Способ извлечения серебра из серебросодержащего скрапа

 

Изобретение может быть использовано для извлечения серебра из скрапа электронных и электротехнических изделий, содержащего серебряные покрытия на основе латуни, бериллиевых бронз или чистой меди. Скрап обрабатывают смесью концентрированных серной и азотной кислот с содержанием азотной кислоты 5,0 - 15,5 об.%. Кислотную обработку скрапа ведут при 30 - 50^oС в течение 4 - 15 мин. Отделяют обессеребряный скрап от реакционного раствора, который разбавляют 2,5 - 3 раза водой. Полученный осадок сульфата серебра отфильтровывают от маточного раствора, сушат, спекают с гидроксидом калия с получением порошкообразного металлического серебра. Кислотную обработку скрапа ведут при механическом перемешивании или барботирования сжатым воздухом реакционной среды. Маточный раствор может быть упарен до образования концентрированной серной кислоты, откорректирован по содержанию азотной кислоты и возвращен в голову процесса. Достигается селективное и полное извлечение серебра из скрапа при снижении на 30 - 50^oС температуры процесса и уменьшения в 2 - 7 раз продолжительности кислотной обработки. Кроме того, способ является малоотходным и экологически безопасным. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к металлургии благородных металлов, преимущественно к извлечению серебра из серебросодержащего скрапа электронных и электротехнических изделий.

При утилизации электронных и электротехнических изделий выделяют скрап, содержащий серебряные покрытия на основе латуни, бериллиевых бронз или чистой меди. В частности, при утилизации серебряно-цинковых аккумуляторов может быть выделен скрап в виде посеребренных медных перемычек и болтов и латунных гаек. Содержание серебра в этом скрапе составляет около 1 мас.%. Поэтому при кислотной обработке скрапа возникает проблема селективного и полного перевода серебра в раствор без разрушения основы, которая может быть использована повторно.

Известен способ извлечения серебра из серебросодержащего скрапа электронных и электротехнических изделий, содержащего серебряные покрытия на основе латуни, бериллиевых бронз или чистой меди, путем растворения серебра в кислых растворах хлорида трехвалентного железа при температуре 80^oC [1].

Основным недостатком способа является полный перевод в раствор как серебра, так и материала основы.

Известен также способ извлечения серебра из серебросодержащего скрапа электронных и электротехнических изделий, включающий обработку скрапа при 82^oC в течение 30 мин смесью концентрированных серной и азотной кислот при содержании азотной кислоты 1 - 5 об.% с добавлением 70 об.% воды, отделение реакционного раствора от нерастворимой части скрапа, обработку раствора цианидом натрия с получением осадка цианида серебра и отделение осадка от маточного раствора.

Недостатками этого способа являются полный перевод в раствор как серебра, так и остальных металлических компонентов скрапа, относительно высокая температура процесса, а также использование высокотоксичного цианистого реагента.

Изобретение направлено на решение задачи селективного кислотного извлечения серебра из скрапа, содержащего серебряные покрытия на основе латуни, бериллиевых бронз или чистой меди, без разрушения основы, снижение температуры и продолжительности процесса, а также на обеспечение экологической чистоты способа.

Поставленная задача решается тем, что в способе извлечения серебра из серебросодержащего скрапа, включающем обработку скрапа смесью концентрированных серной и азотной кислот при нагревании, отделение обессеребряного скрапа от реакционного раствора, обработку раствора с получением серебросодержащего осадка и отделение осадка от маточного раствора, согласно изобретению содержание азотной кислоты в смеси составляет 5,0 - 15,5 об.%, кислотную обработку скрапа ведут при температуре 30 - 50^oC в течение 4 - 15 мин, а обработку реакционного раствора осуществляют путем 2,5 - 3-кратного разбавления его водой с получением серебросодержащего осадка в виде сульфата серебра.

Поставленная задача решается также тем, что кислотную обработку скрапа ведут при механическом перемешивании или барботировании сжатым воздухом реакционной среды.

