Гальваникалық өндіріс қалдықтарынан асыл металдарды алу
Бет
КІРІСПЕ 7
1 ӘДЕБИ ШОЛУ 11
1.1 Өндірістік қалдықтарды қайта өңдеу.қоғамның заманауи талаптары.
11
1.2 Электрондық қалдықтардың сапалық және сандық сипаттамасы 15
1.3 Қайта өңдеуде физикалық және физико.химиялық әдістердің қолданылуы
18
1.3.1 Қайта өңдеу сатылары 18
1.3.2 Гидрометаллургиялық процестер 21
1.3.3 Пирометаллургиялық процесстер 26
1.3.4 Шетелдік кәсіпорындардағы электронды қалдықтардан металдарды алудың өндірістік үдерістері
28
2 ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ 33
2.1 Зерттеу нысанын таңдау және оның сипаттамасы. Бастапқы дайындау. 33
2.2 Іріктелген бөлшектердің сапалық.сандық сипаттамасы. Құрамындағы құнды металдар мөлшерін анықтау.
35
3 АЛЫНҒАН НӘТИЖЕЛЕРДІ ТАЛДАУ
3.1 Қымбат металдарды бөліп алу.
ҚОРЫТЫНДЫ
ҚЫСҚАРТЫЛҒАН СӨЗДЕР ТІЗІМІ
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
ҚОСЫМША
КІРІСПЕ 7
1 ӘДЕБИ ШОЛУ 11
1.1 Өндірістік қалдықтарды қайта өңдеу.қоғамның заманауи талаптары.
11
1.2 Электрондық қалдықтардың сапалық және сандық сипаттамасы 15
1.3 Қайта өңдеуде физикалық және физико.химиялық әдістердің қолданылуы
18
1.3.1 Қайта өңдеу сатылары 18
1.3.2 Гидрометаллургиялық процестер 21
1.3.3 Пирометаллургиялық процесстер 26
1.3.4 Шетелдік кәсіпорындардағы электронды қалдықтардан металдарды алудың өндірістік үдерістері
28
2 ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ 33
2.1 Зерттеу нысанын таңдау және оның сипаттамасы. Бастапқы дайындау. 33
2.2 Іріктелген бөлшектердің сапалық.сандық сипаттамасы. Құрамындағы құнды металдар мөлшерін анықтау.
35
3 АЛЫНҒАН НӘТИЖЕЛЕРДІ ТАЛДАУ
3.1 Қымбат металдарды бөліп алу.
ҚОРЫТЫНДЫ
ҚЫСҚАРТЫЛҒАН СӨЗДЕР ТІЗІМІ
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
ҚОСЫМША
Қазіргі заманда жер қойнауы кендеріне қарағанда урбанистік қалдықтарының «кендері» 40-50 есе бай, мысалы алтын мөлшері кендердің 1 тоннасында 0,1-0,5 г, ал екіншілік шикізаттың тоннасында 50-200 г шамасында. Қазіргі кезеңде жыл сайын компьютерлер, планшеттер мен ұялық телефондарды жасауға 320 т алтын, 7500 т күміс жұмсалады [1].
Екіншілік қолданысқа ие қымбат металдар пайдалану құндылығын зақымдалу немесе моральды ескіру нәтижесінде жоғалтқан өнімдер - электрондық және электрлік жабдықтардың қалдықтары (ЭЭЖҚ) немесе өндірістік өңдеуқалдықтарнемесе ақауы бар бұйымдар ретінде, сонымен қатар түрінде шығарылуы мүмкін. Жалпы қымбат металдардың сынықтары мен қалдықтары стандартталған және металдардың атаулары физикалық белгісі, химиялық құрамы және сапа көрсеткіші бойынша бөлінеді.Екіншілік қымбат металдардың металлургиясы өз алдына жеке бір сала болып табылады, бірақ сынаманы дайындап іріктелуіне және әр түрлі дайындау, байыту және балқыту үдерістеріне, пайдаланған суларды тазарту әдістеріне, ауаның газ күйіндегі ластануларына қатысты біріншілік металлургия өндіріс орындарының теориялық және практикалық тәжірибелерін кеңінен қолданады. Екіншілік қымбат металдар металлургиясының ерекшелігі қалдықтардың физикалық үлгісінің және химиялық құрамының алуан түрлілігінде [2, 3].
Енді алтынды қарастырсақ, 2001 жылы электрондық және электротехникалық өндірістерінде алтынның бүкіл әлемдік жеткізілімнің 5,3%-ы (197мың тонна) , ал 2011 жылы 7,7%-ы (320мың тонна) қолданылған. Атап айтатын болсақ бұл сандар АҚШ-тың Форт-Нокстағы Нью-Йорк Федералдық сақтық банкіндағы алтын-валюта қорларының 2,3%-на тең [4].
Әлем бойынша жылына өндірісте алтынның өндірілуі 15%-ға өскен, шамамен айтқанда 2001 жылы 3900 тоннадан 2011 жылы 4500 тоннаға дейін .
Қалдық құрамындағы қымбат металдардың көлемінің және құндылығының арқасында, дамыған мемлекеттерде электрондық қалдықтардан қымбат металдарды алу 80-90 %-ға жетіп отыр. Дамыған елдерге қарағанда жағдайлары төмен елдерде бұл көрсеткіш 10-15%-ды көрсетіп отыр,ал қалған 85-90%-ын жоғалтып отыр.
Жалпы алтынның біршама көп бөлігі біріншілік бөлшектеу кезінде жоғалтылады. Соған қарамастан дамып келе жатқан елдерде алтынды алу 50%-ды құрап отыр (салыстыра алатын болсақ дамыған елдерде 25%) [4].
Біздің елде жоғары технологиялық бұйымдарға сұраныс өте жоғары деңгейде, құрамында қымбат металдары бар РЭЛ-ды сатып алумен айналысатын кішігірім кәсіпорын қатарлары көптеп ашылуда. Осы жылдан бастап айқын өзгерістер бар. 2014 жылдың сәуір айында Қазақстанда Республикасының үкіметі мен БҰҰ және “Samsung Electronics” арасында “Электрондық қалдықтарды басқару” атты ұялы телефондарды утилизациялау жобасы басталды[5].
Екіншілік қолданысқа ие қымбат металдар пайдалану құндылығын зақымдалу немесе моральды ескіру нәтижесінде жоғалтқан өнімдер - электрондық және электрлік жабдықтардың қалдықтары (ЭЭЖҚ) немесе өндірістік өңдеуқалдықтарнемесе ақауы бар бұйымдар ретінде, сонымен қатар түрінде шығарылуы мүмкін. Жалпы қымбат металдардың сынықтары мен қалдықтары стандартталған және металдардың атаулары физикалық белгісі, химиялық құрамы және сапа көрсеткіші бойынша бөлінеді.Екіншілік қымбат металдардың металлургиясы өз алдына жеке бір сала болып табылады, бірақ сынаманы дайындап іріктелуіне және әр түрлі дайындау, байыту және балқыту үдерістеріне, пайдаланған суларды тазарту әдістеріне, ауаның газ күйіндегі ластануларына қатысты біріншілік металлургия өндіріс орындарының теориялық және практикалық тәжірибелерін кеңінен қолданады. Екіншілік қымбат металдар металлургиясының ерекшелігі қалдықтардың физикалық үлгісінің және химиялық құрамының алуан түрлілігінде [2, 3].
Енді алтынды қарастырсақ, 2001 жылы электрондық және электротехникалық өндірістерінде алтынның бүкіл әлемдік жеткізілімнің 5,3%-ы (197мың тонна) , ал 2011 жылы 7,7%-ы (320мың тонна) қолданылған. Атап айтатын болсақ бұл сандар АҚШ-тың Форт-Нокстағы Нью-Йорк Федералдық сақтық банкіндағы алтын-валюта қорларының 2,3%-на тең [4].
Әлем бойынша жылына өндірісте алтынның өндірілуі 15%-ға өскен, шамамен айтқанда 2001 жылы 3900 тоннадан 2011 жылы 4500 тоннаға дейін .
Қалдық құрамындағы қымбат металдардың көлемінің және құндылығының арқасында, дамыған мемлекеттерде электрондық қалдықтардан қымбат металдарды алу 80-90 %-ға жетіп отыр. Дамыған елдерге қарағанда жағдайлары төмен елдерде бұл көрсеткіш 10-15%-ды көрсетіп отыр,ал қалған 85-90%-ын жоғалтып отыр.
Жалпы алтынның біршама көп бөлігі біріншілік бөлшектеу кезінде жоғалтылады. Соған қарамастан дамып келе жатқан елдерде алтынды алу 50%-ды құрап отыр (салыстыра алатын болсақ дамыған елдерде 25%) [4].
Біздің елде жоғары технологиялық бұйымдарға сұраныс өте жоғары деңгейде, құрамында қымбат металдары бар РЭЛ-ды сатып алумен айналысатын кішігірім кәсіпорын қатарлары көптеп ашылуда. Осы жылдан бастап айқын өзгерістер бар. 2014 жылдың сәуір айында Қазақстанда Республикасының үкіметі мен БҰҰ және “Samsung Electronics” арасында “Электрондық қалдықтарды басқару” атты ұялы телефондарды утилизациялау жобасы басталды[5].
1 Environmental Protection Agency./"Statistics on the Management of Used and End-of-Life Electronics". US Environmental Protection Agency. 2012-03-13. Retrieved from http://www.epa.gov/epawaste/conserve/materials/ecycling/manage.htm
2 Rao S.R.R. Resource Recovery and Recycling from Metallurgical Wastes. Waste Management Series 7.Amsterdam:ElsevierScience, 2006 - 557 p.
3 Лолейт С. И. Извлечение благородных металлов из электронного лома. – М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2009. – 156 с.
4 Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE) Handbook. Edited by V Goodship, A Stevels. Cambridge: Elsevier, 2012г.– 752 р.
5 Президент Казахстана Нурсултан Назарбаев посетил аффинажный завод ТОО «Тау-Кен Алтын». Информационно-аналитический порталАО «ФОНД НАЦИОНАЛЬНОГО БЛАГОСОСТОЯНИЯ «САМРУК-ҚАЗЫНА» 19.12.2013 https://sk.kz/news/view/3754/4
6 Gold Statistics and Information. U.S.GeologicalSurvey. http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/gold/
7 United Nations University. "E-waste: Annual gold, silver 'deposits' in new high-tech goods worth $21B; less than 15% recovered." ScienceDaily. ScienceDaily, 6 July 2012. http://www.sciencedaily.com/releases/2012/07/120706164159.htm
8 As E-Waste Mountains Soar, U.N. Urges Smart Technologies to Protect Health, UN NEWS CENTRE (Feb. 22, 2010). Retrieved from. http://www.un.org/apps/news/story.asp?NewsID=33845&Cr=waste&Cr1;=#.UJ_0ueQ3boZ.htm.
9 Ю. А. Котляр, М. А. Меретуков, Л. С. Стрижко. Металлургия благородных металлов. Учебн. В 2-х кн. М: ИД "Руда и Металлы". – 2005. – 392 с.
10 Abdul Khaliq, Muhammad Akbar Rhamdhani, Geoffrey Brooks and Syed Masood. Metal Extraction Processes for Electronic Waste and Existing Industrial Routes: A Review and Australian Perspective // Resources. - 2014. – v. 3. – p. 152-179
11 European Parliament. Directive 2002/96/EC of the European Parliament and of the Council of 27 January 2003 on waste electrical and electronic equipment (WEEE). Off. J. Eur. Union 2003, L37, 24–38.
12 European Parliament. Directive 2012/19/EU of the European Parliament and of the Council of 4 July 2012 on waste electrical and electronic equipment (WEEE). Off. J. Eur. Union 2012, L197, 38–71.
13 Association of Plastics Manufacturers in Europe (APME). Plastics—A Material of Choice for the Electrical and Electronic Industry-Plastics Consumption and Recovery in Western Europe 1995; APME: Brussels, Belgium, 2004; p. 1
14 Ogunniyi, I.O.; Vermaak, M.K.G.; Groot, D.R. Chemical composition and liberation characterization of printed circuit board comminution fines for beneficiation investigations. Waste Manag. 2009, 29, 2140–2146.
15 Luda, M.P. Recycling of printed circuit boards. Integr. Waste Manag. 2010, 2, 285–299.
16 Moltó, J.; Font, R.; Gálvez, A.; Conesa, J.A. Pyrolysis and combustion of electronic wastes. J. Anal. Appl. Pyrolysis 2009, 84, 68–78.
17 Wienold, J.; Recknagel, S.; Scharf, H.; Hoppe, M.; Michaelis, M. Elemental analysis of printed circuit boards considering the ROHS regulations. Waste Manag. 2011, 31, 530–535.
18 Jie, G.; Ying-Shun, L.; Mai-Xi, L. Product characterization of waste printed circuit board by pyrolysis. J. Anal. Appl. Pyrolysis 2008, 83, 185–189.
19 Veit, H.M.; Bernardes, A.M.; Ferreira, J.Z.; Tenório, J.A.; de FragaMalfatti, C. Recovery of copper from printed circuit boards scraps by mechanical processing and electrometallurgy. J. Hazard. Mater. 2006, 137, 1704–1709.
20 Li, J.; Xu, Z.; Zhou, Y. Application of corona discharge and electrostatic force to separate metals and nonmetals from crushed particles of waste printed circuit boards. J. Electrost. 2007, 65, 233–238.
21 Lu, H.; Li, J.; Guo, J.; Xu, Z. Movement behavior in electrostatic separation: Recycling of metal materials from waste printed circuit board. J. Mater. Process. Technol. 2008, 197, 101–108.
22 Yamane, L.H.; de Moraes, V.T.; Espinosa, D.C.; Tenório, J.A. Recycling of WEEE: Characterization of spent printed circuit boards from mobile phones and computers. Waste Manag. 2011, 31, 2553–2558.
23 Shuey, S.A.; Taylor, P. A Review of Pyrometallurgical Treatment of Electronic Scrap. In Proceedings of the SME Annual Meeting, Denver, CO, USA, 23–25 February 2004.
24 Kim, B.S.; Lee, J.C.; Seo, S.P.; Park, Y.K.; Sohn, H.Y. A process for extracting precious metals from spent printed circuit boards and automobile catalysts. JOM 2004, 56, 55–58.
25 Iji, M.; Yokoyama, S. Recycling of printed wiring boards with mounted electronic components. Circuit World 1997, 23, 10–15.
26 The Composition of Valuable Substances in E-Waste. Available online: http://ewasteguide.info (accessed on 19 November 2013).
27 Hagelüken, C. Improving Metal Returns and Eco-Efficiency in Electronics Recycling—A Holistic Approach for Interface Optimisation between Pre-Processing and Integrated Metals Smelting and Refining. In Proceedings of the IEEE International Symposium on Electronics and the Environment, Scottsdale, AZ, USA, 8–11 May 2006.
28 Meskers, C.E.M.; Hagelüken, C.; Salhofer, S.; Spitzbart, M. Impact of Pre-Processing Routes on Precious Metal Recovery from PCs. In Proceedings of the European Metallurgical Conference (EMC), Innsbruck, Austria, 28 June–1 July 2009.
29 Guo, J.; Xu, Z. Recycling of non-metallic fractions from waste printed circuit boards: A review. J. Hazard. Mater. 2009, 168, 567–590.
30 Guo, J.; Cao, B.; Guo, J.; Xu, Z. A plate produced by nonmetallic materials of pulverized waste printed circuit boards. Environ. Sci. Technol. 2008, 42, 5267–5271.
31 Yin, J.; Li, G.; He, W.Z. Preparation of a Composite plate Using Nonmetallic Materials Powder from the Waste Printed Circuit Boards. In Proceedings of the 4th International Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering (iCBBE), Chengdu, China, 18–20 June 2010.
32 Sohaili, J.; Muniyandi, S.K.; Mohamad, S.S. A review on printed circuit boards waste recycling technologies and reuse of recovered nonmetallic materials. Int. J. Sci. Eng. Res. 2012, 3, 138–144.
