» » Способы переработки электронного лома за рубежом
30.12.2015

Известны четыре основных способа переработки электронного лома: 1) механический, 2) гидрометаллургический, 3) механический в сочетании с гидрометаллургической переработкой концентрата, 4) обжиг с последующей плавкой. При этом известны технологии переработки как смешанного лома, так и его отдельных узлов (например, печатных плат) и элементов (например, полупроводниковых приборов).
На практике все фирмы, как правило, используют технологию дня переработки смешанного лома. Наиболее широкую известность получили технологии и фирмы стран Западной Европы - Германии, Франции, Швеции, Швейцарии и др.
Анализ данных по технологиям зарубежных фирм показывает, что рентабельность всех технологий обеспечивается за счет получения дорогостоящих чистых и благородных металлов.
Для обеспечения стабильности поступления сырья рекомендуется на одном предприятии перерабатывать смешанный промышленный и бытовой, электронный и электротехнический ломы.
Отдельные узлы и элементы радиоэлектронной и электротехнической аппаратуры содержат благородные металлы в количестве, обеспечивающем высокую рентабельность переработки этих узлов и элементов с целью извлечения благородных металлов. Примерный перечень таких узлов и элементов приведен в табл. V.8
Способы переработки электронного лома за рубежом
Способы переработки электронного лома за рубежом

Ниже представлены технологии главным образом зарубежных стран. Это объясняется тем, что отечественные технологии пока сложны и малорентабельны.
В большинстве случаев технологии получения благородных металлов сводятся к механическим методам получения чистых металлов на втором этапе. В СНГ наиболее ярким представителем такого подхода является HИИГиналмаззолото.
Разрабатываемый в Гиналмаззолото технологический процесс включает в себя механическое вскрытие, обогащение электронного лома, содержащего благородные металлы, и гидрометаллургическую переработку.
Обогащение предусматривает три степени дробления и сепарацию полученных продуктов с помощью гидроциклонов и методами флотации. Благородные металлы из обогащенного дробленого лома получают электролитическими методами.
Производительность по переработке электронного лома — до 1,5 т/ч.
Однако известны и другие методы получения благородных металлов, например плавкой обогащенного лома (технология фирмы Galika, Швейцария).
Фирма «Schneck» разработала технологию и оборудование для извлечения цветных и благородных металлов из узлов устаревших компьютеров: панелей, печатных плат, соединительных элементов и т.п.
Лом предварительно измельчают в двухвалковой дробилке и с помощью системы транспортно-погрузочных устройств подают в магнитный сепаратор для выделения железа. Затем обезжелезенный материал направляют в шнек для охлаждения жидким азотом с целью увеличения хрупкости материала и улучшения измельчения в ударно-молотковой дробилке и подают в воздушный сепаратор.
Линия рассчитана на переработку 250 кг/ч лома. Общее потребление мощности 200 кВт, расход азота 0,5—1,522 м3 на 1 кг лома.
Материал в шнековом охладителе с помощью азота охлаждается до —190 °С и измельчается в молотковой дробилке до фракции +0-3 мм, что позволяет очень точно разделить смеси на цветные металлы и пластмассу.
Данную технологию можно использовать при переработке лома кабеля с медной жилой для извлечения меди.
Технология американских фирм включает в себя двукратное измельчение лома в молотковой дробилке, воздушную сепарацию, магнитную сепарацию в слабом поле (выделение железа) и в сильном поле (выделение латуни), грохочение, сепарацию в виде вихревых токов и магнитодинамическую сепарацию. Ферромагнитные металлы выделяются с помощью сепаратора, легкая фракция - с помощью воздушной сепарации, а дальнейшая обработка немагнитной фракции с помощью вихревых токов позволяет выделить неметаллы и металлы (рис. V.7, табл. V.9).
Способы переработки электронного лома за рубежом

Продукты передела:
8—10% от всей массы лома — легкая фракция с незначительным количеством меди и благородных металлов;
12—25% — ферромагнитные материалы с преобладанием железа;
15—25% — концентрат меди и благородных металлов, в котором содержится золота до 1,3 кг/т, серебра — 15,8 кг/т;
7—20% — тяжелые металлы;
1—5% — концентрат латуни;
1—5% — высокосортный концентрат алюминия.
