Прага, Чехия

М. А. Меретуков, независимый эксперт, профессор, докт. техн. наук, эл. почта: mamerat@gmail.com

ООО «УК ЮГК», Пласт, Россия

К. И. Струков, президент компании, докт. техн. наук, эл. почта: ugold@ugold.ru

Испытаны способы гидрометаллургической переработки вторичного медьсодержащего сырья, к которому относятся металлические отходы на основе меди и ее сплавов с содержанием благородных металлов до 5 % и медные сплавы, являющиеся основой для покрытий благородными металлами. Для селективного удаления слоя благородных металлов с медной основы можно использовать электролиз в цианидном растворе, а для селективного растворения меди — обработку аммиаком, растворами неорганических кислот и хлоридами железа(III) и меди(II). Для извлечения меди из растворов выщелачивания испытана жидкостная экстракция. Постоянно возобновляемым источником вторичного сырья является электронный лом, так как военная, промышленная, административная и бытовая техника быстро устаревает и подлежит регулярному демонтажу и переработке. Ежегодно в мире образуется от 20 до 50 млн т электронного скрапа. Наиболее растущей частью рынка электронных отходов является медь. Физико-механические воздействия, используемые в качестве подготовительных операций при переработке электронного лома (в основном, печатных плат), включают резку, дробление/измельчение, воздушную, магнитную и электростатическую сепарацию и гравитационное обогащение. Показана принципиальная возможность использования для растворения меди различных гидрометаллургических вариантов на основе кислых растворов (H₂SO₄, HNO₃, HCl + HNO₃) в присутствии окислителей (H₂O₂, O₂, Fe³⁺ и Cl₂). Показана принципиальная возможность использования таких процессов, как хлорирование газом, выделяемым электролитически, обработка в аммиачной среде с последующей жидкостной экстракцией, автоклавное окисление, обработка ионными жидкостями, использование сверхкритической воды, «электрокинетического» электролиза и биовыщелачивания.