33 Veit, H.M.; Bernardes, A.M.; Ferreira, J.Z.; Tenório, J.A.; de FragaMalfatti, C. Recovery of copper from printed circuit boards scraps by mechanical processing and electrometallurgy. J. Hazard. Mater.2006, 137, 1704–1709.
34 Chehade, Y.; Siddique, A.; Alayan, H.; Sadasivam, N.; Nusri, S.; Ibrahim, T. Recovery of Gold, Silver, Palladium, and Copper from Waste Printed Circuit Boards. In Proceedings of the International Conference on Chemical, Civil and Environment Engineering (ICCEE), Dubai, United Arab Emirates, 24–25 March 2012.
35 Dhawan, N.; Kumar, M.; Kumar, V.; Wadhwa, M. Recovery of Metals from Electronic Scrap by Hydrometallurgical Route. In Proceedings of the Global Symposium on Recycling, Waste Treatment and Clean Technology (REWAS), Cancun, Mexico, 12–15 October 2008; pp. 693–698.
36 Dhawan, N.; Kumar, V.; Kumar, M. Recovery of Metals from Electronic Scrap by Hydrometallurgical Route. In Extraction and Processing Division (EPD) Congress; The Minerals, Metals and Materials Society: Warrendale, PA, USA, 2009; pp. 1107–1109.
37 Delfini, M.; Ferrini, M.; Manni, A.; Massacci, P.; Piga, L. Antonio Scoppettuolo Optimization of precious metal recovery from waste electrical and electronic equipment boards. J. Environ. Prot. 2011, 2, 675–682.
38 Park, Y.J.; Fray, D.J. Recovery of high purity precious metals from printed circuit boards. J. Hazard. Mater.2009, 164, 1152–1158.
39 SadeghSafarzadeh, M.; Bafghi, M.S.; Moradkhani, D.; OjaghiIlkhchi, M.A review on hydrometallurgical extraction and recovery of cadmium from various resources.Miner. Eng. 2007, 20, 211–220.
40 Ritcey, G.M. Solvent extraction in hydrometallurgy: Present and future. Tsinghua Sci. Technol. 2006, 11, 137–152.
41 Yang, B. Ion exchange in organic extractant system. Ion Exch. Adsorpt.1994, 10, 168–179.
42 Shamsuddin, M. Metal recovery from scrap and waste. J. Metals 1986, 38, 24–31.
43 Tavlarides, L.L.; Bae, J.H.; Lee, C.K. Solvent extraction, membranes, and ion exchange in hydrometallurgical dilute metals separation. Sep. Sci. Technol. 1985, 22, 581–617.
44 Cui, J.; Zhang, L. Metallurgical recovery of metals from electronic waste: A review. J. Hazard. Mater.2008, 158, 228–256.
45 Paretsky, V.M.; Antipov, N.I.; Tarasov, A.V. Hydrometallurgical Method for Treating Special Alloys, Jewelry, Electronic and Electrotechnical Scrap. In Proceedings of the Minerals, Metals & Materials Society (TMS) Annual Meeting, Charlotte, NC, USA, 14–18 March 2004; pp. 713–721.
46 Sheng, P.P.; Etsell, T.H. Recovery of gold from computer circuit board scrap using aqua regia. WasteManag. Res. 2007, 25, 380–383.
47 Quinet, P.; Proost, J.; van Lierde, A. Recovery of precious metals from electronic scrap by hydrometallurgical processing routes. Miner. Metall. Process. 2005, 22, 17–22.
48 Chmielewski, A.G.; Urbański, T.S.; Migdał, W. Separation technologies for metals recovery from industrial wastes. Hydrometallurgy1997, 45, 333–344
49 Zhou, P.; Zheng, Z.; Tie, J. Technological Process for Extracting Gold, Silver and Palladium from Electronic Industry Waste. Chin. Patent 1603432, 6 April 2005.
50 Kogan, V. Process for the Recovery of Precious Metals from Electronic Scrap by Hydrometallurgical Technique. Int. Patent WO/2006/013568, 9 February 2006.
51 Mecucci, A.; Scott, K. Leaching and electrochemical recovery of copper, lead and tin from scrap printed circuit boards. J. Chem. Technol. Biotechnol. 2002, 77, 449–457.
52 Hilson, G.; Monhemius, A.J. Alternatives to cyanide in the gold mining industry: What prospects for the future? J. Clean. Prod. 2006, 14, 1158–1167.
53 La Brooy, S.R.; Linge, H.G.; Walker, G.S. Review of gold extraction from ores. Miner. Eng. 1994, 7, 1213–1241.
54 Antrekowitsch, H.; Potesser, M.; Spruzina, W.; Prior, F. Metallurgical Recycling of Electronic Scrap. In Proceedings of the EPD Congress, San Antonio, TX, USA, 12–16 March 2006; pp. 12–16
55 US Environmental Protection Agency (EPA). Lead Smelting Process. Available online: http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/ch12/final/c12s06.pdf (accessed on 2 December 2013).
56 Anindya, A.; Swinbourne, D.R.; Reuter, M.A.; Matusewicz, R.W. Distribution of elements between copper and FeOx-CaO-SiO2 slags during pyrometallurgical processing of WEEE. Miner. Process. Extr. Metall. 2013, 122, 165–173.
57 Hagelüken, C. Recycling of electronic scrap at Umicore’s integrated metals smelter and refinery. Proc. EMC 2005, 59, 152–161.
58 Hagelüken, C. Recycling of electronic scrap at Umicore precious metals refining. ActaMetall. Slov. 2006, 12, 111–120.
59 Reuter, M.A. Metal Recycling—Opportunities, Limits and Infrastructure; United Nations Environment Programme (UNEP): Nairobi, Kenya, 2013.
60 Mark, F.E.; Lehner, T. Plastics Recovery from Waste Electrical and Electronic Equipment in Non-Ferrous Metal Processes; Association of Plastics Manufacturers in Europe: Brussels, Belgium, 2000.
61 Veldbuizen, H.; Sippel, B. Mining discarded electronics. Ind. Environ. 1994, 17, 7–11.
62 Huisman, J.; Stevels, L.N. Eco-efficiency of take-back and recycling, a comprehensive approach. IEEE Trans. Electron. Packag. Manuf. 2006, 29, 83–90 .
63 Hoang, J.; Reuter, M.A.; Matusewicz, R.; Hughes, S.; Piret, N. Top submerged lance direct zinc smelting. Miner. Eng. 2009, 22, 742–751.
64 Lehner, T.; Vikdahl, A. Integrated Recycling of Non-Ferrous Metals at Boliden Ltd. Ronnskar Smelter. In Proceedings of the IEEE International Symposium on Electronics and the Environment (ISEE), Oak Brook, IL, USA, 4–6 May 1998; pp. 42–47.
65 Lehner, T.; Wiklund, J. Sustainable Production: The business of Non-Ferrous Smelting in Sweden. In Proceedings of the International Congress on Mineral Processing and Extractive Metallurgy, Melbourne, Australia, 11–13 September 2000.
66 Meskers, C.E.M.; Hagelüken, C.; van Damme, G. Green Recycling of EEE: Special and Precious Metal Recovery from EEE. In Extraction and Processing Division (EPD) Congress; The Minerals, Metals and Materials Society: Warrendale, PA, USA, 2009.
67 Maeda, Y.; Inoue, H.; Kawamura, S.; Ohike, H. Metal Recycling at Kosaka Smelter. In Proceedings of the 4th International Symposium on Recycling of Metals and Engineered Materials, Pittsburgh, PA, USA, 22–25 October 2000.
68 Nikko, L. Pride in Value Smelter—Smelt Passion, Refine Future; LS-Nikko Copper Inc.: Seoul, Korea, 2013.
69 Day, J. Recovery of Platinum Group Metals, Gold and Silver from Scrap. U.S. Patents 4,427,442, 24 January 1984.
70 Aleksandrovich, S.; Nicolaevich, E.; Ivanovich, E. Method of Processing of Products Based on Ahalcogenides of Base Metals Containing Metals of Platinum Group and Gold. Russ. Patent 2112064, 11 February 1998.
71 Recycling Technology—Aurubis’ Multi-Metal Recycling. Available online: http://www.aurubis. com/en/our-business/raw-materials/recycling/technology/ (accessed on 24 November 2013).
2 Rao S.R.R. Resource Recovery and Recycling from Metallurgical Wastes. Waste Management Series 7.Amsterdam:ElsevierScience, 2006 - 557 p.
3 Лолейт С. И. Извлечение благородных металлов из электронного лома. – М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2009. – 156 с.
4 Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE) Handbook. Edited by V Goodship, A Stevels. Cambridge: Elsevier, 2012г.– 752 р.
5 Президент Казахстана Нурсултан Назарбаев посетил аффинажный завод ТОО «Тау-Кен Алтын». Информационно-аналитический порталАО «ФОНД НАЦИОНАЛЬНОГО БЛАГОСОСТОЯНИЯ «САМРУК-ҚАЗЫНА» 19.12.2013 https://sk.kz/news/view/3754/4
6 Gold Statistics and Information. U.S.GeologicalSurvey. http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/gold/
7 United Nations University. "E-waste: Annual gold, silver 'deposits' in new high-tech goods worth $21B; less than 15% recovered." ScienceDaily. ScienceDaily, 6 July 2012. http://www.sciencedaily.com/releases/2012/07/120706164159.htm
8 As E-Waste Mountains Soar, U.N. Urges Smart Technologies to Protect Health, UN NEWS CENTRE (Feb. 22, 2010). Retrieved from. http://www.un.org/apps/news/story.asp?NewsID=33845&Cr=waste&Cr1;=#.UJ_0ueQ3boZ.htm.
9 Ю. А. Котляр, М. А. Меретуков, Л. С. Стрижко. Металлургия благородных металлов. Учебн. В 2-х кн. М: ИД "Руда и Металлы". – 2005. – 392 с.
10 Abdul Khaliq, Muhammad Akbar Rhamdhani, Geoffrey Brooks and Syed Masood. Metal Extraction Processes for Electronic Waste and Existing Industrial Routes: A Review and Australian Perspective // Resources. - 2014. – v. 3. – p. 152-179
11 European Parliament. Directive 2002/96/EC of the European Parliament and of the Council of 27 January 2003 on waste electrical and electronic equipment (WEEE). Off. J. Eur. Union 2003, L37, 24–38.
12 European Parliament. Directive 2012/19/EU of the European Parliament and of the Council of 4 July 2012 on waste electrical and electronic equipment (WEEE). Off. J. Eur. Union 2012, L197, 38–71.
13 Association of Plastics Manufacturers in Europe (APME). Plastics—A Material of Choice for the Electrical and Electronic Industry-Plastics Consumption and Recovery in Western Europe 1995; APME: Brussels, Belgium, 2004; p. 1
14 Ogunniyi, I.O.; Vermaak, M.K.G.; Groot, D.R. Chemical composition and liberation characterization of printed circuit board comminution fines for beneficiation investigations. Waste Manag. 2009, 29, 2140–2146.
15 Luda, M.P. Recycling of printed circuit boards. Integr. Waste Manag. 2010, 2, 285–299.
16 Moltó, J.; Font, R.; Gálvez, A.; Conesa, J.A. Pyrolysis and combustion of electronic wastes. J. Anal. Appl. Pyrolysis 2009, 84, 68–78.
17 Wienold, J.; Recknagel, S.; Scharf, H.; Hoppe, M.; Michaelis, M. Elemental analysis of printed circuit boards considering the ROHS regulations. Waste Manag. 2011, 31, 530–535.
18 Jie, G.; Ying-Shun, L.; Mai-Xi, L. Product characterization of waste printed circuit board by pyrolysis. J. Anal. Appl. Pyrolysis 2008, 83, 185–189.
19 Veit, H.M.; Bernardes, A.M.; Ferreira, J.Z.; Tenório, J.A.; de FragaMalfatti, C. Recovery of copper from printed circuit boards scraps by mechanical processing and electrometallurgy. J. Hazard. Mater. 2006, 137, 1704–1709.
20 Li, J.; Xu, Z.; Zhou, Y. Application of corona discharge and electrostatic force to separate metals and nonmetals from crushed particles of waste printed circuit boards. J. Electrost. 2007, 65, 233–238.
21 Lu, H.; Li, J.; Guo, J.; Xu, Z. Movement behavior in electrostatic separation: Recycling of metal materials from waste printed circuit board. J. Mater. Process. Technol. 2008, 197, 101–108.
22 Yamane, L.H.; de Moraes, V.T.; Espinosa, D.C.; Tenório, J.A. Recycling of WEEE: Characterization of spent printed circuit boards from mobile phones and computers. Waste Manag. 2011, 31, 2553–2558.
23 Shuey, S.A.; Taylor, P. A Review of Pyrometallurgical Treatment of Electronic Scrap. In Proceedings of the SME Annual Meeting, Denver, CO, USA, 23–25 February 2004.
24 Kim, B.S.; Lee, J.C.; Seo, S.P.; Park, Y.K.; Sohn, H.Y. A process for extracting precious metals from spent printed circuit boards and automobile catalysts. JOM 2004, 56, 55–58.
25 Iji, M.; Yokoyama, S. Recycling of printed wiring boards with mounted electronic components. Circuit World 1997, 23, 10–15.
26 The Composition of Valuable Substances in E-Waste. Available online: http://ewasteguide.info (accessed on 19 November 2013).
27 Hagelüken, C. Improving Metal Returns and Eco-Efficiency in Electronics Recycling—A Holistic Approach for Interface Optimisation between Pre-Processing and Integrated Metals Smelting and Refining. In Proceedings of the IEEE International Symposium on Electronics and the Environment, Scottsdale, AZ, USA, 8–11 May 2006.
28 Meskers, C.E.M.; Hagelüken, C.; Salhofer, S.; Spitzbart, M. Impact of Pre-Processing Routes on Precious Metal Recovery from PCs. In Proceedings of the European Metallurgical Conference (EMC), Innsbruck, Austria, 28 June–1 July 2009.
29 Guo, J.; Xu, Z. Recycling of non-metallic fractions from waste printed circuit boards: A review. J. Hazard. Mater. 2009, 168, 567–590.
30 Guo, J.; Cao, B.; Guo, J.; Xu, Z. A plate produced by nonmetallic materials of pulverized waste printed circuit boards. Environ. Sci. Technol. 2008, 42, 5267–5271.
31 Yin, J.; Li, G.; He, W.Z. Preparation of a Composite plate Using Nonmetallic Materials Powder from the Waste Printed Circuit Boards. In Proceedings of the 4th International Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering (iCBBE), Chengdu, China, 18–20 June 2010.
32 Sohaili, J.; Muniyandi, S.K.; Mohamad, S.S. A review on printed circuit boards waste recycling technologies and reuse of recovered nonmetallic materials. Int. J. Sci. Eng. Res. 2012, 3, 138–144.
33 Veit, H.M.; Bernardes, A.M.; Ferreira, J.Z.; Tenório, J.A.; de FragaMalfatti, C. Recovery of copper from printed circuit boards scraps by mechanical processing and electrometallurgy. J. Hazard. Mater.2006, 137, 1704–1709.
34 Chehade, Y.; Siddique, A.; Alayan, H.; Sadasivam, N.; Nusri, S.; Ibrahim, T. Recovery of Gold, Silver, Palladium, and Copper from Waste Printed Circuit Boards. In Proceedings of the International Conference on Chemical, Civil and Environment Engineering (ICCEE), Dubai, United Arab Emirates, 24–25 March 2012.
35 Dhawan, N.; Kumar, M.; Kumar, V.; Wadhwa, M. Recovery of Metals from Electronic Scrap by Hydrometallurgical Route. In Proceedings of the Global Symposium on Recycling, Waste Treatment and Clean Technology (REWAS), Cancun, Mexico, 12–15 October 2008; pp. 693–698.
36 Dhawan, N.; Kumar, V.; Kumar, M. Recovery of Metals from Electronic Scrap by Hydrometallurgical Route. In Extraction and Processing Division (EPD) Congress; The Minerals, Metals and Materials Society: Warrendale, PA, USA, 2009; pp. 1107–1109.
37 Delfini, M.; Ferrini, M.; Manni, A.; Massacci, P.; Piga, L. Antonio Scoppettuolo Optimization of precious metal recovery from waste electrical and electronic equipment boards. J. Environ. Prot. 2011, 2, 675–682.
