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

Для предприятий вторичной цветной металлургии источниками медьсодержащего сырья являются отходы горно-металлургической, химической, электротехнической и электронной промышленности, брак производства сплавов (операций штамповки, волочения и монтажа), шлаки и пыли пирометаллургических производств, шламы медного электролиза, выломки печной футеровки и др. Специфическими являются отходы электронной промышленности, которые физически и химически отличаются от других видов индустриальных отходов, так как одновременно содержат ценные и экологически опасные вещества, что требует использования специальных методов опробования и переработки. Другим отличием является присутствие наночастиц, источником которых является механическая и термическая обработка сырья, а также увеличивающееся производство синтетических наноматериалов. Для селективного выделения наночастиц из различных отходов испытаны центрифугирование, выпаривание растворителя, магнитная сепарация, структурированные коллоидные растворители и др. Для гидрометаллургической переработки отходов пирометаллургии меди в виде шлаков и пылей рассмотрены автоклавное сернокислое и солянокислое выщелачивание. Приведена теоретическая оценка химической и электрохимической коррозии золотомедных сплавов в процессах выщелачивания. Применительно к печным пылям с высоким содержанием меди и мышьяка испытано автоклавное выщелачивание при отношении Ж:Т = 5:1, парциальном давлении кислорода 0,7 МПа, температуре 180 ^oC, времени 2 ч и интенсивности перемешивания 500 мин–1. При этих условиях извлечение в раствор составило, %: 95 меди, 99 цинка и 6 железа. Для подавления растворимости мышьяка в раствор выщелачивания вводили 0,04 моль/дм³ железа(II). С помощью сернокислого выщелачивания (pH = 1,5) плавильных пылей завода Sarcheshmeh Copper (Иран) продемонстрирована возможность синтеза товарных наночастиц CuO, используемых во многих промышленных отраслях.

1. Hageluken 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. Proceedings of IEEE International Symposium: Electronics and the Environment. Scottsdale. USA, 2006, May 8–11. pp. 218–223.
2. Robinson B. E-waste: an assessment of global production and environmental impacts. Science of the Total Environment. 2009. No. 408. pp. 183–191.
3. Deng W., Zheng J., Bi X. et al. Distribution of PBDEs in air particles from an electronic waste recycling site compared with Guangzhou and Hong Kong, South China. Environment International. 2007. No. 33. pp. 1063–1069.
4. Tangahu B., Abdullah S., Basri H. et al. A review on heavy metals (As, Pb, and Hg) uptake by plants through phytoremediation. International Journal of Chemical Engineering. 2011. No. 2011. pp. 1–31.
5. Khaliq A., Rhamdhani M., Brooks G., Masood S. Metal extraction processes for electronic waste and existing industrial routes: a review and Australian perspective. Resources. 2014. No. 3. pp. 152–179.
6. Shuey S., Taylor P. A review of pyrometallurgical treatment of electronic scrap. Proceedings of the SME Annual Meeting. Denver, USA. 2004. February, 23–25. 4 p.
7. Kim B., Lee J., Seo S. et al. A process for extracting precious metals from spent printed circuit boards and automobile catalysts. JOM. 2004. No. 56. pp. 55–58.
8. Iji M., Yokoyama S. Recycling of printed wiring boards with mounted electronic components. Circuit World. 1997. No. 23. pp. 10–15.
9. Namias J. The future of electronic waste recycling in the United States. Columbia University, 2013. 66 p.