1. Cui H., Anderson C. Literature review of hydrometallurgical recycling of printed circuit boards (PCBs). Journal of Advanced Chemical Engineering. 2016. No. 6. pp. 1–11.
2. Meretukov M., Orlov A. Metallurgy of precious metals. Foreign experience. Moscow : Metallurgy, 1990. 416 p.
3. Kotlyar Yu., Meretukov M., Strizhko L. Metallurgy of precious metals. Vol. 2. Moscow : Ore and Metals, 2005. 392 p.
4. Vostrikova N., Kravtsova E. Kinetics of dissolution of copper-zinc alloy in nitric-sulfuric acid solutions. Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies. 2019. Vol. 12, No. 2. pp. 214–221.
5. Anon. Hydrometallurgy: new processes move to commercialization. Engineering and Mining Journal. 1976. Vol. 177, No. 6. pp. 244–249.
6. Demarthe J., Georgeaux A. Hydrometallurgical treatment of complex sulphides. Proceedings of the International Symposium: Complex Met’78. Bad-Harzburg. London, 1978. pp. 113–120.
7. Rosenzweig D., Padova J., Marcus Y. Thermodynamics of mixed electrolyte solutions. The Journal of Physical Chemistry. 1976. No. 80. pp. 601–605.
8. Vargas-Martinez J., Estela-Garcia J., Suarez O., Vega C. Fabrication of a porous metal via selective phase dissolution in Al – Cu alloys. Metals. 2018. Vol. 8. Ch. 378. 9 p.
9. Kawahara M. Removal of сopper from iron scraps by ammonia leaching. Ecomaterials. Ed. R. Yamamoto et al. Elsevier. 1994. pp. 185–188.
10. Cui J., Zhang L. Metallurgical recovery of metals from electronic waste: a review. Journal of Hazardous Materials. 2008. No. 158. pp. 228–256.
11. Nagai T. Purification of copper electrolyte by solvent extraction and ion-exchange techniques. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 1997. Vol. 17, Iss. 1-4. pp. 143–168.
12. Leimala R., Nyman B. Possibilities for the use of solvent extraction in the Outokumpu nickel process. Canadian IMM. 1979. Vol. 21. pp. 475–479.
13. Ruhrberg M. Assessing the recycling efficiency of copper from endof-life products in Western Europe. Resources, Conservation and Recycling. 2006. Vol. 48. pp. 141–165.
14. Robinson B. E-waste: an assessment of global production and environmental impacts. Science of the Total Environment. 2009. Vol. 408. pp. 183–191.
15. Scheutz C., Mosbaek H., Kjeldsen P. Attenuation of methane and volatile organic compounds in landfill soil covers. Journal of Environmental Quality. 2004. Vol. 33. pp. 61–71.
16. Havlik T., Orac D., Petranikova M. et al. Leaching of copper and tin from used printed circuit boards. Journal of Hazardous Materials. 2010. Vol. 183. pp. 866–873.
17. Kim E., Kim M., Lee J. et al. Leaching kinetics of copper from waste printed circuit boards by electro-generated chlorine in HCl solution. Hydrometallurgy. 2011. Vol. 107. pp. 124–132.
18. Koyama K., Tanaka M., Lee J. Copper leaching behavior from waste printed circuit board in ammoniacal alkaline solution. Materials Transactions. 2006. Vol. 47. pp. 1788–1792.
19. Zhu P., Chen Y., Wang L., Zhou M. Treatment of waste printed circuit board by green solvent using ionic liquid. Waste Management. 2012. Vol. 32. pp. 1914–1918.
20. Xiu F., Zhang F. Recovery of copper and lead from waste printed circuit boards by supercritical water oxidation combined with electrokinetic process. Journal of Hazardous Materials. 2009. Vol. 165. pp. 1002–1007.
21. Meschter E. Identifying superalloys in scrap metal. American Metal Market. 1983. Vol. 91, No. 167. p. 9.
22. Dunning B. Precious metals recovery from electronic scrap and solder used in electronics manufacture. US Bureau of Mines. 1985. Information Circular. 9059. pp. 44–56.
23. Lambert F., Gaydardzhiev S., Leonard G. et al. Copper leaching from waste electric cables by biohydrometallurgy. Minerals Engineering. 2015. Vol. 76. pp. 38–46.
24. Brandl H., Bosshard R., Wegmann M. Metal leaching from electronic scrap by bacteria and fungi. Hydrometallurgy. 2001. Vol. 59. pp. 319–326.
25. Wang J., Bai J., Xu J., Liang B. Bioleaching metals from printed wire boards by Acidithiobacillus ferrooxidans and Acidithiobacillus thiooxidans and their mixture. Journal of Hazardous Materials. 2009. Vol. 172. pp. 1100–1105.
26. Yang T., Xu Z., Wen J., Yang L. Factors influencing bioleaching copper from waste printed circuit boards by Acidithiobacillus ferrooxidans. Hydrometallurgy. 2009. Vol. 97. pp. 29–32.
27. Lewis G., Gaydardzhiev S., Bastin D., Bareel P. Biohydrometallurgical recovery of metals from fine shredder residues. Minerals Engineering. 2011. Vol. 24. pp. 1166–1171.
28. Isildar A., van Hullebusch E., Lenz M. et al. Biotechnological strategies for the recovery of valuable and critical raw materials from waste electrical and electronic equipment (WEEE) – a review. Journal of Hazardous Materials. 2019. Vol. 362. pp. 467–481.
29. Baniasadi M., Vakilchap F., Bahaloo-Horeh N. et al. Advances in bioleaching as a sustainable method for metal recovery from E-waste: a review. Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2019. Vol. 76. pp. 75–90.
30. Hubau A., Chagnes A., Minier M. et al. Recycling-oriented methodology to sample and characterize the metal composition of waste printed circuit boards. Waste Management. 2019. Vol. 91. pp. 62–71.
31. Hsu E., Barmak K., West A., Park A. Advancements in the treatment and processing of electronic waste with sustainability: a review of metal extraction and recovery technologies. Green Chemistry. 2019. Vol. 21. pp. 919–936.
32. Hubau A., Minier M., Chagnes A. et al. Recovery of metals in a doublestage continuous bioreactor for acidic bioleaching of printed circuit boards (PCBs). Separation and Purification Technology. 2020. Vol. 238. Ch. 116481.
33. Arya S., Kumar S. Bioleaching: urban mining option to curb the menace of E-waste challenge. Bioengineered. 2020. Vol. 11. pp. 640–660.
34. Murali A., Sarswat P., Benedict J. et al. Determination of metallic and polymeric contents in electronic waste materials and evaluation of their hydrometallurgical recovery potential. International Journal of Environmental Science and Technology. 2021. Vol. 19 (4). pp. 1–14.
35. Murali A., Plummer M., Shine A. et al. E-wastes derived sustainable Cu recovery using solvent extraction and electrowinning followed by thiosulfate-based gold and silver extraction. Journal of Hazardous Materials Advances. 2022. Vol. 5. February. Ch. 100031.