38 Park, Y.J.; Fray, D.J. Recovery of high purity precious metals from printed circuit boards. J. Hazard. Mater.2009, 164, 1152–1158.
39 SadeghSafarzadeh, M.; Bafghi, M.S.; Moradkhani, D.; OjaghiIlkhchi, M.A review on hydrometallurgical extraction and recovery of cadmium from various resources.Miner. Eng. 2007, 20, 211–220.
40 Ritcey, G.M. Solvent extraction in hydrometallurgy: Present and future. Tsinghua Sci. Technol. 2006, 11, 137–152.
41 Yang, B. Ion exchange in organic extractant system. Ion Exch. Adsorpt.1994, 10, 168–179.
42 Shamsuddin, M. Metal recovery from scrap and waste. J. Metals 1986, 38, 24–31.
43 Tavlarides, L.L.; Bae, J.H.; Lee, C.K. Solvent extraction, membranes, and ion exchange in hydrometallurgical dilute metals separation. Sep. Sci. Technol. 1985, 22, 581–617.
44 Cui, J.; Zhang, L. Metallurgical recovery of metals from electronic waste: A review. J. Hazard. Mater.2008, 158, 228–256.
45 Paretsky, V.M.; Antipov, N.I.; Tarasov, A.V. Hydrometallurgical Method for Treating Special Alloys, Jewelry, Electronic and Electrotechnical Scrap. In Proceedings of the Minerals, Metals & Materials Society (TMS) Annual Meeting, Charlotte, NC, USA, 14–18 March 2004; pp. 713–721.
46 Sheng, P.P.; Etsell, T.H. Recovery of gold from computer circuit board scrap using aqua regia. WasteManag. Res. 2007, 25, 380–383.
47 Quinet, P.; Proost, J.; van Lierde, A. Recovery of precious metals from electronic scrap by hydrometallurgical processing routes. Miner. Metall. Process. 2005, 22, 17–22.
48 Chmielewski, A.G.; Urbański, T.S.; Migdał, W. Separation technologies for metals recovery from industrial wastes. Hydrometallurgy1997, 45, 333–344
49 Zhou, P.; Zheng, Z.; Tie, J. Technological Process for Extracting Gold, Silver and Palladium from Electronic Industry Waste. Chin. Patent 1603432, 6 April 2005.
50 Kogan, V. Process for the Recovery of Precious Metals from Electronic Scrap by Hydrometallurgical Technique. Int. Patent WO/2006/013568, 9 February 2006.
51 Mecucci, A.; Scott, K. Leaching and electrochemical recovery of copper, lead and tin from scrap printed circuit boards. J. Chem. Technol. Biotechnol. 2002, 77, 449–457.
52 Hilson, G.; Monhemius, A.J. Alternatives to cyanide in the gold mining industry: What prospects for the future? J. Clean. Prod. 2006, 14, 1158–1167.
53 La Brooy, S.R.; Linge, H.G.; Walker, G.S. Review of gold extraction from ores. Miner. Eng. 1994, 7, 1213–1241.
54 Antrekowitsch, H.; Potesser, M.; Spruzina, W.; Prior, F. Metallurgical Recycling of Electronic Scrap. In Proceedings of the EPD Congress, San Antonio, TX, USA, 12–16 March 2006; pp. 12–16
55 US Environmental Protection Agency (EPA). Lead Smelting Process. Available online: http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/ch12/final/c12s06.pdf (accessed on 2 December 2013).
56 Anindya, A.; Swinbourne, D.R.; Reuter, M.A.; Matusewicz, R.W. Distribution of elements between copper and FeOx-CaO-SiO2 slags during pyrometallurgical processing of WEEE. Miner. Process. Extr. Metall. 2013, 122, 165–173.
57 Hagelüken, C. Recycling of electronic scrap at Umicore’s integrated metals smelter and refinery. Proc. EMC 2005, 59, 152–161.
58 Hagelüken, C. Recycling of electronic scrap at Umicore precious metals refining. ActaMetall. Slov. 2006, 12, 111–120.
59 Reuter, M.A. Metal Recycling—Opportunities, Limits and Infrastructure; United Nations Environment Programme (UNEP): Nairobi, Kenya, 2013.
60 Mark, F.E.; Lehner, T. Plastics Recovery from Waste Electrical and Electronic Equipment in Non-Ferrous Metal Processes; Association of Plastics Manufacturers in Europe: Brussels, Belgium, 2000.
61 Veldbuizen, H.; Sippel, B. Mining discarded electronics. Ind. Environ. 1994, 17, 7–11.
62 Huisman, J.; Stevels, L.N. Eco-efficiency of take-back and recycling, a comprehensive approach. IEEE Trans. Electron. Packag. Manuf. 2006, 29, 83–90 .
63 Hoang, J.; Reuter, M.A.; Matusewicz, R.; Hughes, S.; Piret, N. Top submerged lance direct zinc smelting. Miner. Eng. 2009, 22, 742–751.
64 Lehner, T.; Vikdahl, A. Integrated Recycling of Non-Ferrous Metals at Boliden Ltd. Ronnskar Smelter. In Proceedings of the IEEE International Symposium on Electronics and the Environment (ISEE), Oak Brook, IL, USA, 4–6 May 1998; pp. 42–47.
65 Lehner, T.; Wiklund, J. Sustainable Production: The business of Non-Ferrous Smelting in Sweden. In Proceedings of the International Congress on Mineral Processing and Extractive Metallurgy, Melbourne, Australia, 11–13 September 2000.
66 Meskers, C.E.M.; Hagelüken, C.; van Damme, G. Green Recycling of EEE: Special and Precious Metal Recovery from EEE. In Extraction and Processing Division (EPD) Congress; The Minerals, Metals and Materials Society: Warrendale, PA, USA, 2009.
67 Maeda, Y.; Inoue, H.; Kawamura, S.; Ohike, H. Metal Recycling at Kosaka Smelter. In Proceedings of the 4th International Symposium on Recycling of Metals and Engineered Materials, Pittsburgh, PA, USA, 22–25 October 2000.
68 Nikko, L. Pride in Value Smelter—Smelt Passion, Refine Future; LS-Nikko Copper Inc.: Seoul, Korea, 2013.
69 Day, J. Recovery of Platinum Group Metals, Gold and Silver from Scrap. U.S. Patents 4,427,442, 24 January 1984.
70 Aleksandrovich, S.; Nicolaevich, E.; Ivanovich, E. Method of Processing of Products Based on Ahalcogenides of Base Metals Containing Metals of Platinum Group and Gold. Russ. Patent 2112064, 11 February 1998.
71 Recycling Technology—Aurubis’ Multi-Metal Recycling. Available online: http://www.aurubis. com/en/our-business/raw-materials/recycling/technology/ (accessed on 24 November 2013).
Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі
Әл - Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университеті
Сайынов Ануар Сайынұлы
Гальваникалық өндіріс қалдықтарынан асыл металдарды алу
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Мамандығы
5B072000 - Бейорганикалық заттардың химиялық технологиясы
Алматы, 2014
Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым министрлігі
Әл - Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университеті
Қорғауға жіберілді
Аналитикалық, коллоидтық химия
және сирек элементтер технологиясы
кафедрасының меңгерушісі,
х.ғ.д., профессор.
______________Қамысбаев Д.Х.
__________________2014 ж.
Гальваникалық өндіріс қалдықтарынан асыл металдарды алу тақырыбына
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Мамандығы 5B072000 - Бейорганикалық заттардың химиялық технологиясы
Орындаған
4 курс студенті
А.С.Сайынов
Ғылыми жетекшісі
х.ғ.к., доцент
Б.Б.Демеев
Норма бақылаушы х.ғ.к., доцент
А.Г.Исмаилова
Алматы, 2014
РЕФЕРАТ
Бітіру жұмысы 43 беттен, 7 суреттен, 7 кестеден, 71 қолданылған әдебиет көзінен тұрады.
Кілт сөздер: Радиоэлектрондық сынықтар, компьюторлық сынықтар, электрондық скрап, қалдықтарды кәдеге жарату(утилизация), қымбат металдарды бөліп алу,түсті металдарды бөліп алу, флоппи-дискеталық дисковод.
Зерттеу объектісі: күрделі құрамды қымбат, түсті және қара металдар, органикалық және бейорганикалық пластикалық массалары кіретін компьютерлік қалдықтар.
Жұмыстың мақсаты: Екіншілік өнімді қайта өңдеу және сол өнімнен асыл металдарды алу. Гальваникалық өндіріс қалдықтарынан металдарды концентрациялау мен бөліп алудың әдістерін талдап, қымбат металдарды өндірудің тиімді технологиясын жасау.
Жұмыс процесінде қолданылғандар:
Әдістер: Атомдық-абсорбциялық анализ, гальваностатикалық және потенциостатикалық электролиз, потенциодинамикалық вольтамперометрия.
Құралдар:Атомдық-абсорбциялық спектрофотометр Shimadzu 6200, Потенциостат - гальваностат AUTOLAB PGSTAT-302N, Тура ток көзімен қоректендіргіш RXN-305D.
Алынған нәтижелер: Электрондық қалдықтарды өңдеудің қазіргі кезеңдегі жағдайы зерттелді және қолданыстан шыққан 3,5 дюймдық флоппи-диск дисководтардың құрамындағы алтын мен күміс мөлшері талданды, электронды қалдықтарды өңдеудің қарапайым технологиясы жасалды.
РЕФЕРАТ
Выпускная работа состоит из 43 страниц, 7 рисунков, 7 таблиц, 71 литератур.
Ключевые слова: Радиоэлектронный лом, компьютерные отходы, электронный скрап, утилизация, получение драгоценных металлов, получение цветных металлов, флоппи-дисковод.
Объект исследования: черные, цветные и драгоценные металлы сложного состава, органические и неорганические пластиковые массы компьютерных отходов.
Цель работы: Переработка вторичного сырья и получение из них драгоценного металла. Подготовка методов получение и концентрирование драгоценных металлов из гальванических отходов.
Использованные в процессе работы:
Методы:Атомно-абсорбционный анализ, гальваностатический и потенциостатический электролиз, потенциодинамический вольтамперометрия.
Оборудование:Атомно-абсорбционный спектрофотометр Shimadzu 6200, потенциостат-гальваностат AUTOLAB PGSTAT-320N, прибор RXN-305D.
Полученные результаты: Было исследовано состояние переработки электронных отходов в настоящее время и анализирован объем золота и серебра которые входят в состав негодных 3,5 дюйм флоппи дисков, сделан обычный метод переработки электронного отхода.
ABSTRACT
Final work consists of 43 pages, 7 figures, 7 tables, 71 sources used.
Keywords: Radioelectronic scrap, computer waste, electronic scrap, recycling, getting precious metals, obtaining nonferrous metals, floppy drive.
Object of research: black, colored and precious metals complex composition, organic and inorganic waste plastic mass computer.
Objective: Recycling and receiving from them the precious metal. Preparation methods of preparation and concentration of precious metals from electroplating waste.
Used in the process:
Methods: Atomic absorption analysis, galvanostatic and potentiostatic electrolysis, potentiodynamic voltammetry.
Eguipment: Atomic absorption spectrophotometer Shimadzu 6200, potentiostat-galvanostat AUTOLAB PGSTAT-320N
Results: Condition was investigated processing of electronic waste currently and analyze the volume of gold and silver which are part of Belial 3,5 inch floppy disk drive, do the usual method of recycling electronic waste.
МАЗМҰНЫ
Бет
КІРІСПЕ
7
1
ӘДЕБИ ШОЛУ
11
1.1
Өндірістік қалдықтарды қайта өңдеу-қоғамның заманауи талаптары.
11
1.2
Электрондық қалдықтардың сапалық және сандық сипаттамасы
15
1.3
Қайта өңдеуде физикалық және физико-химиялық әдістердің қолданылуы
18
1.3.1
Қайта өңдеу сатылары
18
1.3.2
Гидрометаллургиялық процестер
21
1.3.3
Пирометаллургиялық процесстер
26
1.3.4
Шетелдік кәсіпорындардағы электронды қалдықтардан металдарды алудың өндірістік үдерістері
28
2
ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ
33
2.1
Зерттеу нысанын таңдау және оның сипаттамасы. Бастапқы дайындау.
33
2.2
Іріктелген бөлшектердің сапалық-сандық сипаттамасы. Құрамындағы құнды металдар мөлшерін анықтау.
35
3
АЛЫНҒАН НӘТИЖЕЛЕРДІ ТАЛДАУ
3.1
Қымбат металдарды бөліп алу.
ҚОРЫТЫНДЫ
Қысқартылған сөздер тізімі
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
ҚОСЫМША
КІРІСПЕ
Қазіргі заманда жер қойнауы кендеріне қарағанда урбанистік қалдықтарының кендері 40-50 есе бай, мысалы алтын мөлшері кендердің 1 тоннасында 0,1-0,5 г, ал екіншілік шикізаттың тоннасында 50-200 г шамасында. Қазіргі кезеңде жыл сайын компьютерлер, планшеттер мен ұялық телефондарды жасауға 320 т алтын, 7500 т күміс жұмсалады [1].
Екіншілік қолданысқа ие қымбат металдар пайдалану құндылығын зақымдалу немесе моральды ескіру нәтижесінде жоғалтқан өнімдер - электрондық және электрлік жабдықтардың қалдықтары (ЭЭЖҚ) немесе өндірістік өңдеуқалдықтарнемесе ақауы бар бұйымдар ретінде, сонымен қатар түрінде шығарылуы мүмкін. Жалпы қымбат металдардың сынықтары мен қалдықтары стандартталған және металдардың атаулары физикалық белгісі, химиялық құрамы және сапа көрсеткіші бойынша бөлінеді.Екіншілік қымбат металдардың металлургиясы өз алдына жеке бір сала болып табылады, бірақ сынаманы дайындап іріктелуіне және әр түрлі дайындау, байыту және балқыту үдерістеріне, пайдаланған суларды тазарту әдістеріне, ауаның газ күйіндегі ластануларына қатысты біріншілік металлургия өндіріс орындарының теориялық және практикалық тәжірибелерін кеңінен қолданады. Екіншілік қымбат металдар металлургиясының ерекшелігі қалдықтардың физикалық үлгісінің және химиялық құрамының алуан түрлілігінде [2, 3].
Енді алтынды қарастырсақ, 2001 жылы электрондық және электротехникалық өндірістерінде алтынның бүкіл әлемдік жеткізілімнің 5,3%-ы (197мың тонна) , ал 2011 жылы 7,7%-ы (320мың тонна) қолданылған. Атап айтатын болсақ бұл сандар АҚШ-тың Форт-Нокстағы Нью-Йорк Федералдық сақтық банкіндағы алтын-валюта қорларының 2,3%-на тең [4].
Әлем бойынша жылына өндірісте алтынның өндірілуі 15%-ға өскен, шамамен айтқанда 2001 жылы 3900 тоннадан 2011 жылы 4500 тоннаға дейін .
Қалдық құрамындағы қымбат металдардың көлемінің және құндылығының арқасында, дамыған мемлекеттерде электрондық қалдықтардан қымбат металдарды алу 80-90 %-ға жетіп отыр. Дамыған елдерге қарағанда жағдайлары төмен елдерде бұл көрсеткіш 10-15%-ды көрсетіп отыр,ал қалған 85-90%-ын жоғалтып отыр.
Жалпы алтынның біршама көп бөлігі біріншілік бөлшектеу кезінде жоғалтылады. Соған қарамастан дамып келе жатқан елдерде алтынды алу 50%-ды құрап отыр (салыстыра алатын болсақ дамыған елдерде 25%) [4].
Біздің елде жоғары технологиялық бұйымдарға сұраныс өте жоғары деңгейде, құрамында қымбат металдары бар РЭЛ-ды сатып алумен айналысатын кішігірім кәсіпорын қатарлары көптеп ашылуда. Осы жылдан бастап айқын өзгерістер бар. 2014 жылдың сәуір айында Қазақстанда Республикасының үкіметі мен БҰҰ және "Samsung Electronics" арасында "Электрондық қалдықтарды басқару" атты ұялы телефондарды утилизациялау жобасы басталды[5].