Процесс переработки электронного скрапа на установке PRV аппаратурно состоит в следующем: молотковая дробилка — 1-я стадия дробления, воздушный классификатор типа «Ваuеr», магнитный сепаратор «Eriez», грохот (грохочению поддаются раздельно магнитная и немагнитная фракции), валковая дробилка «Exolon» (для измельчения над решетного продукта немагнитной фракции), виброгрохот, промежуточный магнитный сепаратор для над решетного продукта и электродинамический сепаратор, работающий на принципе вихревых токов.
Способы переработки электронного лома за рубежом

В процессе механической переработки электронного скрапа на линии PRV получают следующие фракции: фракцию на основе черных металлов, алюминиевую смешанную металлическую фракции, концентраты с высоким и низким содержанием благородных металлов, легкую и проволочную.
Технология «Valmet» переработки различного электронного и электротехнического оборудования обычно включает три стадии:
— резку лома автоматическими пресс-ножницами, измельчение и разделение на три фракции (черные металлы, цветные и благородные металлы, неметаллы);
— разделение цветных и благородных металлов;
— рафинирование благородных металлов, меди, олова и свинца.
Технологическая схема механической переработки лома предусматривает отделение электронных схем и элементов от механических узлов и стальных деталей. Разборка лома осуществляется вручную с использованием пневматических и пневмоэлектрических устройств и приспособлений. Степень разборки определяется исходным сырьем и может быть более или менее полной.
Технологические операции по измельчению электронных схем в виде печатных плат и других материалов осуществляют с помощью модернизированного стандартного оборудования, используемого для нарезки и измельчения кабелей и проводов.
Разделение цветных и благородных металлов осуществляют при последующем применении гидрометаллургических методов и получении продуктов с содержанием благородных металлов > 50%. Основные операции гидрометаллургического процесса: выделение методами электролиза или химического осаждения покрытий из золота и серебра, что позволяет извлечь до 70% золота и 90% серебра;
переработка транзисторов, проводников тока с покрытием из благородных металлов путем выделения меди ее растворением в азотной кислоте без растворения других металлов с последующим выделением меди из раствора.
Используемое для гидрометаллургического процесса оборудование представляет собой несколько типов химических реакторов с внутренним покрытием из пластмасс, нержавеющей или «остеклованной» стали, обеспечивающих химическую реакцию при температуре 60-80 °С.
Фирма «Inter Recycling» разработала и изготовила и апробирует экспериментальную установку по дроблению и сепарации компьютерного лома. Утилизируемые компьютеры предварительно разбираются вручную (с применением электрических дрелей, другого инструмента). Отделяются корпус, другие пластмассовые детали, монитор, печатные платы.
Печатные платы с навесными элементами дробятся в роторном измельчителе, затем дробленый продукт проходит магнитную, воздушную и другие виды сепарации. Из лома выделяются медь, никель, алюминий. Вместе с медью выделяются благородные металлы: золото, платина, палладий. Для увеличения производительности ванн применяется постоянная рециркуляция электролита. Пилотная установка компактна, высокомеханизирована, проста в управлении. Производительность установки составляет 5 т в смену.
Фирма также организовала производство по переработке электронного и другого лома общего назначения и содержащего благородные металлы.
Предприятие для переработки такого лома представляет собой трехэтажное здание общей площадью около 10 тыс.кв.м. На первом этаже размещено дробильное оборудование, магнитные сепараторы, плавильные печи, другие машины, в том числе подъемно-транспортные; на втором этаже размещено оборудование для электролиза металлов; на третьем этаже — оборудование для аспирации процессов, научно-исследовательские службы, административно-управленческий аппарат. На предприятии работает всего 20 человек.
Программой фирмы предусмотрено ежегодно перерабатывать порядка 40 тыс. т лома, в том числе: 3 тыс. т компьютерного электронного лома, 1 тыс. т гальванических элементов питания, 2 тыс. т катализаторов, 5 тыс. т прецезионных сплавов, 20 тыс. т шламов гальванического производства и др.
Следует отметить, что электронный лом, перерабатываемой фирмой «Inter Recycling», по составу существенно отличается от отечественного радиоэлектронного лома. Так, в 1 т западного компьютерного лома содержится более 700 г золота, а в 1 т лома отечественных телевизоров и другой БРЭА содержится около 30 г золота и более 300 г серебра.
Фирма « fekony Sanso», специализируясь на технологии переработки малогабаритных двигателей, компьютеров, радиоэлектронного скрапа и пр., большое внимание уделяет процессу дробления, как определяющему эффективность и качество технологии.
