Аналитический контроль и сертификация электронного лома, содержащего благородные металлы

В настоящее время на пути развития действующих и создающихся новых производств, специализирующихся на переработке вторичного сырья, содержащего драгоценные металлы, и в том числе ориентированных на переработку «бедного» сырья, содержащего менее 0,01 % (мас.) по золоту, возникают огромные трудности, связанные с классификацией вторичного сырья, сертификацией, комплексной переработкой, решением проблем экологии и т. д. Указанное сырье условно можно разделить на несколько видов [1, 2]:

• золотосодержащие сплавы (50-60 % Au);
• выбракованные детали электронной и электротехнической промышленности (от 0,01 до 20 % Au). В этих деталях золото присутствует в виде тонкого поверхностного слоя на металлической, пластмассовой, керамической или смешанной (металлокерамика) основе;
• порошкообразные «сыпучие» отходы: зола фарфоровых производств (25-35 % Au), шламы золотого электролиза (15-25 % Au), отходы шлифовально-полировальных отделений ювелирных производств (5-10 % Au) [3, 4].

Кроме того, отходы можно классифицировать по элементному составу и другим признакам. При этом электронный лом отличается особым многообразием состава и другими физико-химическими характеристиками [5]. Если при этом учесть необходимость оперативных финансовых расчетов завода-переработчика с поставщиком за находящееся в сырье количество благородных металлов, то становится очевидной особенность вторичной металлургии благородных металлов, заключающаяся в необходимости опробования всех поступающих партий отходов, содержащих ценные компоненты, для расчёта с поставщиками.

Наряду с традиционным вторичным сырьем в переработку вовлекаются отходы с низким содержанием драгоценных металлов, в основном это лом электронной техники, детали телефонных установок, содержащие золото, серебро, палладий, медь и олово в количестве (суммарное) до 3 кг/т, отработанные катализаторы с содержанием, кг/т: 0,3-1,75 Pt, 0,15-0,7 Pd, 0,35 Rh.

Анализ вещественного состава электронного лома (ЭЛ) дает основание отнести его к классу неоднородного полиметаллического сырья, содержащего следующие элементы: золото, серебро, платину, палладий, родий, рутений, иридий, медь, никель, кобальт, железо, вольфрам, молибден, алюминий, титан, олово, свинец, цинк, кадмий и другие.

Массовая доля суммарного содержания драгоценных металлов в электронном ломе в среднем составляет 0,1-0,15 %; при этом содержание золота – 0,02-0,05 %; серебра – 0,07-0,08 %; платины – 0,005-0,01 %; палладия – 0,01-0,016 %; родия – не менее 0,0015 %.

Суммарная стоимость цветных, редких и рассеянных металлов в электронном ломе соизмерима со стоимостью драгоценных металлов.

На основании анализа существующих видов вторичного сырья, в частности ЭЛ, содержащего благородные металлы, и оценки возможных и существующих технологий его переработки, изучения физико-химических процессов, составляющих основу этих технологий, была предпринята попытка классифицировать различные виды ЭЛ.

Обычно на переработку поступает лом различного состава, включая полимерные материалы (массовая доля составляет 30 %), тугоплавкие металлы (массовая доля 30 %), керамические материалы и остальные металлы (массовая доля 40 %), в том числе и благородные. Содержание металлов в электронном и электротехническом ломе указано в табл. 1, из которой видно, что их содержание не ниже, чем содержание этих металлов в руде.

Таблица 1

Содержание металлов в ломе и отходах, кг/т отходов

Металл	Лом металлической части (СНГ)	Лом электробытовых приборов, кабели и др. (Франция)	Электротехнические отходы (Швеция)	Марганцево-цинковые источники тока (СНГ)	Серебряно-цинковые источники тока (СНГ)
Железо	500,0	170-660	500	400,0-450,0	360
Алюминий	20,0-50,0	20	40	−	−
Медь	120,0	200-400	80-100	150,0-500,0	−
Цинк	0,2	7-8	−	100,0-115,0	77
Свинец	9,0-10,0	11	−	−	−
Олово	5,0-6,0	20-80	−	−	−
Никель	3,0-5,0	−	−	−	−
Марганец	−	−	−	200,0-270,0	−
Кадмий	−	−	−	1,0-1,5	8

Основными видами сырья, поступающего на переработку на аффинажные заводы являются: лом электронных систем военной техники, печатные платы, смешанный лом электронных приборов, ЭВМ, элементы переключения, транзисторные и стеклянные изоляторы. Основные элементы, содержащиеся в ЭЛ: Au, Ag, Cu, Al, Fe, Ni, Pb, Sb, металлы платиновой группы, а остальные металлы объединены под рубрикой «прочие».