Тақырыптың өзектілігі. Металдардың екіншілік ресурстарын металдардың жоғарғы мөлшері бар шикізат ретінде қарастыруға болады. Рудаларға қарағанда қалдық құрамынан Au,Ag және платиноидтарды алу тиімдірек, себебі біріншілік өндіруге қарағанда материалдың, электрэнергияның, жанармайдың шығыны аз. Мысалы, екіншілік өндіріске қарағанда біріншілік түсті металдар өндірісінде меншікті энергетикалық шығын 2-10 есе жоғары. Қазіргі уақытта сонғыларын өндіру азайды және қажеттілікті өтей алмайды, сондықтан осы металл ресурстарын мобилизациялау мүмкіндігін пайдалану керек жәнеекіншілік асыл металдарды пайдалану рөлі жоғарлайды. Шикізат және энергия бағасының күрт өсуі әсерінен рудаға қарағанда құрамында Au Ag Pt Pd бар қалдықтардан өндіру тиімдірек. Экологиялық талаптардың қатаңдануы біріншілік өнімдерді өндіруге қарағанда өндірілген өнімді қайтадан пайдалануды тиімдірек етеді.
Сонымен қатар электрондық қондырғыларды өндіру жетілдіріле түскенімен компьютерлерді өндіру үшін қажетті асыл металдардың мөлшері төмендепкеледі. Қорыта келгенде компьютерлердің модернизациялануымен оның құрамындағы алтынның мөлшері азаяды және өндірілетін техникадан алтын мен күмісті алу қиындап келеді. Осыған байланысты компьютерлер мен электроникалардан асыл металдарды алу және өндіру әдістері мен технологияларын жетілдірі керек. Қазіргі заманғы өнеркәсіптегі және өндірістегі компьютерлік техникаларға қатысты асыл металдарды пайдалану технологиясының ақпараттық базасын үнемі толықтырып отыру керек.
I ӘДЕБИ ШОЛУ
1.1 Өндірістік және тұрмыс қалдықтарын қайта өңдеу - қоғамның заманауи талаптары
Өндірістік және тұрмыс қалдықтары бір жағынан қоршаған ортаға қауіпті болып саналса, екінші жағынан қайта өңдеу арқылы алынған құнды заттардың көзі болып табылады.
УРБАНИСТІК (ҚАЛАЛЫҚ) ҚОҚЫСТАРЫНЫҢ КЕНДЕРІ ЖЕР ҚОйНАУЫНЫҢ ҚАЗБА КЕНДЕРІНЕН АНАҒҰРЛЫМ БАй
Қазба кендері
:: Au ~ 5 гткен
:: Платина тобының металдары (ПТМ) да сол шамада
Қалалық кендері
:: 200 гт Au, 80 гт Pd &Ag, Cu, Sn, Sb, ...ПК-ның аналық платасында
:: 300 гт Au, 100 гт Pd ... ұялы телефондарда
:: 2000 гтПТМ PGM in автокөлік катализаторларында
Мөлшері төмен, өңделетін көлемі зор,
жеке аймақтарда шоғырланған
40-50 есе бай
Мөлшері жоғары, миллиондаған ықшам дана, жаһан бойы таралған
Қымбат металдар құнды физикалық және химиялық қасиеттерімен қатар ерекше инвестициялық тауар болып табылады. Алтын дүние жүзілік қаржы жүйесінің аса маңызды элементі болып саналады, себебі ол коррозияға төзімді, техниканың көптеген салаларында қолданылады, бірақ оның қорлары онша көп емес. Дүниедегі өндірілген алтынның 10%- өндірістік өнімдердің құрамында, қалғаны құймалар күйінде қорларда және зергерлік бұйымдарда сақталады. Біздің еліміз ірі алтын өндіргіштер қатарына кіреді(1-кесте).ҚР алтын қоры 2013 ж 143,7 т болды.
Кесте 1
USGS (U.S.GeologicalSurvey) бойынша ТОП-20 алтын өндіретін әлем мемлекеттері [6].
Орын
Мемлекеттер
Өндіріс, т
Өзгеруі
2012
2013*
2013 - 2012 жж., т
2012, %
1.
Қытай
413,1
437,3
24,2
5,9
2.
Австралия
251,4
259,4
8,0
3,2
3.
Ресей
230,1
237,8*
7,7
3,3
4.
АҚШ
231,3
226,9
-4,4
-1,9
5.
Перу
180,4
182,2
1,8
1,0
6.
ОАР
177,3
168,8
-8,5
-4,8
7.
Канада
108
128,3
20,3
18,8
8.
Мексика
102,8
101,2
-1,6
-1,6
9.
Гана
95,8
97,8
2,0
2,1
10.
Индонезия
89
94,8
5,8
6,5
11.
Өзбекістан
73,3
79,4
6,1
8,3
12.
Бразилия
67,3
79,3
12,0
17,8
13.
Папуа-Жаңа Гвинея
57,2
62,9
5,7
10,0
14.
Чили
48,6
50,9
2,3
4,7
15.
Мали
50,3
50,2
-0,1
-0,2
16.
Аргентина
54,6
49,8
-4,8
-8,8
17.
Қазахстан
40
45,8
5,8
14,5
18.
Танзания
49,1
45,6
-3,5
-7,1
19.
Филиппин елдері
41
40,5
-0,5
-1,2
20.
Колумбия
39,1
40,4
1,3
3,3
Басқа мемлекеттер
464,3
503
38,7
8,3
Бүкіл әлем
2864
2982,2
118,2
4,1
Шикізат кендерің таусылуы және өңдеу шығындарының шарықтауы қымбат металдардың құнының өсу қарқынын сақтап келеді (Косымшадағы 1А-сурет).
Электрондық және электрлік жабдықтардың қалдықтарын (ЭЭЖҚ) өңдеу мәселесі 90-шы жылдардан, тұтынудың шарықтауына байланысты өткір мәселеге айналды.ЭЭЖҚ қоршаған ортаға және адамға қауіп төндіретін былғауыш болып саналады. Мәселен, сұйық кристалды мониторлар мен телевизорларда сынап бар. Алғашқы кезде электрондық қалдықтарды өңдеу толығымен өндірушіге жүктелген болатын. Алайда, глобализациялану және бейресми (легальды емес) экспорттың артуы логистикалық және сұрыптау мәселелерін қатты күрделендіріп жіберді.
БҰҰ-ның қоршаған орта бағдарламасының Қайта өңдеу- электрондық қалдықтан ресурсқа атты баяндамасында (қазан 2010 ж), электронды лом қалдықтары сонымен қатар ұялы телефондар және компьютерлердің көлемі - Индия сияқты бірқатар елдерде келесі 10 жылдықта 500%-ға өсуі мүмкін делінген. Дамыған мемлекеттер арасында жоғары технологиялық қалдық саны бойынша бірінші орынды АҚШ алып отыр,онда электртехниканың барлық түрінен жылына 3 миллион тонна қоқысқа жіберіліп отыр (дәлірек айтатын болсақ,экологиялық талаптарға сай осы қалдықтын бестен бір бөлігі ғана қайта өңдеуге жіберіледі екен), екінші орында Қытай, ішкі нарығында жылына 2,3 миллион тонна өндіреді. БҰҰ-ның болжамы бойынша дамыған елдерде 2020 жылға дейін электротехника, яғни компьютер қалдықтары 5 есе, ал кейбір елдерде мобильді-телефон қалдықтары 17 есе өсуі мүмкін. Индия, Китай, Африка мемлекеттері басқа салада алдынғы қатарда тұр, мұнда сансыз транспорттар және тиелген электрондық қалдықтар бағытталады. Бұл жерде дөрекі,арзан өндіріс және көму жүргізіледі, соның нәтижесінде зиянды заттардың көптеген бөлігі атмосфераға шығарылып, жер асты суларына және мұхиттарға ағып кетеді.[7].
Дамыған елдерде қолданысқа жарамсыз өнімдерді қайта өңдеуге алуға міндетті. Алыс шет елдерде электрондық сынықтарды қабылдайтын және қайта өңдейтін мамандандырылған кәсіпорындар жұмыс істейді. Бұларды ең танымал және ең аумақтысы MRM Recycling компаниясы, бұл компания Mitsubishi, Sharp, Toshiba және тағы да басқа үлкен көлемдегі өндірушілер қаржыландырады. Бірақ бұлардың қатарында VintageTechRecyclers және EcoInternational сияқты кішкене мекемелерде бар.
Мұндай компаниялар өз қызметін шыны мен макулатураны өңдеуден бастап электрондық сынықтарды өңдеу бизнесінде жоғары жетістіктерге жетті.Тұрғындардан керек емес электр құрылғыларын қабылдау ақысыз, бірақ өңдеу процесі мемлекет тарапынан сертификатталған және өздігінше жоғары технологияландырылған: бөлшектеу мен іріктеуден кейін қирату жүреді, қайта балқыту, бағалы металдарды алу, немесе бөлшектерді өндірушілерге жіберу. Жаңа толқынның кәдеге жаратушылары негізінен өндірушілердің бірігуі және функцианалдығын сақтап қалған құрылғылар мен қосалқы бөлшектерді қайта сату есебінен өмір сүреді.
Жапония мемлекеттер арасында ең бірінші болып электрондық және тұрмыстық қалдықтарды утилизациялау және қайта өңдеу жөніндегі заңды қабылдады және бұл заң 2001 жылы өз күшіне енді. Бұл заң тек қана 4 үлкен құрылғылар тобын қамтиды, олардың қатарына теледидарлармониторлар, тоңазытқыш жабдықтары, ауаны салқындатуға арналған қондырғылар және кір жуғыш машиналары жатады. Осы Японияда қалдық дәрежесіне байланысты қайта өнім алу 64%-дан 84% аралығын құрайды. 2002 жылы Европалық Кеңес "Электрлік және электрондық құрылғыларды утилизациялау" жөнінде мағлұмат енгізді және мемлекеттер бұл мағлұматты ұлттық заңнамаға енгізуге тура келді. Осы мағлұматты ең соңғы болып жүзеге асырған ҰлыБритания және бұл жұмыс 2007 жылы аяқталды. Ал Америка Құрама Штаттары бұл заңнаманы қабылдаудан кеш қалды, бірақ кейбір елдер өздерінің мемлекеттік қағидаларын енгізді[8].
Жақын шетелді мемлекеттерді алсақ, Ресейде екіншілік шикізаттан қымбат металдарды өндіретін зауыттарарасында Приокск түсті металдар зауытын, Красцветмет, Щелковскінің екіншілік қымбат металдар зауытын, Екатеринбург түсті металдарды өңдеу зауытын, Североникель комбинатын атап өтуге болады[9].
Қазақстандағы жағдайды қарастырсақ, мұнда 2014 ж ҚР Өкіметінің, БҰҰ Даму Бағдарламасының және "Samsung Electronics" компаниясының мобильді телефондарды утилизациялаудың біріккен жобасы іске асырыла бастады. Бұл қалдықтар құрамында кездесетін ауыр металдар (қорғасын,сынап,сүрме,кадмий,алты валентті хром қоспалары және т.б.) және тұрақты органикалық ластағыштар қоршаған ортаға және адамзат денсаулығына зиян келтіреді. Қоршаған орта және су ресурстарының министрі "Жоба көлемінде электрондық техника сататын орындарда ұялы телефондарды жинау үшін эко-бокстарды орналастыру, сонымен қатар тұрғындарды электрондық қалдықтардың зияны және оларды утилизациялау жолдарын түсіндіру үшін ақпараттық компанияларды құру жобаланған. Осы бағыттағы біздің еліміздің потенциалы жоғары және үш аффинажды кәсіпорын бар екенін атап өткен жөн. Біріншісі Өскемен металлургиялық комплексі "Қазмырыш" АҚ құрамына кіреді және Лондондық биржа металдарының GoodDelivery стандарттарына сай құймалар өндіреді. Аффинажды өндіріс жылына 8 тонна алтын және 300 тонна күміс шығарады. Екіншісі Орталық Қазақстандағы "Қазақмыс" корпорациясының асыл металдарды аффинаждау зауыты. Зауыт асыл металдарды ұлттық стандарт бойынша өндіреді, оның жылдық жобалық қуаты- 10 тонна алтын және 650 тонна күміс. 2013 жылы қазан айында Астана қаласында қуаты 25 тонна алтын және 50 тонна күміс болатын ТауКенАлтын аффинажды зауыты қосылды[5].
Бөлім түйіндемесі: келтірілген деректер алтынды екіншілік шикізаттан алу біздің еліміз үшін маңызды мәселе болып табылатынын дәлелдейді.
1.2 Электрондық қалдықтардың сапалық және сандық сипаттамасы
Электрлік және электрондық құралдардың қалдықтары дегеніміз (ЭЭҚҚ) қолданыстан зақымдалуы немесе моральдық ескіру нәтижесінде өзінің функционалдық құндылығынан айрылған электрлік және электрондық құрылғылардың қалдықтары, олар қара түсті металдар, пластика және керамиканың күрделі қоспасы болып табылады. ЭЭҚҚ(ағылшынша e-wasteнемесе WEEE - waste of electrical and electronic equipment) 200296ЕС және 201219EU Еуропалық Парламент пен Одақ директивалары негізінде 10 санатқа жүктеледі (2-кесте). Әр санатттың көлемі [10-12] нақты қарастырылған.
Кесте 2
Электрлік және электрондық құрылғылардың қалдықтары (WEEE) еуропалық дерективаларға сәйкес электрондық қалдықтардың санаттары [11, 12].
No.
Санат
Маркалау
1
Ірі тұрмыстық құралдар
Ірі ТҚ
2
Ұсақ тұрмыстық құралдар
Ұсақ ТҚ
3
АТ және телекоммуникациялық жабдықтар
АТТ
4
Тұтынушылық жабдықтар
ТЖ
5
Жарықтандыру жабдықтары
Жарықтандыру
6
Электрлік және электрондық құралдар (ірі стационарлы өндірістік құралдарды қоспағанда)
Э& Э құралдар
7
Ойыншықтар және спорттық жабдықтар
Ойыншықтар
8
Медициналық құрылғылар (импланттанған және инфекциаланған өнімдерді қоспағанда)
Медициналық құрылғылар
9
Мониторлау және бақылау құралдары
М&Б
10
Автоматты дозаторлар
Дозаторлар
Еуропадағы пластмасса өндіруші ассоциациясының (APME - the Association of Plastics Manufacturers in Europe) мәліметтері бойынша электрлік және электрондық құрылғылардағы әр түрліматериалдардың пайыздық үлесі 3 - кестеде келтірілген [13].
Кесте 3
Электрлік және электрондық құрылғылардың құрамында табылған негізгі материалдардың пайыздық үлесі
№
Материал
%
1
Темір
38
2
Түсті металдар
28
3
Пластик
19
4
Шыны
4
5
Ағаш
1
6
Басқалары
10
Электрлік және электрондық құрылғыларда баспалы платалар (БП) болады (теледидарлар, компьютерлер, ұялы телефондар мен ноутбуктер). Әдетте, БП 40% металдан, 30% пластмасса және 30% керамикадан тұрады [6]. Олардыңэлектрлік өткізгіштігін қамтамасыз ету үшін БП-ны онша бағалы емес металдармен (қалайы, күміс және мыс) қаптайды. Ұялы телефондар мен жеке компьютелерде екі түрлі баспа платалары (FR-4 және FR-2) қолданылады. FR-4 БП-сы мыспен қапталған көп қабаттышыныталшықтан жасалған, ал FR-2 типі мыспен қапталған бір ғана қабатты шыныталшықтан немесе целлюлоза қағазынан, не фенолды материалдардан жасалған. FR-4 типті платалары кіші электронды құралдарда (ұялы телефондарда) және FR-2 типті платалары ірі техникада (компьютерлер мен теледидарларда) қолданылады. Баспа платаларындағы полимерлер мен өндірістік пластмассалардың құрамында полиэтилен, полипропилен, күрделі полиэфирлер және эпоксидті шайырлар бар.