Технологический процесс состоит из следующих основных этапов: сортировки, полуручного демонтажа с помощью пневматического инструмента на транспорте, прессования, трехстадийного низкотемпературного дробления (дробление +5-25 мм, измельчение +0,3—5 мм, микроизмельчение не более 50 мкм), магнитной и пневмовибросепарации. Фирма также располагает оборудованием для получения чистых материалов из концентратов первичной переработки лома (металл, пластмасса, резина) на основе процесса высокой очистки с повторным циклом. Производительность оборудования 150 кг/ч.
Фирма W. Hunter and Assiates LTD предлагает технологический процесс восстановления благородных металлов из электронного скрапа (производительность линии 1 т/сут), который можно разделить на три основные стадии.
1. Предварительное отделение деталей, содержащих благородные металлы. Эту операцию осуществляют вручную с помощью ножниц гильотинного типа.
2. Сухое отделение и обогащение содержащей благородный металл фракции. Эта стадия процесса полностью автоматизирована и включает серию отдельных операций, направленных на уменьшение размера частиц перерабатываемого материала до — 2 мм. Для обогащения фракции, содержащей благородный металл, применяют магнитную сепарацию, воздушную классификацию и вибрационный стенд.
3. Мокрое обогащение на концентрационных столах, направленное на еще большее обогащение фракции, содержащей благородный металл.
После этого используют электрохимические процессы с целью восстановления золота из металлических материалов. Мокрый осадок, возникающий в результате проведения указанного процесса, фильтруют, расплавляют и отливают в слитки. Эти слитки впоследствии поступают на плавильный завод, на котором осуществляется восстановление благородных металлов. Степень восстановления 85—90%.
Фирма «VEB» осуществляет переработку печатных плат измельчением их в шаровой мельнице до крупности ±1 мм, классификацию полученных фракций по слоям в вибропитателе и разделение металлов и неметаллов, электростатическую сепарацию.
Другая технология позволяет получать вторичные благородные металлы без разрушения керамических, стеклянных или других подложек микросхем.
Предлагается также раздельная регенерация печатных плат, проводников и сопротивлений. При этом платы микросхем с покрытием подвергают комбинированным процессам растворения, промывки, сушки и прокаливания, во время которых открытый металл дорожки проводника отделяют кислотами, а подложку промывают водным раствором, после чего погружают в раствор фторида аммония. Затем материал сушат и дополнительно прокаливают на воздухе. Технология может быть использована для всех толстослойных переключающих схем и их элементов.
Способы извлечения золота из печатных плат с применением оловянного покрытия и без оловянного покрытия сводятся к травлению лома в растворе из смеси серной, азотной и соляной кислот. В результате травления получают концентрат, состоящий из хлопьев золота и маскировочного покрытия.
Устройство для извлечения золота и платины включает в себя резервуар, заполненный водным раствором серной кислоты и царской водки, и два перфорированных цилиндрических барабана, заполненных дробленым ломом. Барабаны вращаются в растворе, и в раствор выделяется золото и платина. Степень извлечения металлов составляет 99%.
Если лом представляет собой термосные колбы или сосуды Дьюара, используют водный раствор соли, дающий кислую реакцию. Серебро отделяется от стекла в виде хлопьев и выделяется затем из раствора методами сепарации.
По технологии исходное сырье, содержащее благородные металлы, переводят в разлагающуюся форму путем сжигания или криогенного охлаждения, после чего его дробят и классифицируют на ситах в диапазоне крупностей 0,2-5,0 мм.
Из подрешетного продукта методом гравитационной сепарации выделяют тяжелую фракцию, содержащую благородные металлы, а надрешетный продукт подвергают магнитной сепарации. Из магнитной фракции продукта механическим способом выделяют концентрат благородных металлов. Из немагнитной фракции и тяжелой фракции, полученной при гравитационной сепарации, также получают некоторое количество благородных металлов путем их химической обработки и удаления цветных металлов и примесей.
Для получения высококачественного концентрата с содержанием благородных металлов не ниже 95% дополнительно проводят выщелачивание концентратов в неорганической кислоте (рис. V.8).
Способы переработки электронного лома за рубежом

По технологии фирмы «Galika» лом, например телевизоров, дробят в молотковой дробилке на фракции до 100 мм. Дробильная установка проста по конструкции и может быть установлена на грузовике. Из дробленого продукта выделяется железо с помощью магнитного барабанного сепаратора, а узлы электронных схем и большие куски алюминия отбирают вручную с ленточного транспортера, поставляющего лом в плавильную печь. Плавку осуществляют во вращающейся барабанной печи.