На основании детальных исследований состава различных видов ЭЛ и анализа полученных статистических данных об их составе и структуре были сформированы 6 групп по признакам происхождения сырья, которые и легли в основу классификации трудноперерабатываемого ЭЛ (табл. 2).

Таблица 2

Классификация электронного лома по видам сырья

Металл, % (мас.)	Группа
	1	2	3	4	5	6
	Лом электронных систем военной техники	Печатные платы	Смешанный лом электронных приборов	ЭВМ	Элементы переключения	Транзисторные и стеклянные изоляторы
Золото	0,08	0,27	0,02	0,31	0,01	1,00
Серебро	0,43	2,50	0,18	2,89	0,20	0,20
Медь	21,11	23,04	18,60	12,00	33,00	1,31
Алюминий	15,20	15,40	14,60	17,61	13,70	32,78
Железо	7,15	12,30	10,20	7,45	35,26	22,50
Никель	2,14	3,25	2,85	2,20	1,05	1,25
Свинец	3,15	2,80	2,25	0,85	3,97	0,96
Олово	12,41	1,40	4,70	1,23	4,00	1,25
Металлы платиновой группы	0,70	0,90	0,02	0,15	0,00	0,11
Прочие	37,63	38,14	46,58	55,31	8,81	38,64

Лом электронных систем военной техники

Здесь стоит отметить очень высокое содержание олова – 12,41 %, что перестраивает всю технологию на получения этого металла. Содержание золота низкое – 0,08 %, поэтому следует обратить внимание на получение попутных цветных металлов. Низкое содержание железа – 7,15 %  делает получение попутно этого металла не выгодным.

Печатные платы

В сырье необходимо обратить внимание на высокое содержание никеля – 3,25 % в процессе стадии подготовки и обогащения с целью его выделения для продажи. Также высоко содержание серебра – 2,50 %  соответственно является рентабельным аффинаж серебра как получение дополнительного драгоценного металла при получении золота. Содержание золото высокое – 0,27 %.

Смешанный лом электронных приборов

Содержание золота в этих составах крайне низко (0,01-0,02 %), а содержание меди и железа в сырье элементов с функциями переключения очень высоко (33 % и 35,26% соответственно), соответственно при таком положении в технологиях уделяется большое внимание переработки меди и выделения железа на стадии подготовки.

ЭВМ

Здесь достаточно высокое содержание золота – 0,31 % самое высокое после транзисторных изоляторов. Содержание по серебру достигает максимального значения среди шести видов сырья и составляет 2,89 %, что является более выгодным с точки зрения производства серебра.

Транзисторные и стеклянные изоляторы

В данном сырье наиболее высокий процент содержания золота из предложенных составов – он составляет 1,00 %.

Опираясь на эту классификацию, учитывающую вещественный состав электронного лома, а также его происхождение, можно разработать индивидуальную схему переработки каждого вида сырья, которая бы обеспечивая выполнение поставленной задачи по извлечению благородных и цветных металлов.

Разработанная классификация имеет своей основой практическую деятельность разных предприятий и удовлетворяет их требованиям, а также эти составы являются наиболее поставляемые (приобретаемые), следовательно, они оказывают непосредственное воздействие на экономические показатели.

Литература:

1. Карпухин А. И., Стелькина И. И., Медведева Л. А. и др. Пуск и освоение технологии аффинажа золота на Колымском аффинажном заводе // Цветные металлы. 1999. № 10. С. 21-23.

2. Лолейт С.И. Аналитический контроль и сертификация вторичного сырья на ОАО «Щёлковский завод вторичных драгоценных металлов». // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2009. № 6. С. 69-74

3. Карпов Ю. А. Российская система аккредитации аналитических лабораторий // Заводская лаборатория. 1994. № 14. С. 1-4.

4. Купряков Ю. П., Радзиховский В. А. Сбор и заготовка лома и отходов цветных металлов. - М. : Металлургия, 1998. - 68 с.

5. Котляр Ю. А., Меретуков М. А., Стрижко Л. С. Металлургия благородных металлов. - М. : МИСиС; Издательский дом «Руда и Металлы», 2005. С. 85-102.