Электронды қалдықтардың құрамдық анализіне сынамалар алу - материалдардың біртектілігі мен күрделі құрылысына байланысты қиын. БП-ға саналуан ұсақ компоненттер көптеген мөлшерде орнатылған. Компоненттерді бөлу үшін БП кіші өлшемдерге (1 - 2 мм) ұсақталады, әрі қарай компоненттерге бөлу магниттік, электростатикалық, электрохимиялық және талғамалы еріту сынды әр түрлі әдістер көмегімен іске асырылады [14-22]. Мысалы, Йамане және т.б. [15] тұлғалар ұялы телефондар мен жеке компьютерлердегі БП құрамын зерттеді. Алдын-ала өңдеу, ұсақтау, кейіннен магниттік және электростатикалық әдістермен айыру арқылы орындалады. Химиялық анализді патша шарабымен еріту, күйдіріп ықшамдау және индуктивті байланысқан плазма, атомды - эмиссионды спектроскопия (ICP - AES) көмегімен жүргізілді. 4 - кестеде әртүрлі БП-лардың типтік құрамы көрсетілген.
Кесте 4
Баспа платаларындағы типтік құрамдар
Материалдар
Типтік концентрациясы (% және ppm)
Металдар (максималды салмақтық үлес40%)
Shuey және Taylor [23]
Kim және т.б. [24]
Iji және
Yokoyama [25]
Электрондық қалдықтардан есептелген [26]
Cu
20
15.6
22
6.9
Al
2
-
-
14.2
Pb
2 1.
35
1.55
6.3
Zn
1
0.16
-
2.2
Ni
2
0.28
0.32
0.85
Fe
8
1.4
3.6
20.5
Sn
4
3.24
2.6
1.0
Sbppm
0.4
-
-
2
Auppm
1000
420
350
200
Agppm
2000
1240
-
200
Pdppm
50
10
-
-
Geppm
-
-
-
20
Asppm
-
-
-
10
Tippm
-
-
-
20
Inppm - - - 20
-
-
-
200
Tappm
-
-
-
200
Coppm
-
-
-
200
Seppm
-
-
-
20
Gappm
-
-
-
10
Жалпы, электрондық қалдықтардағы металдарды келесі топтамаларға жинақтауға болады: ҚМ - қымбат металдар, ПТМ - платина тобының металдары, БМ - бағалы металдар, КтМ - күдік тудыратын (қауіпті) металдар, СЭ - сирек элементтер [27]:
ҚМ: Au, Ag;
ПтМ: Pd, Pt, Rh, Ir және Ru;
БМ: Cu, Al, Ni, Sn, Zn және Fe;
КтМ (қауіпті): Hg, Be, In, Pb, Cd, As және Sb;
СЭ: Te, Ga, Se, Ta және Ge.
Бөлім түйіндемесі: электрлік және электрондық құралдардың қалдықтарының сан алуан болуы талдауға сынама дайындағанда, оның іріктеу өкілеттілігінің және біркелкілігін қамтамасыз ету өте маңызды екендігіне нұсқайды.
1.3 Қайта өңдеуде физикалық және физико-химиялық әдістердің қолданылуы
1.3.1 Қайта өңдеу сатылары.
Электронды қалдықтарды қайта өңдеу 3 негізгі сатыдан тұрады: жинау, бастапқы өңдеу және өңдеудің аяқталуы[28]. Әр саты металды қалпына келтіруі және қайта өңдеудің экономикалық тиімділігі үшін маңызды. Көпшілікті жарнамалық хабарландырып, қоғамдық орындарда қалдықтар жинайтын бекеттер орнатып электронды қалдықтарды жинау мемлекеттік саясаттқа сәйкес келеді. Тұтынушы алып келетін қалдықтар, іріктеліп жарамдылары қайта өңдеуге жіберіледі. Электронды қалдықтарды алдын-ала өңдеу, қайта өңдеу тізбегінің маңызды сатысы болып табылады. Алдын-ала өңдеудің негізгі сызба-нұсқасы 1 - суретте көрсетілген.
Іріктеу және бөлшектеу
Қолдануға жарамды бөлшектерді бөліп алу
Механикалық өңдеу (көлемін азайту + қолмен іріктеу)
Металдарды, сымдарды, пластиктің бөліп алу
Вибрациалық елеуіш
Магниттік сепарация
Қара металдардыбөліп алу
Ұйтқыл тоқты бөліну
Түсті металдарды бөліп алу
Тығыздығы бойынша бөлу
Пластиктерді бөліп алу
Жойылу
Қоқыс тастайтын жерлер
Сурет 1. Электрондық қалдықтарды металдық және металл емес фракцияларға бөлуге арналғанбастапқы өңдеу сызба-нұсқасы.
Жарамдылық мерзімі өткен қондырғылар, сынақтан өткен және электронды қалдықтардан оқшауланғандар болып қолмен іріктеледі. Бастапқы саты кезінде тұрмыстық техника, электр плиталары және дисктер жәнебасқа бөлшектер босатылады[28]. Металдық және металдық емес бөлшектер, кендерді байтуда қолданылатын скрининг, магнитті, құйын және тығыздықтары бойынша бөлу әдістері арқылы бөлінеді. Металдық және металдық емес болып іріктелген электронды қалдықтардың бөлшектердің қосымша өңделу сатысы, электронды қалдықтар қайта өңдеу тізбегінің соңы болып табылады. Онда электронды қалдықтардың металдық емес фракцияларды қайта өңдеудің бірнеше әдістері қарастырылған, мысалы құрамында 70% жоғары металдық емес фракциялары бар БП [29-32]. Жалпы, БП металдық емес фракциялары негізінен термореактивті шайырлардан және шыны талшықтарынан тұрады. Термореактивті шайырларды олардың құрылымдық тізбегіне байланысты қайта балқытуға болмайды. Го[29. 30],Инь [31]және басқалары ұнтақ тәрізді ПБХ және басқа компоненттермен үйлестіре отырып металсыз композитті тақталар жасап шығарды.
Платалардың металл емес материалдарын өңдеудің басқа әдістеріхимиялық процестерге негізделген, бұлар − газификация, пиролиз, асқын критикалық сұйықтықтыңдеполимеризациясы және гидрогенолитикалық (сутектендірулік) деградация. Металдық емес фракцияларды пирометаллургиялық процестерде отын және тотықсыздандырғыш агент ретінде қолдынуға болады. Жалпы ПБ металдық емес фракцияларын екіншілік өңдеу әдістері перспективті және электронды қалдықтардан пластмассаларды алудың тұрақты көзі бола алады. [29].
Электронды қалдықтардағы металдық фракциясы басқа металлургиялық процестерді қолдана отырып, металдарды бөліп алу үшін қосымша өңделуі мүмкін.
Бастапқы өңдеу кезінде электронды қалдықтардан бөлініп алынған металдық фракциялар әрі қарай жеке гидрометаллургиялық, пирометаллургиялық, электрометаллургиялық, биометаллургиялық процестер көмегіменнемесебұларды үйлестіре отырып өңделуі мүмкін. Гидрометаллургиялық және пирометаллургиялық процестер электрондық қалдықтарды өңдеудің негізгі жолдары болып табылады. Металдарды бір-бірінен айыру үшін және жеке бөліп шығару үшін электрометаллургиялықэлектрохимиял ық процестер (мысалы, электрорафинация) қолданылуы мүмкін. Таңдалынған бөліп алу әдісіне байланысты және металды бөліп алу үшін бұл сызба-нұсқаларда электрометаллургиялықэлектрохимиял ық процестер (мысалы, электрорафинация) қолданылуы мүмкін. Қазіргі кезде электрондық қалдықтарды өңдеу кезінде биометаллургиялық процестерді қолдана отырып (электрондық қалдықтардан металдарды биологиялық еріту арқылы) зерттеулер жүргізетін санаулы ғана зертханалар бар.
Электрондық қалдықтарда алдын-ала өңдеу кезінде пирометталургиялық әдісті қолдануды әрдайым қажет етпейді. Мысалы, МР3-плеер және ұялы теелефондар сияқты электронды жабдықтардың комплексін тікелей балқыту процестерін қолдана өңдеуге болады. Алайда, гидрометаллургиялық процестерде металдық фракцияларды басқа фракциялардан бөліп алу үшін алдын ала өңдеу қажет. Ол гидрометаллургиялық процестерге қатысты әр сатының эффективтілігін жоғарылатады. Сәйкес келетін өңдеу әдісін таңдағанда ескеретін әр сатының өзіндік артықшылықтары мен кемшіліктері бар.
1.3.2. Гидрометаллургиялық процестер
Көптеген зерттеушілер электрондық қалдықтардан гидрометаллургиялық процестерді қолдана қымбат металдарды, мыс, қорғасын, мырышты бөліп алуды зерттеген [33,34-38]. Бұл әдістер дәстүрлі, кендерден металдарды бөліп алудың сатыларына негізделген. Осы сатылар қышқылды немесе каустикалық сілтісіздендіру сияқты, электрондық қалдықтардан металдарды селективті бөліп алу үшін қолданылады. Қаныққан ерітіндіні бөліп алып, металл концентрациясын жоғарылату үшін тазалап отырады, қоспалар бос жыныс ретінде жойылып отырады. Қызықтырып отырған металл байытудың еріткішпен экстракциялау, ион алмасу процесі және адсорбция арқылы бөлініп алынады. Ерітіндіден металдар электрорафинация немесе химиялық тотықсыздандыру арқылы бөлініп отырады[39-43]. Цуй және Чжан [44] электрондық қалдықтардан металдарды тотықсыздандырудың процестерін қарастырған. Гидрометаллургиялық процестер пирометаллургиялықтарға қарағанда қосымша артықтылықтары бар екендігі көрсетілді, себебі екі процесс те оңай басқарылады және болжамжы[45].
Галогенидтер, цианидтер , тиомочевина және тиосульфатсияқты еріткіштер металдардың кендеріне байланысты сілтісіздендіру үшін қолданылады. Процес сипаттамалары, соның ішінде рН, температура және араластыру қарқындылығы кеннен металды бөліп алуға әсер етеді. Сілтісіздендірілген ерітіндіден ПМС тотыққсыздандыруды цементация, еріткішпен экстракция, белсендірілген көмірде адсорбция, сонымен қатар ион алмасу әдісі арқылы жүзеге асырылып отырады. Осы сияқты әдіс электронды қалдықтардан металдарды бөліп алуға қолданылуы мүмкін, алайда кендердің сипаттамаларына қарағанда қалдықтар күрделі болуына байланысты процесс қиындай түседі.
Парк пен Фрай [38] электрондық қалдықтардан бағалы металдарды гидрометаллургиялық әдіспен бөліп алуды ұсынды. Бірінші кезеңде күміс пен палладий 98%-да бөлініп алынды. Ал алтынды алуда толуолмен қайта қалпына келтірілген сұйық экстракция қолданылды. Парк пен Фрай ұсынған электрондық қалдықтардың тотықсыздануы 2-суретте көрсетілген.
Электрондық сынық
Ұсақтау
Магниттік және ұйытқыл тоқты бөліну
Темірдің және болаттың фракциялары
Дәнекердің сілтісіздендірілуі
Баспа платалардың 65%-ыбейметалдар
Дәнекердің тотықсыздануы (электролиз)
Мыстың сілтісіздендірілуі
Мыстың экстракциялық бөлінуі
Асыл металдардың тотықсыздануы
Ni және Zn бөлінуі
Сурет 2. Электрондық қалдықтардың тотықсыздануы
Кесте 5
Электронды қалдықтардан ҚМ-ды гидрометаллургиялық әдіспен қалпына келтіру бойынша жалпы мәліметтер
Зерттеуші
Еріткіш агент
Процесс тәртібі
Қалпына келтірілген металл
Парк және Фрай [38]
Патша сұйықтығы
Металдың еріткішке қатынасы = 1:20 гмл
Au, Ag және Pd
Шенг және Естелл [46]
HNO3 (1-саты), эпоксидті шайыр (2-саты), және патша сұйықтығы (3-саты)
Экстракция 3 сатыда жүргізілді (өздігінен араласу)
Au
Куайн [47]
H2SO4, хлорид,тиокарбамид және цианидті еріткіш
Ерітужәне цементация арқылы металдарды тотықсыздандыру, тұнбалар,ион алмасу жәнекөмірмен адсорбциялау
Au, Ag, Pd және Cu
Шиелевски. [48]
HNO3 және патша сұйықтығы
Көміртегі қатысында электронды қалдықтарды күйдіру;HNO3 және патша сұйықтығымен сілтілендіру;және диэтилмалонатпен сольвентті экстракция.
Au
Жоу [49]
HCl, H2SO4 және NaClO3
Электронды қалдықтарды 400 - 500 °C-та өртеп кейін еріту
Ag, Au және Pd
Коган [50]
HCl, MgCl2, H2SO4 және H2O2
Электронды қалдықтарды әр түрлі еріткіштерде және сілтілендіру жағдайында еріту;және металдарды сатыларда тотықсыздандыру;
Al, Sn, Pb және Zn (1-саты), Cu және Ni (2-саты), Au, Ag, Pd және Pt (соңғы саты)
Вейт. [33]
патша сұйықтығы және H2SO4
Механикалық өңдеу және электронды қалдықтарды әр түрлі еріткіштерде еріту.
Cu
Мессучи және Скотт[51]
HNO3
Cu-ды катодта ерітіндіден электрохимиялық тұндыру.
Pb және Cu
Гидрометаллургиялық әдістердің кемшіліктері
Гидрометаллургиялық әдістер электрондық қалдықтардан ПМ-дерді тотықсыздандыру мақсатында көптеген жетістіктерге жеткен. Алайда бұл процестер нақты кемшіліктермен байланысты, бұл оның қолданылуын индустриалды машстабта шектейді. ПМ-дерді электрондық қалдықтардан тотықсыздандыруға арналған Гидрометаллургиялық әдістердің кең таралған кемшіліктері төменде келтірілген [44, 52, 53]:
oo Жалпы алғанда, гидрометаллургиялық әдістер баяу және уақытты қажет етеді, экономиканың рециркуляциясына әсер етеді. Электрондық қалдықтардан ПМ-дерді экстракциялауға арналған пирометаллургиялық процестермен салыстырғанда гидрометаллургиялық әдістердің экономикасына қатысты мәселелер де бар.
oo Электронды қалдықтардың эффективті еруі үшін өлшемін кішірейтуге арналған механикалық өңдеу ұзақ уақыт алады. Оның айтуынша ПМ-нің 20 % механикалық процесс кезінде жоғалтылады , ол жалпы шығынның үлкеюіне алып келеді.
oo Цианид қауіпті сілтілендіргіш болып табылады және оны жоғары қауіпсіздік дәрежесінде қолдану қажет. Бұл өзендер мен теңіз суының ластануына алып келуі мүмкін, әсіресе алтын кендерінің маңында. Ол тұрғындар денсаулығына айтардықтай қауіп тудырады.
oo Галогенді сілтілендіруді күшті коррозиялық қышқылдар мен тотықтырғыштық жағдайларға байланысты жүргізу қиын. Электронды қалдықтардан галогенид агенттерді қолдану арқылы алтынды сілтілендіруге арналған арнайы құрылғылар тат баспайтын болат пен резинадан жасалады.
oo Алтын өндірісіндегі сілтілендіруде тиомочевинаны қолдану оның жоғары құны мен қолданылуы дәрежесінің жоғары болуына байланысты шектеулі. Сонымен қатар, тиомочевина негізіндеалтынды сілтілендіру технологиясы жақсартуларды қажет етеді.
oo Тиосульфат шығымы салыстырмалы жоғары және жалпы алғанда процесс баяу, бұл электронды қалдықтардан алтынның экстракциясы сияқты оның кеннен экстракциясына пайдалануын шектейді.
oo Еріту мен кезекті сатыларда ПМ-дерді жоғалту қаупі бар, сондықтан жалпы түрде металдарды тотықсыздандыру жалған болуы мүмкін.
oo
1.3.3 Пирометаллургиялық процесстер.