Перед плавкой дно печи заполняют старым стеклом. В результате в процессе плавки расплавленное стекло создает защитный слой над расплавленным металлом, что препятствует испарению благородных металлов.
В процессе плавки содержание меди в печи должно быть определенным, так как медь хорошо связывает благородные металлы. Поэтому необходимо добавлять медьсодержащие отходы, в том числе и провода с изоляцией.
Вследствие того, что в магнитном сепараторе удаляется не все железо, оставшуюся его часть выжигают с использованием жидкого кислорода в процессе плавки. Для этого на 15 т расплавленной плиты требуется 150 кг жидкого кислорода,
В качестве горючего для печи могут использоваться любое, в том числе отработанное, машинное масло и деревянные корпуса телевизоров. Газоочистка осуществляется с применением катализаторов. Отработанная тепловая энергия может использоваться повторно, например для отопления квартир.
Выплавленный металл состоит в основном из меди с примесями благородных металлов. В последующем из него электролитическими методами выделяют сначала медь, затем золото, серебро, платину и палладий.
Шлаки, оставшиеся после плавки, состоят в основном из стекла. Эти шлаки после измельчения могут повторно использоваться в плавке или во вторичной стройиндустрии.
По технологии американских компаний исходное сырье может содержать скрап в виде электродвигателей, генераторов, силовых щитов, реле и других электронных и электротехнических устройств, в которых кроме меди имеются алюминий, органические изоляционные материалы, железосодержащие материалы и в небольших количествах другие металлы, в том числе благородные.
Технология предусматривает криогенное охлаждение, несколько циклов измельчения, воздушной и магнитной сепарации. В качестве измельчителей в начальных стадиях используют молотковые дробилки, а в последующих стадиях для измельчения ковких материалов - роторные измельчители-грануляторы. Для сепарации практически всех видов получаемых продуктов (металлов и неметаллов) применяют виброгрохоты с воздушным псевдосжижением и концентрационные столы, также в режиме воздушного псевдосжижения (рис. V.9).
Способы переработки электронного лома за рубежом

Технология энергоемкая из-за большой степени дробления (до 100 и более раз) и решения сложной проблемы полной сепарации многокомпонентного лома.
По технологии фирмы «Lindemann» гидравлическим грейдером лом загружают в наклонно расположенный загрузочный желоб и направляют в дробилку (цердиратор-160). Вторая кромка отбойной плиты цердиратора служит для дополнительного дробления крупных кусков лома до размеров, обеспечивающих их прохождение через колосниковую решетку. Недробимые куски лома разгружаются посредством разгрузочного клапана гидравлического действия в обход колосниковой решетки.
Дробленый материал виброконвейером подается на ленточный конвейер, с помощью которого направляется к воздушному сепаратору, где металлы очищаются от неметаллических материалов, после чего поток металлов поступает на барабан электромагнитного сепаратора. Здесь магнитная фракция отделяется в контейнер, а немагнитная попадает на сортировочный конвейер, где раскрытые цветные металлы сортируют вручную, после чего поток цветных металлов направляют на измельчение и ЭДС-сепарацию для разделения по видам металлов. Чистота получаемых металлов 85-90%.
Проблема пылеулавливания технологической линии решена по так называемому принципу двухступенчатого отделения. Во время 1-й ступени отсасываемый воздух, содержащий пыль, предварительно очищается от крупной пыли и отходов в циклоне (методом центробежного отделения). Во время 2-й ступени часть потока предварительно очищенного воздуха проходит в мокрый скруббер Вентури.
Технология предназначена для выделения цветных металлов из лома в гидроциклонах и включает в себя подготовительные операции дробления, магнитной сепарации, грохочения и гидроциклонирования.
Измельченный материал до крупности — 0,7 см, из которого отделены ферромагнитные металлы, подается на батарею последовательно соединенных гидроциклонов, в которых материал разделяется по плотности с использованием только одной разделяющей среды.
Возможности технологии иллюстрируются на примере переработки автомобильного лома, характеристика которого приведена в табл. V. 10.
Технология экологически чистая. Технологическая жидкость очищается от мелких твердых частиц в специальных концентраторах циклонного типа. При этом полученный концентрат также может рассматриваться как источник многокомпонентных отходов.
Способы переработки электронного лома за рубежом