10. Chang C., Paul B., Remcho V. et al. Synthesis and post-processing of nanomaterials using microreaction technology. Journal of Nanoparticle Research. 2008. No. 10. pp. 965–980.
11. Commission recommendation of 18 October 2011 on the definition of nanomaterial. Official Journal of the European Union. L 275. pp. 38–40.
12. Oliveira R., Kiyohara P., Rossi L. High performance magnetic separation of gold nanoparticles for catalyticoxidation of alcohols. Green Chemistry. 2010. No. 12. pp. 144–149.
13. Andersen L., Christensen F., Nielsen J. Nanomaterials in waste. Issues and new knowledge. Copenhagen, Denmark : Danish Environmental Protection Agency, 2014. 84 p.
14. Roes L., Patel M., Worrell E., Ludwif C. Preliminary evaluation of risks related to waste incineration of polymer nanocomposites. Science of the Total Environment. 2012. No. 417-418. pp. 76–86.
15. Kaegi R., Voegelin A., Sinnet B. et al. Behavior of metallic silver nanoparticles in a pilot wastewater treatment plant. Environmental Science & Technology. 2011. No. 45. pp. 3902–3908.
16. Mueller N., Buha J., Wang J. et al. Modeling the flows of engineered nanomaterials during waste handling. Environmental Sciences Proceedings. 2013. No. 15. pp. 251–259.
17. Nilsson A., Aragones M., Torralvo F., Dunon V. A Review of the carbon footprint of Cu and Zn production from primary and secondary sources. Minerals. 2017. No. 7. pp. 168–171.
18. Virolainen S. Hydrometallurgical recovery of valuable metals from secondary raw materials: Dissertation. Lappeenranta University of Technology. 2013. 89 p.
19. Deng T., Ling Y. Processing of copper converter slag for metal reclamation. Part I: Extraction and recovery of copper and cobalt. Waste Management & Research. 2007. No. 25. pp. 440–448.
20. Arslan C., Arslan F. Recovery of copper, cobalt, and zinc from copper smelter and converter slags. Hydrometallurgy. 2002. No. 67. pp. 1–7.
21. Sukla L., Panda S., Jena P. Recovery of cobalt, nickel and copper from converter slag through roasting with ammonium sulphate and sulphuric acid. Hydrometallurgy. 1986. No. 16. pp. 153–165.
22. Anand S., Rao K., Jena P. Pressure leaching of copper converter slag using dilute sulphuric acid for the extraction of cobalt, nickel and copper values. Hydrometallurgy. 1983. No. 10. pp. 305–312.
23. Acma E., Sesigur H., Addemir O., Tekin A. Review of iron recovery and cleaning of copper slag. Transactions of the Indian Institute of Metals. 1997. No. 50. pp. 147–151.
24. Okanigbe D., Popoola A., Adeleke A. Characterization of copper smelter dust for copper recovery. Procedia Manufacturing. 2017. No. 7. pp. 121– 126.
25. Caplan M., Trouba J., Anderson C., Wang S. Hydrometallurgical leaching of copper flash furnace electrostatic precipitator dust for the separation of copper from bismuth and arsenic. Metals. 2021. No. 11. Ch. 371. 18 p.
26. Darezereshki E., Bakhtiari F. Synthesis and characterization of tenorite (CuO) nanoparticles from smelting furnace dust (SFD). Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2013. No. 49B. pp. 21–26.
27. Liu W., Fu X., Yang T. et al. Oxidation leaching of copper smelting dust by controlling potential. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2018. No. 28. pp. 1854–1861.
28. Orac D., Klimko J., Klein D. et al. Hydrometallurgical recycling of copper anode furnace dust for a complete recovery of metal values. Metals. 2022. Vol. 12, No. 36. 18 p.
29. Sabzezari B., Koleini S., Ghassa S., Chelgani S. Microwave-leaching of copper smelting dust for Cu and Zn extraction. Materials. 2019. Vol. 12, No. 11. Ch. 1822.
30. Laubertova M., Havlik T., Parilak L. et al. The effects of microwave assisted leaching on the treatment of electric arc furnace dust. Archives of Metallurgy and Materials. 2020. Vol. 65. pp. 321–328.
31. Syed S. Recovery of gold from secondary sources. A review. Hydrometallurgy. 2012. No. 115-116. pp. 30–51.
32. Tuncuk A., Stazi V., Akcil A. et al. Aqueous metal recovery techniques from e-scrap. Minerals Engineering. 2012. No. 25. pp. 28–37.
33. Pickering H. Characteristic features of alloy polarization curves. Corrosion Science. 1983. No. 23. pp. 1107–1120.
34. Fuerstenau M., Han K. Principles of mineral processing. Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc. SME, 2003. 561 p.
35. Sarkar S., Datta A., Chakraborty P., Satpati B. Formation of a tetragonal Cu3Au alloy at gold-copper interfaces. Surface and Interface Analysis. 2003. No. 35. pp. 793–798.
36. Aziz D. Nanoporosity formation in Ag–Au alloys: DPh Dissertation. Virginia Polytechnic Institute and State University, USA, 2003. pp. 5–86.
37. Forty A. Micromorphological studies of the corrosion of gold alloys. Gold Bulletin. 1981. Vol. 14, No. 1. pp. 25–35.
38. Erlebacher J., Sieradzki K. Pattern formation during dealloying. Scripta Materialia. 2003. Vol. 49. pp. 991–996.
39. Pickering H. Electrolytic dissolution of binary alloy containing a nobel netal. Journal of the Electrochemical Society. 1968. Vol. 115. pp. 143–147.
40. Pickering H., Swann P. Electron metallography of chemical attack upon some alloys susceptible to stress corrosion cracking. Proceedings of the 2^th International Congress: Metallic Сorrosion. (NASF), Houston, USA, 1963. pp. 128–147.
41. Guan Y., Han K. An electrochemical study on the dissolution of gold and copper from gold/copper alloys. Metallurgical and Materials Transactions B. 1994. Vol. 25. pp. 817–828.