На решение поставленной задачи направлено и то, что маточный раствор упаривают до образования концентрированной серной кислоты, корректируют по содержанию азотной кислоты и возвращают в голову процесса.

Использование для обработки скрапа смеси концентрированных серной и азотной кислот с содержанием азотной кислоты 5,0 - 5,5 об.% обеспечивает интенсивный перевод серебра в раствор без корродирования медьсодержащей основы. При содержании азотной кислоты менее 5,0 об.% существенно падает скорость перевода серебра в раствор, а при содержании более 15,5 об.% в смеси появляется свободная азотная кислота, которая вызывает интенсивную коррозию медьсодержащей основы.

Осуществление кислотной обработки скрапа при температуру 30 - 50^oC способствует интенсивному переводу серебра в раствор. При температуре менее 30^oC резко падает скорость перевода серебра в раствор, а при температуре более 50^oC существенно возрастает растворимость сульфата меди в концентрированной серной кислоте, что приводит к корродированию медьсодержащей основы.

Проведение кислотной обработки в течение 4 - 15 мин обеспечивает полный перевод серебра в раствор. Если время обработки составляет менее 4 мин, то имеет место неполное снятие серебряного покрытия, а длительность обработки более 15 мин нецелесообразна по причине полного перевода серебра в раствор.

Обработка реакционного раствора путем 2,5 - 3-кратного разбавления его водой обеспечивает полный перевод серебра из раствора в осадок в вида сульфата серебра, что исключает использование токсичных реагентов для осаждения серебра. При меньшем или большем разбавлении часть серебра остается в растворе.

Проведение кислотной обработки скрапа при механическом перемешивании или барботировании реакционной среды сжатым воздухом способствует постоянному обновлению контактирующих участков поверхности компонентов скрапа, что обеспечивает полноту перевода серебра в раствор.

Упаривание маточного раствора до образования концентрированной серной кислоты с коррекцией по содержанию азотной кислоты и возврат кислотной смеси в голову процесса сокращают расход кислот и обеспечивают экологическую чистоту способа.

Сущность и преимущества предлагаемого способа могут быть пояснены примерами, в которых приведены сведения по снятию серебряных покрытий со скрапа в виде гаек, болтов и перемычек отработанных серебряно-цинковых аккумуляторов.

Пример 1. Осуществляют снятие серебряного покрытия с латунных гаек М16, которые в количестве 90 штук общим весом 1371 г помещают во фторопластовый стакан емкостью 1 л и заливают 0,5 л нагретой до 30^oC смеси концентрированных серной и азотной кислот с содержанием азотной кислоты 15,5 об.%. Стакан закрывают плотно завинчивающейся крышкой и помещают на рольганг, обеспечивающий его вращение со скоростью 5 - 10 об/мин. После 15 мин обработки стакан вскрывают, гайки отделяют на воронке Бюхнера от реакционного раствора, промывают водой и сушат на воздухе. Реакционный раствор разбавляют водой в 2,5 раза, выпавший осадок сульфата серебра отделяют от маточного раствора на фильтре Шотта и сушат при 100^oC. Полученный сульфат серебра весом 23,4 г спекают с 10,5 г гидроксида калия, в результате чего получают 16,2 г порошкообразного металлического серебра. В пересчете на 1 гайку это составляет 0,18 г серебра, т. е. 1,18 мас.%. Поверхность обработанных гаек при 25- кратном увеличении под бинокулярным микроскопом была блестящей, свободной от серебряного покрытия, не имела следов коррозии.