Әр түрлі қалдық материалдардан металдарды тотықсыздандыруға арналған пирометаллургиялық процесстер өткен екі онжылдықтар бойы қолданылып келді. Пештерде балқыту, өртеу, жағу және пиролиз электронды қалдықтарды қайта айналым жасап қолданудың типті процестері саналады. Қазіргі металлургиялық комбинаттар мен зауыттардың жағдайы бағалы металдарды алу мен қауіпті заттарды тиімді оқшаулауға мүмкіндік береді. Рециркуляия бойынша мұндай кәсіпорындар көптеген электронды қалдықтардан қоршаған ортаға бөлінетін әсерлерді азайтуға, бағалы металдардың шеңберін жабуға мүмкіндік береді. Қазіргі кезде электронды қалдықтарды өңдеуде пирометаллургиялық бағыт алда келеді, бұл кезде темірді тотықсыздандыруға арналған қою фракцияларды қамтиды және екіншілік алюминий өндірісі алюминий фракцияларын қамтиды. Пирометаллургиялық процестер босату, бөлумодернизациялау, тазалау сияқты механикалық немес гидрометаллургиялық әдістерге ұқсас сатылар бойынша іске асады. Алайда бағалы металдарды бөліп алу тек жоғары температурада пеште балқытумен ғана емес, сілтілендіру, бөлшектеу жолымен де дұрыс алынбайды. Бұл процестерде металдар химиялық және металлургиялық қасиеттеріне қарай эксплутациялау бойынша сортталады, мысалы ПМ-дер еріткіш метал фазасында бөлінеді (мыс немесе қорғасын).
Пирометаллургиялық процестердің шектеулері
Пирометаллургиялық әдістер ,әдетте, экономды, экологиялық тиімді және ПМ-дерді максималды шығарып алады, бірақ олардың да белгілі бір шектеулері бар. Олар: [20,44]:
- Пластмассаларды қалпына келтіру мүмкін емес, өйткені пластиктер коксты энергия көзі ретінде алмастырады;
- Темір мен алюминийді қалпына келтіру оңай емес, өйткені олар соңында оксидтер сияқты шлактық фазада болады;
- Диоксиндер тәрізді зиянды заттардың шығарылымдары галогенденген антипрендері бар бастапқы материалдарды балқытқанда пайда болады. Сондықтан, қоршаған ортаны ластауды шектейтін арнайы бағдарламалар қажет;
- Бағалы металлдарды алуды максималдайтын және қоршаған ортаны қорғау бойынша зиянды газдардың шығарылымдарын бақылайтын интегралданған қондырғыларды электронды қалдықтарды утилизациялау заводтарына орнату үшін үлкен инвестициялар қажет;
- Органикалық материалдардың (мысалы, электронды қалдықтардың металл емес фракциялары) шаңыныңкенет жануы металл ваннаға жетпей тұрып, кенет орын алуы мүмкін. Ондай жағдайда агломерацияға энергияны эффективті қолданылып, соымен қатар шаңның ұсақ бөлшектері келтіретін денсаулыққа келлетін қауіпті минимумға жеткізу қажет.
- Бастапқы материалдың керамикалық компоненттері домна пештерінде шығарылатын шлактың көлемін үлкейтуі мүмкін, ол БМ-нен ПМ-нің шығынының артуына алып келеді;
-ПМ-нің ішінара қалпына келтірілуі мен тазалығы пирометаллургиялық әдіспен жүзеге асырылады. Яғни, келесі гидрометаллургиялық және электрохтимиялық әдістер БМ-нен таза металдарды шығарып алу үшін қажет;
- Балқыту процессі мен рафинадтау бастапқы материалдардың күрделілігіне байланысты күрделі ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Әл - Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университеті
Сайынов Ануар Сайынұлы
Гальваникалық өндіріс қалдықтарынан асыл металдарды алу
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Мамандығы
5B072000 - Бейорганикалық заттардың химиялық технологиясы
Алматы, 2014
Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым министрлігі
Әл - Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университеті
Қорғауға жіберілді
Аналитикалық, коллоидтық химия
және сирек элементтер технологиясы
кафедрасының меңгерушісі,
х.ғ.д., профессор.
______________Қамысбаев Д.Х.
__________________2014 ж.
Гальваникалық өндіріс қалдықтарынан асыл металдарды алу тақырыбына
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Мамандығы 5B072000 - Бейорганикалық заттардың химиялық технологиясы
Орындаған
4 курс студенті
А.С.Сайынов
Ғылыми жетекшісі
х.ғ.к., доцент
Б.Б.Демеев
Норма бақылаушы х.ғ.к., доцент
А.Г.Исмаилова
Алматы, 2014
РЕФЕРАТ
Бітіру жұмысы 43 беттен, 7 суреттен, 7 кестеден, 71 қолданылған әдебиет көзінен тұрады.
Кілт сөздер: Радиоэлектрондық сынықтар, компьюторлық сынықтар, электрондық скрап, қалдықтарды кәдеге жарату(утилизация), қымбат металдарды бөліп алу,түсті металдарды бөліп алу, флоппи-дискеталық дисковод.
Зерттеу объектісі: күрделі құрамды қымбат, түсті және қара металдар, органикалық және бейорганикалық пластикалық массалары кіретін компьютерлік қалдықтар.
Жұмыстың мақсаты: Екіншілік өнімді қайта өңдеу және сол өнімнен асыл металдарды алу. Гальваникалық өндіріс қалдықтарынан металдарды концентрациялау мен бөліп алудың әдістерін талдап, қымбат металдарды өндірудің тиімді технологиясын жасау.
Жұмыс процесінде қолданылғандар:
Әдістер: Атомдық-абсорбциялық анализ, гальваностатикалық және потенциостатикалық электролиз, потенциодинамикалық вольтамперометрия.
Құралдар:Атомдық-абсорбциялық спектрофотометр Shimadzu 6200, Потенциостат - гальваностат AUTOLAB PGSTAT-302N, Тура ток көзімен қоректендіргіш RXN-305D.
Алынған нәтижелер: Электрондық қалдықтарды өңдеудің қазіргі кезеңдегі жағдайы зерттелді және қолданыстан шыққан 3,5 дюймдық флоппи-диск дисководтардың құрамындағы алтын мен күміс мөлшері талданды, электронды қалдықтарды өңдеудің қарапайым технологиясы жасалды.
РЕФЕРАТ
Выпускная работа состоит из 43 страниц, 7 рисунков, 7 таблиц, 71 литератур.
Ключевые слова: Радиоэлектронный лом, компьютерные отходы, электронный скрап, утилизация, получение драгоценных металлов, получение цветных металлов, флоппи-дисковод.
Объект исследования: черные, цветные и драгоценные металлы сложного состава, органические и неорганические пластиковые массы компьютерных отходов.
Цель работы: Переработка вторичного сырья и получение из них драгоценного металла. Подготовка методов получение и концентрирование драгоценных металлов из гальванических отходов.
Использованные в процессе работы:
Методы:Атомно-абсорбционный анализ, гальваностатический и потенциостатический электролиз, потенциодинамический вольтамперометрия.
Оборудование:Атомно-абсорбционный спектрофотометр Shimadzu 6200, потенциостат-гальваностат AUTOLAB PGSTAT-320N, прибор RXN-305D.
Полученные результаты: Было исследовано состояние переработки электронных отходов в настоящее время и анализирован объем золота и серебра которые входят в состав негодных 3,5 дюйм флоппи дисков, сделан обычный метод переработки электронного отхода.
ABSTRACT
Final work consists of 43 pages, 7 figures, 7 tables, 71 sources used.
Keywords: Radioelectronic scrap, computer waste, electronic scrap, recycling, getting precious metals, obtaining nonferrous metals, floppy drive.
Object of research: black, colored and precious metals complex composition, organic and inorganic waste plastic mass computer.
Objective: Recycling and receiving from them the precious metal. Preparation methods of preparation and concentration of precious metals from electroplating waste.
Used in the process:
Methods: Atomic absorption analysis, galvanostatic and potentiostatic electrolysis, potentiodynamic voltammetry.
Eguipment: Atomic absorption spectrophotometer Shimadzu 6200, potentiostat-galvanostat AUTOLAB PGSTAT-320N
Results: Condition was investigated processing of electronic waste currently and analyze the volume of gold and silver which are part of Belial 3,5 inch floppy disk drive, do the usual method of recycling electronic waste.
МАЗМҰНЫ
Бет
КІРІСПЕ
7
1
ӘДЕБИ ШОЛУ
11
1.1
Өндірістік қалдықтарды қайта өңдеу-қоғамның заманауи талаптары.
11
1.2
Электрондық қалдықтардың сапалық және сандық сипаттамасы
15
1.3
Қайта өңдеуде физикалық және физико-химиялық әдістердің қолданылуы
18
1.3.1
Қайта өңдеу сатылары
18
1.3.2
Гидрометаллургиялық процестер
21
1.3.3
Пирометаллургиялық процесстер
26
1.3.4
Шетелдік кәсіпорындардағы электронды қалдықтардан металдарды алудың өндірістік үдерістері
28
2
ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ
33
2.1
Зерттеу нысанын таңдау және оның сипаттамасы. Бастапқы дайындау.
33
2.2
Іріктелген бөлшектердің сапалық-сандық сипаттамасы. Құрамындағы құнды металдар мөлшерін анықтау.
35
3
АЛЫНҒАН НӘТИЖЕЛЕРДІ ТАЛДАУ
3.1
Қымбат металдарды бөліп алу.
ҚОРЫТЫНДЫ
Қысқартылған сөздер тізімі
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
ҚОСЫМША
КІРІСПЕ
Қазіргі заманда жер қойнауы кендеріне қарағанда урбанистік қалдықтарының кендері 40-50 есе бай, мысалы алтын мөлшері кендердің 1 тоннасында 0,1-0,5 г, ал екіншілік шикізаттың тоннасында 50-200 г шамасында. Қазіргі кезеңде жыл сайын компьютерлер, планшеттер мен ұялық телефондарды жасауға 320 т алтын, 7500 т күміс жұмсалады [1].
Екіншілік қолданысқа ие қымбат металдар пайдалану құндылығын зақымдалу немесе моральды ескіру нәтижесінде жоғалтқан өнімдер - электрондық және электрлік жабдықтардың қалдықтары (ЭЭЖҚ) немесе өндірістік өңдеуқалдықтарнемесе ақауы бар бұйымдар ретінде, сонымен қатар түрінде шығарылуы мүмкін. Жалпы қымбат металдардың сынықтары мен қалдықтары стандартталған және металдардың атаулары физикалық белгісі, химиялық құрамы және сапа көрсеткіші бойынша бөлінеді.Екіншілік қымбат металдардың металлургиясы өз алдына жеке бір сала болып табылады, бірақ сынаманы дайындап іріктелуіне және әр түрлі дайындау, байыту және балқыту үдерістеріне, пайдаланған суларды тазарту әдістеріне, ауаның газ күйіндегі ластануларына қатысты біріншілік металлургия өндіріс орындарының теориялық және практикалық тәжірибелерін кеңінен қолданады. Екіншілік қымбат металдар металлургиясының ерекшелігі қалдықтардың физикалық үлгісінің және химиялық құрамының алуан түрлілігінде [2, 3].
Енді алтынды қарастырсақ, 2001 жылы электрондық және электротехникалық өндірістерінде алтынның бүкіл әлемдік жеткізілімнің 5,3%-ы (197мың тонна) , ал 2011 жылы 7,7%-ы (320мың тонна) қолданылған. Атап айтатын болсақ бұл сандар АҚШ-тың Форт-Нокстағы Нью-Йорк Федералдық сақтық банкіндағы алтын-валюта қорларының 2,3%-на тең [4].
Әлем бойынша жылына өндірісте алтынның өндірілуі 15%-ға өскен, шамамен айтқанда 2001 жылы 3900 тоннадан 2011 жылы 4500 тоннаға дейін .
Қалдық құрамындағы қымбат металдардың көлемінің және құндылығының арқасында, дамыған мемлекеттерде электрондық қалдықтардан қымбат металдарды алу 80-90 %-ға жетіп отыр. Дамыған елдерге қарағанда жағдайлары төмен елдерде бұл көрсеткіш 10-15%-ды көрсетіп отыр,ал қалған 85-90%-ын жоғалтып отыр.
Жалпы алтынның біршама көп бөлігі біріншілік бөлшектеу кезінде жоғалтылады. Соған қарамастан дамып келе жатқан елдерде алтынды алу 50%-ды құрап отыр (салыстыра алатын болсақ дамыған елдерде 25%) [4].
Біздің елде жоғары технологиялық бұйымдарға сұраныс өте жоғары деңгейде, құрамында қымбат металдары бар РЭЛ-ды сатып алумен айналысатын кішігірім кәсіпорын қатарлары көптеп ашылуда. Осы жылдан бастап айқын өзгерістер бар. 2014 жылдың сәуір айында Қазақстанда Республикасының үкіметі мен БҰҰ және "Samsung Electronics" арасында "Электрондық қалдықтарды басқару" атты ұялы телефондарды утилизациялау жобасы басталды[5].
Тақырыптың өзектілігі. Металдардың екіншілік ресурстарын металдардың жоғарғы мөлшері бар шикізат ретінде қарастыруға болады. Рудаларға қарағанда қалдық құрамынан Au,Ag және платиноидтарды алу тиімдірек, себебі біріншілік өндіруге қарағанда материалдың, электрэнергияның, жанармайдың шығыны аз. Мысалы, екіншілік өндіріске қарағанда біріншілік түсті металдар өндірісінде меншікті энергетикалық шығын 2-10 есе жоғары. Қазіргі уақытта сонғыларын өндіру азайды және қажеттілікті өтей алмайды, сондықтан осы металл ресурстарын мобилизациялау мүмкіндігін пайдалану керек жәнеекіншілік асыл металдарды пайдалану рөлі жоғарлайды. Шикізат және энергия бағасының күрт өсуі әсерінен рудаға қарағанда құрамында Au Ag Pt Pd бар қалдықтардан өндіру тиімдірек. Экологиялық талаптардың қатаңдануы біріншілік өнімдерді өндіруге қарағанда өндірілген өнімді қайтадан пайдалануды тиімдірек етеді.
Сонымен қатар электрондық қондырғыларды өндіру жетілдіріле түскенімен компьютерлерді өндіру үшін қажетті асыл металдардың мөлшері төмендепкеледі. Қорыта келгенде компьютерлердің модернизациялануымен оның құрамындағы алтынның мөлшері азаяды және өндірілетін техникадан алтын мен күмісті алу қиындап келеді. Осыған байланысты компьютерлер мен электроникалардан асыл металдарды алу және өндіру әдістері мен технологияларын жетілдірі керек. Қазіргі заманғы өнеркәсіптегі және өндірістегі компьютерлік техникаларға қатысты асыл металдарды пайдалану технологиясының ақпараттық базасын үнемі толықтырып отыру керек.
I ӘДЕБИ ШОЛУ
1.1 Өндірістік және тұрмыс қалдықтарын қайта өңдеу - қоғамның заманауи талаптары
Өндірістік және тұрмыс қалдықтары бір жағынан қоршаған ортаға қауіпті болып саналса, екінші жағынан қайта өңдеу арқылы алынған құнды заттардың көзі болып табылады.
УРБАНИСТІК (ҚАЛАЛЫҚ) ҚОҚЫСТАРЫНЫҢ КЕНДЕРІ ЖЕР ҚОйНАУЫНЫҢ ҚАЗБА КЕНДЕРІНЕН АНАҒҰРЛЫМ БАй
Қазба кендері
:: Au ~ 5 гткен
:: Платина тобының металдары (ПТМ) да сол шамада
Қалалық кендері
:: 200 гт Au, 80 гт Pd &Ag, Cu, Sn, Sb, ...ПК-ның аналық платасында
:: 300 гт Au, 100 гт Pd ... ұялы телефондарда
:: 2000 гтПТМ PGM in автокөлік катализаторларында
Мөлшері төмен, өңделетін көлемі зор,
жеке аймақтарда шоғырланған
40-50 есе бай
Мөлшері жоғары, миллиондаған ықшам дана, жаһан бойы таралған
Қымбат металдар құнды физикалық және химиялық қасиеттерімен қатар ерекше инвестициялық тауар болып табылады. Алтын дүние жүзілік қаржы жүйесінің аса маңызды элементі болып саналады, себебі ол коррозияға төзімді, техниканың көптеген салаларында қолданылады, бірақ оның қорлары онша көп емес. Дүниедегі өндірілген алтынның 10%- өндірістік өнімдердің құрамында, қалғаны құймалар күйінде қорларда және зергерлік бұйымдарда сақталады. Біздің еліміз ірі алтын өндіргіштер қатарына кіреді(1-кесте).ҚР алтын қоры 2013 ж 143,7 т болды.
