биосорбента и рН среды были взяты различные для того, чтобы определить наиболее эффективные. Значение рН среды варьировалось в диапазоне от 2,5 до 3,5, так как при более высоком показателе рН среды индий выпадает в осадок, а при значениях рН среды ниже 2,5 биосорбция микроскопическими водорослями недопустимо, так как водоросли в данных условиях не функционируют. Доза биосорбента составила в диапазоне от 0,2 до 3,0 г/л.
Анализ полученных результатов показал, что наиболее эффективными параметрами извлечения индия являются: микроводоросли рода Chlorella, значение рН среды составило 3,0, при данных параметрах биосорбент имеет более высокую сорбционную емкость.
На основании проведенных экспериментальных исследований было доказано, что извлечение индия микроскопическими водорослями возможно. Эффективность извлечения составила до 70%. Благодаря извлечению редкого и токсичного металла из отходов снижается негативная нагрузка на окружающую среду и появляется возможность возврата металла в производственный цикл.
Таким образом, заявленный способ извлечения индия из отходов электронной промышленности (мониторов и экранов мобильных телефонов/смартфонов) является экологически безопасным при высокой эффективности процесса, так как в качестве биосорбента используются микроводоросли, которые являются природными сорбентами металлов, легко возобновляемыми в лабораторных условиях, и не требующие разработки системы очистки после процесса биосорбции. Способ позволяет существенно упростить, удешевить технологический процесс извлечения индия из отходов электронного сырья.
Claims (1)
- Способ извлечения индия из отходов электронной промышленности, включающий измельчение отходов, кислотное выщелачивание измельченных отходов, осуществление биосорбции, при этом в качестве биосорбента используют микроскопические водоросли, отличающийся тем, что выщелачивание отходов проводят при помощи серной кислоты, а в качестве биосорбента используют микроскопические водоросли рода Chlorella, причем показатель рН среды 2,5-3,5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021105321A RU2764246C1 (ru) | 2021-03-01 | 2021-03-01 | Способ извлечения индия из отходов электронной промышленности |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021105321A RU2764246C1 (ru) | 2021-03-01 | 2021-03-01 | Способ извлечения индия из отходов электронной промышленности |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2764246C1 true RU2764246C1 (ru) | 2022-01-14 |
Family
ID=80040492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021105321A RU2764246C1 (ru) | 2021-03-01 | 2021-03-01 | Способ извлечения индия из отходов электронной промышленности |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2764246C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU50448A1 (ru) * | 1936-05-31 | 1936-11-30 | Т.Р. Аврамова | Способ извлечени инди из промышленных отходов |
| JP2009155717A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-16 | Dowa Eco-System Co Ltd | インジウムの回収方法 |
| CN103620070B (zh) * | 2011-08-12 | 2015-04-15 | 公立大学法人大阪府立大学 | 铟的回收方法 |
| US20190292627A1 (en) * | 2016-11-03 | 2019-09-26 | Mint Innovation Limited | Process for recovering metal |
-
2021
- 2021-03-01 RU RU2021105321A patent/RU2764246C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU50448A1 (ru) * | 1936-05-31 | 1936-11-30 | Т.Р. Аврамова | Способ извлечени инди из промышленных отходов |
| JP2009155717A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-16 | Dowa Eco-System Co Ltd | インジウムの回収方法 |
| CN103620070B (zh) * | 2011-08-12 | 2015-04-15 | 公立大学法人大阪府立大学 | 铟的回收方法 |
| US20190292627A1 (en) * | 2016-11-03 | 2019-09-26 | Mint Innovation Limited | Process for recovering metal |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Nicomel N.R. et al. Microalgae: a sustainable adsorbent with high potential for upconcentration of indium(III) from liquid process and waste streams., Green Chemistry, 2020, 21.02.2020. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lan et al. | A novel method to recover ammonia, manganese and sulfate from electrolytic manganese residues by bio-leaching | |
| Panda et al. | Biotechnological trends and market impact on the recovery of rare earth elements from bauxite residue (red mud)–A review | |
| EP3008219B1 (en) | Process of isolating rare earth element scandium | |
| CN100510126C (zh) | 一种废弃线路板综合资源化处理方法 | |
| CN101962712A (zh) | 嗜酸性细菌混培物浸出废旧线路板中有价金属的方法 | |
| CN105152448B (zh) | 一种冶炼烟气产生的含砷污酸废水的处理方法 | |
| Xie et al. | Leaching of indium from end-of-life LCD panels via catalysis by synergistic microbial communities | |
| CN101898861A (zh) | 一种有毒金属底泥的微生物解毒及固化无害化方法 | |
| Jin et al. | Enhanced biosorption of Sb (III) onto living rhodotorula mucilaginosa strain DJHN070401: optimization and mechanism | |
| CN101497483B (zh) | 低成本反应型水处理剂处理矿业和矿冶废水的方法 | |
| Lv et al. | Bioleaching of silicon in electrolytic manganese residue using single and mixed silicate bacteria | |
| CN110668466B (zh) | 一种电解锰渣无害化处理方法 | |
| RU2764246C1 (ru) | Способ извлечения индия из отходов электронной промышленности | |
| Pinto et al. | Algal sorbents and prospects for their application in the sustainable recovery of rare earth elements from E-waste | |
| Bai et al. | Bioleaching for extracting heavy metals from electronic waste sludge | |
| CN101745529A (zh) | 一种放射性锶-90污染土壤的处理方法 | |
| CN101392327B (zh) | 一种微生物浸取废弃印刷线路板中铜的方法 | |
| Wang et al. | Behavior and mechanism of low-concentration rare earth ions precipitated by the microbial humic-like acids | |
| CN110922009A (zh) | 一种含重金属污泥的处理方法 | |
| CN113072272A (zh) | 一种市政污泥中重金属脱除与磷回收利用方法 | |
| Zhou et al. | A novel process for the biological detoxification of non-metal residue from waste copper clad laminate treatment: From lab to pilot scale | |
| CN113621803B (zh) | 一种利用生物浸出分离离子型稀土尾矿中镧和钕的方法 | |
| CN112176189B (zh) | 一种废旧电路板中有价金属的生物浸出法 | |
| CN204237681U (zh) | 一种高效工业废水末端水除砷设备 | |
| Amato et al. | Spent liquid crystal display panel processing by hydrometallurgical methods |