Пример 2. Осуществляют снятие серебряного покрытия с медных болтов М16хЗО, которые в количестве 25 штук общим весом 1492,5 г помещают во фторопластовый стакан емкостью 1 л и заливают 0,5 л нагретой до 50^oC смеси концентрированных серной и азотной кислот с содержанием азотной кислоты 5 об.%. Стакан закрывают плотно завинчивающейся крышкой и помещают на рольганг, обеспечивающий его вращение со скоростью 5 - 10 об/мин. После 4 мин обработки стакан вскрывают, гайки отделяют на воронке Бюхнера от реакционного раствора, промывают водой и сушат на воздухе. Реакционный раствор разбавляют водой в 3 раза, выпавший осадок сульфата серебра отделяют от маточного раствора на фильтре Шотта и сушат при 100^oC. Полученный сульфат серебра весом 14,1 г спекают с 6,3 г гидроксида калия, в результате чего получают 9,75 г порошкообразного металлического серебра. В пересчете на 1 болт это составляет 0,39 г серебра, т. е. 0,65 мас.%. Поверхность обработанных болтов при 25-кратном увеличении под бинокулярным микроскопом была блестящей, свободной от серебряного покрытия, не имела следов коррозии.

Пример 3. Осуществляют снятие серебряного покрытия с медных перемычек размером 120·24·0,5 мм, которые в количестве 40 штук общим весом 424 г помещают во фторопластовый стакан емкостью 1 л и заливают 0,8 л нагретой до 40^oC смеси концентрированных серной и азотной кислот с содержанием азотной кислоты 10 об. %. Реакционную среду барботируют сжатым воздухом, нагретым до 40^oC. После 10 мин обработки перемычки отделяют на воронке Бюхнера от реакционного раствора, промывают водой и сушат на воздухе. Реакционный раствор разбавляют водой в 2,5 раза, выпавший осадок сульфата серебра отделяют от маточного раствора на фильтре Шотта и сушат при 100^oC. Полученный сульфат серебра весом 14,5 г спекают с 6,5 г гидроксида калия, в результате чего получают 10 г порошкообразного металлического серебра. В пересчете на 1 перемычку это составляет 0,25 г серебра, т. е. 2,36 мас.%. Поверхность обработанных перемычек при 25-кратном увеличении под бинокулярным микроскопом была блестящей, свободной от серебряного покрытия, не имела следов коррозии.

Пример 4. Осуществляют снятие серебряного покрытия с латунных гаек М16 согласно условиям примера 1. Отличие заключается в том, что в качестве исходной смеси кислот используют образующийся маточный раствор, который упаривают до плотности 1,83 г/см³, что соответствует плотности концентрированной серной кислоты, и корректируют по содержанию азотной кислоты до концентрации 15,5 об.%. Полученный сульфат серебра весом 23,1 г спекают с 10,5 г гидроксида калия, в результате чего получают 16,0 г порошкообразного металлического серебра. В пересчете на 1 гайку это составляет 0,178 г серебра, т. е. 1,17 мас.%. Поверхность обработанных гаек при 25-кратном увеличении под бинокулярным микроскопом была блестящей, свободной от серебряного покрытия, не имела следов коррозии.

Анализ данных, приведенных в примерах 1-4, показывает, что по сравнению с прототипом предлагаемый способ обеспечивает селективное и полное извлечение серебра из скрапа, содержащего серебряные покрытия на основе латуни, бериллиевых бронз или чистой меди, при снижении на 30-50^oC температуры процесса и уменьшении в 2-7 раз продолжительности кислотной обработки. Кроме того, способ является малоотходным и экологически безопасным.

Формула изобретения

1. Способ извлечения серебра из серебросодержащего скрапа, включающий обработку скрапа смесью концентрированных серной и азотной кислот при нагревании, отделение обессеребряного скрапа от реакционного раствора, обработку раствора с получением серебросодержащего осадка и отделение осадка от маточного раствора, отличающийся тем, что содержание азотной кислоты в смеси составляет 5,0 - 15,5 об.%, кислотную обработку скрапа ведут при 30 - 50^oС в течение 4 - 15 мин, а обработку реакционного раствора осуществляют путем 2,5 - 3-кратного разбавления его водой, при этом серебросодержащий осадок получают в виде сульфата серебра.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что кислотную обработку скрапа ведут при механическом перемешивании или барботировании сжатым воздухом реакционной среды.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что маточный раствор упаривают до образования концентрированной серной кислоты, корректируют по содержанию азотной кислоты и возвращают в голову процесса.