Кесте 1
USGS (U.S.GeologicalSurvey) бойынша ТОП-20 алтын өндіретін әлем мемлекеттері [6].
Орын
Мемлекеттер
Өндіріс, т
Өзгеруі
2012
2013*
2013 - 2012 жж., т
2012, %
1.
Қытай
413,1
437,3
24,2
5,9
2.
Австралия
251,4
259,4
8,0
3,2
3.
Ресей
230,1
237,8*
7,7
3,3
4.
АҚШ
231,3
226,9
-4,4
-1,9
5.
Перу
180,4
182,2
1,8
1,0
6.
ОАР
177,3
168,8
-8,5
-4,8
7.
Канада
108
128,3
20,3
18,8
8.
Мексика
102,8
101,2
-1,6
-1,6
9.
Гана
95,8
97,8
2,0
2,1
10.
Индонезия
89
94,8
5,8
6,5
11.
Өзбекістан
73,3
79,4
6,1
8,3
12.
Бразилия
67,3
79,3
12,0
17,8
13.
Папуа-Жаңа Гвинея
57,2
62,9
5,7
10,0
14.
Чили
48,6
50,9
2,3
4,7
15.
Мали
50,3
50,2
-0,1
-0,2
16.
Аргентина
54,6
49,8
-4,8
-8,8
17.
Қазахстан
40
45,8
5,8
14,5
18.
Танзания
49,1
45,6
-3,5
-7,1
19.
Филиппин елдері
41
40,5
-0,5
-1,2
20.
Колумбия
39,1
40,4
1,3
3,3
Басқа мемлекеттер
464,3
503
38,7
8,3
Бүкіл әлем
2864
2982,2
118,2
4,1
Шикізат кендерің таусылуы және өңдеу шығындарының шарықтауы қымбат металдардың құнының өсу қарқынын сақтап келеді (Косымшадағы 1А-сурет).
Электрондық және электрлік жабдықтардың қалдықтарын (ЭЭЖҚ) өңдеу мәселесі 90-шы жылдардан, тұтынудың шарықтауына байланысты өткір мәселеге айналды.ЭЭЖҚ қоршаған ортаға және адамға қауіп төндіретін былғауыш болып саналады. Мәселен, сұйық кристалды мониторлар мен телевизорларда сынап бар. Алғашқы кезде электрондық қалдықтарды өңдеу толығымен өндірушіге жүктелген болатын. Алайда, глобализациялану және бейресми (легальды емес) экспорттың артуы логистикалық және сұрыптау мәселелерін қатты күрделендіріп жіберді.
БҰҰ-ның қоршаған орта бағдарламасының Қайта өңдеу- электрондық қалдықтан ресурсқа атты баяндамасында (қазан 2010 ж), электронды лом қалдықтары сонымен қатар ұялы телефондар және компьютерлердің көлемі - Индия сияқты бірқатар елдерде келесі 10 жылдықта 500%-ға өсуі мүмкін делінген. Дамыған мемлекеттер арасында жоғары технологиялық қалдық саны бойынша бірінші орынды АҚШ алып отыр,онда электртехниканың барлық түрінен жылына 3 миллион тонна қоқысқа жіберіліп отыр (дәлірек айтатын болсақ,экологиялық талаптарға сай осы қалдықтын бестен бір бөлігі ғана қайта өңдеуге жіберіледі екен), екінші орында Қытай, ішкі нарығында жылына 2,3 миллион тонна өндіреді. БҰҰ-ның болжамы бойынша дамыған елдерде 2020 жылға дейін электротехника, яғни компьютер қалдықтары 5 есе, ал кейбір елдерде мобильді-телефон қалдықтары 17 есе өсуі мүмкін. Индия, Китай, Африка мемлекеттері басқа салада алдынғы қатарда тұр, мұнда сансыз транспорттар және тиелген электрондық қалдықтар бағытталады. Бұл жерде дөрекі,арзан өндіріс және көму жүргізіледі, соның нәтижесінде зиянды заттардың көптеген бөлігі атмосфераға шығарылып, жер асты суларына және мұхиттарға ағып кетеді.[7].
Дамыған елдерде қолданысқа жарамсыз өнімдерді қайта өңдеуге алуға міндетті. Алыс шет елдерде электрондық сынықтарды қабылдайтын және қайта өңдейтін мамандандырылған кәсіпорындар жұмыс істейді. Бұларды ең танымал және ең аумақтысы MRM Recycling компаниясы, бұл компания Mitsubishi, Sharp, Toshiba және тағы да басқа үлкен көлемдегі өндірушілер қаржыландырады. Бірақ бұлардың қатарында VintageTechRecyclers және EcoInternational сияқты кішкене мекемелерде бар.
Мұндай компаниялар өз қызметін шыны мен макулатураны өңдеуден бастап электрондық сынықтарды өңдеу бизнесінде жоғары жетістіктерге жетті.Тұрғындардан керек емес электр құрылғыларын қабылдау ақысыз, бірақ өңдеу процесі мемлекет тарапынан сертификатталған және өздігінше жоғары технологияландырылған: бөлшектеу мен іріктеуден кейін қирату жүреді, қайта балқыту, бағалы металдарды алу, немесе бөлшектерді өндірушілерге жіберу. Жаңа толқынның кәдеге жаратушылары негізінен өндірушілердің бірігуі және функцианалдығын сақтап қалған құрылғылар мен қосалқы бөлшектерді қайта сату есебінен өмір сүреді.
Жапония мемлекеттер арасында ең бірінші болып электрондық және тұрмыстық қалдықтарды утилизациялау және қайта өңдеу жөніндегі заңды қабылдады және бұл заң 2001 жылы өз күшіне енді. Бұл заң тек қана 4 үлкен құрылғылар тобын қамтиды, олардың қатарына теледидарлармониторлар, тоңазытқыш жабдықтары, ауаны салқындатуға арналған қондырғылар және кір жуғыш машиналары жатады. Осы Японияда қалдық дәрежесіне байланысты қайта өнім алу 64%-дан 84% аралығын құрайды. 2002 жылы Европалық Кеңес "Электрлік және электрондық құрылғыларды утилизациялау" жөнінде мағлұмат енгізді және мемлекеттер бұл мағлұматты ұлттық заңнамаға енгізуге тура келді. Осы мағлұматты ең соңғы болып жүзеге асырған ҰлыБритания және бұл жұмыс 2007 жылы аяқталды. Ал Америка Құрама Штаттары бұл заңнаманы қабылдаудан кеш қалды, бірақ кейбір елдер өздерінің мемлекеттік қағидаларын енгізді[8].
Жақын шетелді мемлекеттерді алсақ, Ресейде екіншілік шикізаттан қымбат металдарды өндіретін зауыттарарасында Приокск түсті металдар зауытын, Красцветмет, Щелковскінің екіншілік қымбат металдар зауытын, Екатеринбург түсті металдарды өңдеу зауытын, Североникель комбинатын атап өтуге болады[9].
Қазақстандағы жағдайды қарастырсақ, мұнда 2014 ж ҚР Өкіметінің, БҰҰ Даму Бағдарламасының және "Samsung Electronics" компаниясының мобильді телефондарды утилизациялаудың біріккен жобасы іске асырыла бастады. Бұл қалдықтар құрамында кездесетін ауыр металдар (қорғасын,сынап,сүрме,кадмий,алты валентті хром қоспалары және т.б.) және тұрақты органикалық ластағыштар қоршаған ортаға және адамзат денсаулығына зиян келтіреді. Қоршаған орта және су ресурстарының министрі "Жоба көлемінде электрондық техника сататын орындарда ұялы телефондарды жинау үшін эко-бокстарды орналастыру, сонымен қатар тұрғындарды электрондық қалдықтардың зияны және оларды утилизациялау жолдарын түсіндіру үшін ақпараттық компанияларды құру жобаланған. Осы бағыттағы біздің еліміздің потенциалы жоғары және үш аффинажды кәсіпорын бар екенін атап өткен жөн. Біріншісі Өскемен металлургиялық комплексі "Қазмырыш" АҚ құрамына кіреді және Лондондық биржа металдарының GoodDelivery стандарттарына сай құймалар өндіреді. Аффинажды өндіріс жылына 8 тонна алтын және 300 тонна күміс шығарады. Екіншісі Орталық Қазақстандағы "Қазақмыс" корпорациясының асыл металдарды аффинаждау зауыты. Зауыт асыл металдарды ұлттық стандарт бойынша өндіреді, оның жылдық жобалық қуаты- 10 тонна алтын және 650 тонна күміс. 2013 жылы қазан айында Астана қаласында қуаты 25 тонна алтын және 50 тонна күміс болатын ТауКенАлтын аффинажды зауыты қосылды[5].
Бөлім түйіндемесі: келтірілген деректер алтынды екіншілік шикізаттан алу біздің еліміз үшін маңызды мәселе болып табылатынын дәлелдейді.
1.2 Электрондық қалдықтардың сапалық және сандық сипаттамасы
Электрлік және электрондық құралдардың қалдықтары дегеніміз (ЭЭҚҚ) қолданыстан зақымдалуы немесе моральдық ескіру нәтижесінде өзінің функционалдық құндылығынан айрылған электрлік және электрондық құрылғылардың қалдықтары, олар қара түсті металдар, пластика және керамиканың күрделі қоспасы болып табылады. ЭЭҚҚ(ағылшынша e-wasteнемесе WEEE - waste of electrical and electronic equipment) 200296ЕС және 201219EU Еуропалық Парламент пен Одақ директивалары негізінде 10 санатқа жүктеледі (2-кесте). Әр санатттың көлемі [10-12] нақты қарастырылған.
Кесте 2
Электрлік және электрондық құрылғылардың қалдықтары (WEEE) еуропалық дерективаларға сәйкес электрондық қалдықтардың санаттары [11, 12].
No.
Санат
Маркалау
1
Ірі тұрмыстық құралдар
Ірі ТҚ
2
Ұсақ тұрмыстық құралдар
Ұсақ ТҚ
3
АТ және телекоммуникациялық жабдықтар
АТТ
4
Тұтынушылық жабдықтар
ТЖ
5
Жарықтандыру жабдықтары
Жарықтандыру
6
Электрлік және электрондық құралдар (ірі стационарлы өндірістік құралдарды қоспағанда)
Э& Э құралдар
7
Ойыншықтар және спорттық жабдықтар
Ойыншықтар
8
Медициналық құрылғылар (импланттанған және инфекциаланған өнімдерді қоспағанда)
Медициналық құрылғылар
9
Мониторлау және бақылау құралдары
М&Б
10
Автоматты дозаторлар
Дозаторлар
Еуропадағы пластмасса өндіруші ассоциациясының (APME - the Association of Plastics Manufacturers in Europe) мәліметтері бойынша электрлік және электрондық құрылғылардағы әр түрліматериалдардың пайыздық үлесі 3 - кестеде келтірілген [13].
Кесте 3
Электрлік және электрондық құрылғылардың құрамында табылған негізгі материалдардың пайыздық үлесі
№
Материал
%
1
Темір
38
2
Түсті металдар
28
3
Пластик
19
4
Шыны
4
5
Ағаш
1
6
Басқалары
10
Электрлік және электрондық құрылғыларда баспалы платалар (БП) болады (теледидарлар, компьютерлер, ұялы телефондар мен ноутбуктер). Әдетте, БП 40% металдан, 30% пластмасса және 30% керамикадан тұрады [6]. Олардыңэлектрлік өткізгіштігін қамтамасыз ету үшін БП-ны онша бағалы емес металдармен (қалайы, күміс және мыс) қаптайды. Ұялы телефондар мен жеке компьютелерде екі түрлі баспа платалары (FR-4 және FR-2) қолданылады. FR-4 БП-сы мыспен қапталған көп қабаттышыныталшықтан жасалған, ал FR-2 типі мыспен қапталған бір ғана қабатты шыныталшықтан немесе целлюлоза қағазынан, не фенолды материалдардан жасалған. FR-4 типті платалары кіші электронды құралдарда (ұялы телефондарда) және FR-2 типті платалары ірі техникада (компьютерлер мен теледидарларда) қолданылады. Баспа платаларындағы полимерлер мен өндірістік пластмассалардың құрамында полиэтилен, полипропилен, күрделі полиэфирлер және эпоксидті шайырлар бар.
Электронды қалдықтардың құрамдық анализіне сынамалар алу - материалдардың біртектілігі мен күрделі құрылысына байланысты қиын. БП-ға саналуан ұсақ компоненттер көптеген мөлшерде орнатылған. Компоненттерді бөлу үшін БП кіші өлшемдерге (1 - 2 мм) ұсақталады, әрі қарай компоненттерге бөлу магниттік, электростатикалық, электрохимиялық және талғамалы еріту сынды әр түрлі әдістер көмегімен іске асырылады [14-22]. Мысалы, Йамане және т.б. [15] тұлғалар ұялы телефондар мен жеке компьютерлердегі БП құрамын зерттеді. Алдын-ала өңдеу, ұсақтау, кейіннен магниттік және электростатикалық әдістермен айыру арқылы орындалады. Химиялық анализді патша шарабымен еріту, күйдіріп ықшамдау және индуктивті байланысқан плазма, атомды - эмиссионды спектроскопия (ICP - AES) көмегімен жүргізілді. 4 - кестеде әртүрлі БП-лардың типтік құрамы көрсетілген.
Кесте 4
Баспа платаларындағы типтік құрамдар
Материалдар
Типтік концентрациясы (% және ppm)
Металдар (максималды салмақтық үлес40%)
Shuey және Taylor [23]
Kim және т.б. [24]
Iji және
Yokoyama [25]
Электрондық қалдықтардан есептелген [26]
Cu
20
15.6
22
6.9
Al
2
-
-
14.2
Pb
2 1.
35
1.55
6.3
Zn
1
0.16
-
2.2
Ni
2
0.28
0.32
0.85
Fe
8
1.4
3.6
20.5
Sn
4
3.24
2.6
1.0
Sbppm
0.4
-
-
2
Auppm
1000
420
350
200
Agppm
2000
1240
-
200
Pdppm
50
10
-
-
Geppm
-
-
-
20
Asppm
-
-
-
10
Tippm
-
-
-
20
Inppm - - - 20
-
-
-
200
Tappm
-
-
-
200
Coppm
-
-
-
200
Seppm
-
-
-
20
Gappm
-
-
-
10
Жалпы, электрондық қалдықтардағы металдарды келесі топтамаларға жинақтауға болады: ҚМ - қымбат металдар, ПТМ - платина тобының металдары, БМ - бағалы металдар, КтМ - күдік тудыратын (қауіпті) металдар, СЭ - сирек элементтер [27]:
ҚМ: Au, Ag;
ПтМ: Pd, Pt, Rh, Ir және Ru;
БМ: Cu, Al, Ni, Sn, Zn және Fe;
КтМ (қауіпті): Hg, Be, In, Pb, Cd, As және Sb;
СЭ: Te, Ga, Se, Ta және Ge.
Бөлім түйіндемесі: электрлік және электрондық құралдардың қалдықтарының сан алуан болуы талдауға сынама дайындағанда, оның іріктеу өкілеттілігінің және біркелкілігін қамтамасыз ету өте маңызды екендігіне нұсқайды.
1.3 Қайта өңдеуде физикалық және физико-химиялық әдістердің қолданылуы
1.3.1 Қайта өңдеу сатылары.
Электронды қалдықтарды қайта өңдеу 3 негізгі сатыдан тұрады: жинау, бастапқы өңдеу және өңдеудің аяқталуы[28]. Әр саты металды қалпына келтіруі және қайта өңдеудің экономикалық тиімділігі үшін маңызды. Көпшілікті жарнамалық хабарландырып, қоғамдық орындарда қалдықтар жинайтын бекеттер орнатып электронды қалдықтарды жинау мемлекеттік саясаттқа сәйкес келеді. Тұтынушы алып келетін қалдықтар, іріктеліп жарамдылары қайта өңдеуге жіберіледі. Электронды қалдықтарды алдын-ала өңдеу, қайта өңдеу тізбегінің маңызды сатысы болып табылады. Алдын-ала өңдеудің негізгі сызба-нұсқасы 1 - суретте көрсетілген.
Іріктеу және бөлшектеу
Қолдануға жарамды бөлшектерді бөліп алу
Механикалық өңдеу (көлемін азайту + қолмен іріктеу)
Металдарды, сымдарды, пластиктің бөліп алу
Вибрациалық елеуіш
Магниттік сепарация
Қара металдардыбөліп алу
Ұйтқыл тоқты бөліну
Түсті металдарды бөліп алу
Тығыздығы бойынша бөлу
Пластиктерді бөліп алу
Жойылу
Қоқыс тастайтын жерлер
Сурет 1. Электрондық қалдықтарды металдық және металл емес фракцияларға бөлуге арналғанбастапқы өңдеу сызба-нұсқасы.
Жарамдылық мерзімі өткен қондырғылар, сынақтан өткен және электронды қалдықтардан оқшауланғандар болып қолмен іріктеледі. Бастапқы саты кезінде тұрмыстық техника, электр плиталары және дисктер жәнебасқа бөлшектер босатылады[28]. Металдық және металдық емес бөлшектер, кендерді байтуда қолданылатын скрининг, магнитті, құйын және тығыздықтары бойынша бөлу әдістері арқылы бөлінеді. Металдық және металдық емес болып іріктелген электронды қалдықтардың бөлшектердің қосымша өңделу сатысы, электронды қалдықтар қайта өңдеу тізбегінің соңы болып табылады. Онда электронды қалдықтардың металдық емес фракцияларды қайта өңдеудің бірнеше әдістері қарастырылған, мысалы құрамында 70% жоғары металдық емес фракциялары бар БП [29-32]. Жалпы, БП металдық емес фракциялары негізінен термореактивті шайырлардан және шыны талшықтарынан тұрады. Термореактивті шайырларды олардың құрылымдық тізбегіне байланысты қайта балқытуға болмайды. Го[29. 30],Инь [31]және басқалары ұнтақ тәрізді ПБХ және басқа компоненттермен үйлестіре отырып металсыз композитті тақталар жасап шығарды.
Платалардың металл емес материалдарын өңдеудің басқа әдістеріхимиялық процестерге негізделген, бұлар − газификация, пиролиз, асқын критикалық сұйықтықтыңдеполимеризациясы және гидрогенолитикалық (сутектендірулік) деградация. Металдық емес фракцияларды пирометаллургиялық процестерде отын және тотықсыздандырғыш агент ретінде қолдынуға болады. Жалпы ПБ металдық емес фракцияларын екіншілік өңдеу әдістері перспективті және электронды қалдықтардан пластмассаларды алудың тұрақты көзі бола алады. [29].
Электронды қалдықтардағы металдық фракциясы басқа металлургиялық процестерді қолдана отырып, металдарды бөліп алу үшін қосымша өңделуі мүмкін.
Бастапқы өңдеу кезінде электронды қалдықтардан бөлініп алынған металдық фракциялар әрі қарай жеке гидрометаллургиялық, пирометаллургиялық, электрометаллургиялық, биометаллургиялық процестер көмегіменнемесебұларды үйлестіре отырып өңделуі мүмкін. Гидрометаллургиялық және пирометаллургиялық процестер электрондық қалдықтарды өңдеудің негізгі жолдары болып табылады. Металдарды бір-бірінен айыру үшін және жеке бөліп шығару үшін электрометаллургиялықэлектрохимиял ық процестер (мысалы, электрорафинация) қолданылуы мүмкін. Таңдалынған бөліп алу әдісіне байланысты және металды бөліп алу үшін бұл сызба-нұсқаларда электрометаллургиялықэлектрохимиял ық процестер (мысалы, электрорафинация) қолданылуы мүмкін. Қазіргі кезде электрондық қалдықтарды өңдеу кезінде биометаллургиялық процестерді қолдана отырып (электрондық қалдықтардан металдарды биологиялық еріту арқылы) зерттеулер жүргізетін санаулы ғана зертханалар бар.
Электрондық қалдықтарда алдын-ала өңдеу кезінде пирометталургиялық әдісті қолдануды әрдайым қажет етпейді. Мысалы, МР3-плеер және ұялы теелефондар сияқты электронды жабдықтардың комплексін тікелей балқыту процестерін қолдана өңдеуге болады. Алайда, гидрометаллургиялық процестерде металдық фракцияларды басқа фракциялардан бөліп алу үшін алдын ала өңдеу қажет. Ол гидрометаллургиялық процестерге қатысты әр сатының эффективтілігін жоғарылатады. Сәйкес келетін өңдеу әдісін таңдағанда ескеретін әр сатының өзіндік артықшылықтары мен кемшіліктері бар.
1.3.2. Гидрометаллургиялық процестер
Көптеген зерттеушілер электрондық қалдықтардан гидрометаллургиялық процестерді қолдана қымбат металдарды, мыс, қорғасын, мырышты бөліп алуды зерттеген [33,34-38]. Бұл әдістер дәстүрлі, кендерден металдарды бөліп алудың сатыларына негізделген. Осы сатылар қышқылды немесе каустикалық сілтісіздендіру сияқты, электрондық қалдықтардан металдарды селективті бөліп алу үшін қолданылады. Қаныққан ерітіндіні бөліп алып, металл концентрациясын жоғарылату үшін тазалап отырады, қоспалар бос жыныс ретінде жойылып отырады. Қызықтырып отырған металл байытудың еріткішпен экстракциялау, ион алмасу процесі және адсорбция арқылы бөлініп алынады. Ерітіндіден металдар электрорафинация немесе химиялық тотықсыздандыру арқылы бөлініп отырады[39-43]. Цуй және Чжан [44] электрондық қалдықтардан металдарды тотықсыздандырудың процестерін қарастырған. Гидрометаллургиялық процестер пирометаллургиялықтарға қарағанда қосымша артықтылықтары бар екендігі көрсетілді, себебі екі процесс те оңай басқарылады және болжамжы[45].
Галогенидтер, цианидтер , тиомочевина және тиосульфатсияқты еріткіштер металдардың кендеріне байланысты сілтісіздендіру үшін қолданылады. Процес сипаттамалары, соның ішінде рН, температура және араластыру қарқындылығы кеннен металды бөліп алуға әсер етеді. Сілтісіздендірілген ерітіндіден ПМС тотыққсыздандыруды цементация, еріткішпен экстракция, белсендірілген көмірде адсорбция, сонымен қатар ион алмасу әдісі арқылы жүзеге асырылып отырады. Осы сияқты әдіс электронды қалдықтардан металдарды бөліп алуға қолданылуы мүмкін, алайда кендердің сипаттамаларына қарағанда қалдықтар күрделі болуына байланысты процесс қиындай түседі.
Парк пен Фрай [38] электрондық қалдықтардан бағалы металдарды гидрометаллургиялық әдіспен бөліп алуды ұсынды. Бірінші кезеңде күміс пен палладий 98%-да бөлініп алынды. Ал алтынды алуда толуолмен қайта қалпына келтірілген сұйық экстракция қолданылды. Парк пен Фрай ұсынған электрондық қалдықтардың тотықсыздануы 2-суретте көрсетілген.
Электрондық сынық
Ұсақтау
Магниттік және ұйытқыл тоқты бөліну
Темірдің және болаттың фракциялары
Дәнекердің сілтісіздендірілуі
Баспа платалардың 65%-ыбейметалдар
Дәнекердің тотықсыздануы (электролиз)
Мыстың сілтісіздендірілуі
Мыстың экстракциялық бөлінуі
Асыл металдардың тотықсыздануы
Ni және Zn бөлінуі
Сурет 2. Электрондық қалдықтардың тотықсыздануы
Кесте 5
Электронды қалдықтардан ҚМ-ды гидрометаллургиялық әдіспен қалпына келтіру бойынша жалпы мәліметтер
Зерттеуші
Еріткіш агент
Процесс тәртібі
Қалпына келтірілген металл
Парк және Фрай [38]
Патша сұйықтығы
Металдың еріткішке қатынасы = 1:20 гмл
Au, Ag және Pd
Шенг және Естелл [46]
HNO3 (1-саты), эпоксидті шайыр (2-саты), және патша сұйықтығы (3-саты)
Экстракция 3 сатыда жүргізілді (өздігінен араласу)
Au
Куайн [47]
H2SO4, хлорид,тиокарбамид және цианидті еріткіш
Ерітужәне цементация арқылы металдарды тотықсыздандыру, тұнбалар,ион алмасу жәнекөмірмен адсорбциялау
Au, Ag, Pd және Cu
Шиелевски. [48]
HNO3 және патша сұйықтығы
Көміртегі қатысында электронды қалдықтарды күйдіру;HNO3 және патша сұйықтығымен сілтілендіру;және диэтилмалонатпен сольвентті экстракция.
Au
Жоу [49]
HCl, H2SO4 және NaClO3
Электронды қалдықтарды 400 - 500 °C-та өртеп кейін еріту
Ag, Au және Pd
Коган [50]
HCl, MgCl2, H2SO4 және H2O2
Электронды қалдықтарды әр түрлі еріткіштерде және сілтілендіру жағдайында еріту;және металдарды сатыларда тотықсыздандыру;
Al, Sn, Pb және Zn (1-саты), Cu және Ni (2-саты), Au, Ag, Pd және Pt (соңғы саты)
Вейт. [33]
патша сұйықтығы және H2SO4
Механикалық өңдеу және электронды қалдықтарды әр түрлі еріткіштерде еріту.
Cu
Мессучи және Скотт[51]
HNO3
Cu-ды катодта ерітіндіден электрохимиялық тұндыру.
Pb және Cu
Гидрометаллургиялық әдістердің кемшіліктері
Гидрометаллургиялық әдістер электрондық қалдықтардан ПМ-дерді тотықсыздандыру мақсатында көптеген жетістіктерге жеткен. Алайда бұл процестер нақты кемшіліктермен байланысты, бұл оның қолданылуын индустриалды машстабта шектейді. ПМ-дерді электрондық қалдықтардан тотықсыздандыруға арналған Гидрометаллургиялық әдістердің кең таралған кемшіліктері төменде келтірілген [44, 52, 53]:
oo Жалпы алғанда, гидрометаллургиялық әдістер баяу және уақытты қажет етеді, экономиканың рециркуляциясына әсер етеді. Электрондық қалдықтардан ПМ-дерді экстракциялауға арналған пирометаллургиялық процестермен салыстырғанда гидрометаллургиялық әдістердің экономикасына қатысты мәселелер де бар.
oo Электронды қалдықтардың эффективті еруі үшін өлшемін кішірейтуге арналған механикалық өңдеу ұзақ уақыт алады. Оның айтуынша ПМ-нің 20 % механикалық процесс кезінде жоғалтылады , ол жалпы шығынның үлкеюіне алып келеді.
oo Цианид қауіпті сілтілендіргіш болып табылады және оны жоғары қауіпсіздік дәрежесінде қолдану қажет. Бұл өзендер мен теңіз суының ластануына алып келуі мүмкін, әсіресе алтын кендерінің маңында. Ол тұрғындар денсаулығына айтардықтай қауіп тудырады.
oo Галогенді сілтілендіруді күшті коррозиялық қышқылдар мен тотықтырғыштық жағдайларға байланысты жүргізу қиын. Электронды қалдықтардан галогенид агенттерді қолдану арқылы алтынды сілтілендіруге арналған арнайы құрылғылар тат баспайтын болат пен резинадан жасалады.
oo Алтын өндірісіндегі сілтілендіруде тиомочевинаны қолдану оның жоғары құны мен қолданылуы дәрежесінің жоғары болуына байланысты шектеулі. Сонымен қатар, тиомочевина негізіндеалтынды сілтілендіру технологиясы жақсартуларды қажет етеді.
oo Тиосульфат шығымы салыстырмалы жоғары және жалпы алғанда процесс баяу, бұл электронды қалдықтардан алтынның экстракциясы сияқты оның кеннен экстракциясына пайдалануын шектейді.
oo Еріту мен кезекті сатыларда ПМ-дерді жоғалту қаупі бар, сондықтан жалпы түрде металдарды тотықсыздандыру жалған болуы мүмкін.
oo
1.3.3 Пирометаллургиялық процесстер.
Әр түрлі қалдық материалдардан металдарды тотықсыздандыруға арналған пирометаллургиялық процесстер өткен екі онжылдықтар бойы қолданылып келді. Пештерде балқыту, өртеу, жағу және пиролиз электронды қалдықтарды қайта айналым жасап қолданудың типті процестері саналады. Қазіргі металлургиялық комбинаттар мен зауыттардың жағдайы бағалы металдарды алу мен қауіпті заттарды тиімді оқшаулауға мүмкіндік береді. Рециркуляия бойынша мұндай кәсіпорындар көптеген электронды қалдықтардан қоршаған ортаға бөлінетін әсерлерді азайтуға, бағалы металдардың шеңберін жабуға мүмкіндік береді. Қазіргі кезде электронды қалдықтарды өңдеуде пирометаллургиялық бағыт алда келеді, бұл кезде темірді тотықсыздандыруға арналған қою фракцияларды қамтиды және екіншілік алюминий өндірісі алюминий фракцияларын қамтиды. Пирометаллургиялық процестер босату, бөлумодернизациялау, тазалау сияқты механикалық немес гидрометаллургиялық әдістерге ұқсас сатылар бойынша іске асады. Алайда бағалы металдарды бөліп алу тек жоғары температурада пеште балқытумен ғана емес, сілтілендіру, бөлшектеу жолымен де дұрыс алынбайды. Бұл процестерде металдар химиялық және металлургиялық қасиеттеріне қарай эксплутациялау бойынша сортталады, мысалы ПМ-дер еріткіш метал фазасында бөлінеді (мыс немесе қорғасын).
Пирометаллургиялық процестердің шектеулері
Пирометаллургиялық әдістер ,әдетте, экономды, экологиялық тиімді және ПМ-дерді максималды шығарып алады, бірақ олардың да белгілі бір шектеулері бар. Олар: [20,44]:
- Пластмассаларды қалпына келтіру мүмкін емес, өйткені пластиктер коксты энергия көзі ретінде алмастырады;
- Темір мен алюминийді қалпына келтіру оңай емес, өйткені олар соңында оксидтер сияқты шлактық фазада болады;
- Диоксиндер тәрізді зиянды заттардың шығарылымдары галогенденген антипрендері бар бастапқы материалдарды балқытқанда пайда болады. Сондықтан, қоршаған ортаны ластауды шектейтін арнайы бағдарламалар қажет;
- Бағалы металлдарды алуды максималдайтын және қоршаған ортаны қорғау бойынша зиянды газдардың шығарылымдарын бақылайтын интегралданған қондырғыларды электронды қалдықтарды утилизациялау заводтарына орнату үшін үлкен инвестициялар қажет;
- Органикалық материалдардың (мысалы, электронды қалдықтардың металл емес фракциялары) шаңыныңкенет жануы металл ваннаға жетпей тұрып, кенет орын алуы мүмкін. Ондай жағдайда агломерацияға энергияны эффективті қолданылып, соымен қатар шаңның ұсақ бөлшектері келтіретін денсаулыққа келлетін қауіпті минимумға жеткізу қажет.
- Бастапқы материалдың керамикалық компоненттері домна пештерінде шығарылатын шлактың көлемін үлкейтуі мүмкін, ол БМ-нен ПМ-нің шығынының артуына алып келеді;
-ПМ-нің ішінара қалпына келтірілуі мен тазалығы пирометаллургиялық әдіспен жүзеге асырылады. Яғни, келесі гидрометаллургиялық және электрохтимиялық әдістер БМ-нен таза металдарды шығарып алу үшін қажет;
- Балқыту процессі мен рафинадтау бастапқы материалдардың күрделілігіне байланысты күрделі ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz