Способ извлечения драгоценных металлов из вторичного сырья, преимущественно из оловянно-свинцового припоя, касается извлечения ценных компонентов из припоя. Сущность изобретения: способ включает расплавление исходного материала с последующей его грануляцией, азотнокислое выщелачивание, фильтрование полученной пульпы, после чего твердый остаток, содержащий золото и двуокись олова, промывают горячей водой и прокаливают, а в раствор, содержащий азотнокислый свинец, добавляют осадитель с получением пульпы, содержащей хлорид свинца, фильтруют пульпу с последующей промывкой хлорида свинца раствором царской водки и горячей водой, обезвоживают хлорид свинца, а остаток азотнокислого выщелачивания после прокалки обрабатывают раствором, проводят нейтрализацию, фильтрацию пульпы и отделение осадка двуокиси олова, который промывают раствором царской водки, горячей водой, а золотосодержащий раствор фильтруют, полученный золотой шлам промывают, обезвоживают, сушат, расплавляют и направляют на аффинаж. 5 з.п. ф-лы.
Золото из свинца
Изобретение относится к металлургии, в частности к способу извлечения драгметаллов из припоя.
При нанесении припоя на золоченые контакты печатных плат микросхемы опускают в ванны с кислотно-глицериновой смесью, затем опускают их для лужения в ванночку с расплавленным припоем ПОС-61 (припой оловянно-свинцовый) Часть золота переходит в ПОС-61. На поверхности припоя образуется темная пленка, которую счищают. Эти очистки содержат золото и припой, и называют его огар.
Известен способ переработки отходов, содержащих цветные металлы, например электронного лома, включающий удаление органической составляющей покрытия и растворение металлов в составе припоя [1] Недостатком указанного способа является сложность работы с расплавами щелочей при высоких температурах (сложность процесса и минимальное получение драгметаллов после растворения припоя).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ рекуперации благородных металлов спутников из вторичного сырья, включающий выщелачивание вторичного сырья азотной кислотой, отделение из суспензии золота, двуокиси олова и промывку твердых частиц водой [2] Недостатком известного способа является получение минимального количества благородных металлов из вторичного сырья.
Техническим результатом изобретения является максимальное извлечение золота из вторичного сырья.
Технический результат достигается тем, что способ извлечения драгоценных металлов из вторичного сырья, преимущественно из оловянно-свинцового припоя, включающий азотнокислое выщелачивание, отделение из полученной пульпы твердых частиц золота и двуокиси олова и промывку их водой, отличающийся тем, что перед азотнокислым выщелачиванием проводят расплавление исходного материала с последующей его граляцией, пульпу после азотнокислого выщелачивания отфильтровывают, твердый остаток, содержащий золото и двуокись олова, подвергают промывке горячей водой и прокалке, а в раствор, содержащий азотнокислый свинец при постоянном перемешивании добавляют осадитель — хлористую соль с получением пульпы, содержащей твердый хлорид свинца, проводят ее фильтрацию с последующей промывкой хлорида свинца на фильтре вначале разбавленным раствором царской водки, затем горячей водой с последующим обезвоживанием хлорида свинца, а остаток азотнокислого выщелачивания после прокалки, содержащий золото, двуокись олова, обрабатывают раствором, полученным после фильтрации хлористого свинца с добавлением в раствор соляной и/или азотной кислоты с последующей нейтрализацией и фильтрацией полученной пульпы и отделением осадка двуокиси олова от золотосодержащего раствора, осадок двуокиси олова подвергают промывке вначале слабым раствором царской водки, затем горячей водой, а золотосодержащий раствор обрабатывают насыщенным раствором сернокислого железа с последующим отделением фильтрата от золотого шлама, затем проводят промывку шлама горячей водой, обезвоживание, сушку, плавку и направляют полученный золотосодержащий продукт на аффинирование, причем перед азотнокислым выщелачиванием свинца в реактор после загрузки гранул припоя добавляют водопроводную воду, а затем порциями азотную кислоту, а после азотнокислого выщелачивания промытый в горячей воде остаток прокаливают при температуре 400 o С в течение 10-15 ч, в качестве осадителя азотнокислого свинца используют поваренную соль, а нейтрализацию пульпы золотосодержащего кека ведут карбонатом натрия до рН, равного 1-2 до прекращения выделения окислов азота, осадок двуокиси олова промывают слабым раствором царской водки при Т:Ж 1:10.
как ненужно делать с серебром. серебро vs олово.
Пример. На переработку поступает оловянно-свинцовый припой в виде слитков, содержащих золото, серебро, олово и свинец.
В плавильный тигель загружают слитки припоя, нагревают их и расплавляют, перемешивая мешалкой по всему объему.
Подготавливают к работе грануляционную установку. Для этого заполняют грануляционную емкость водой; устанавливают приемный контейнер на дно грануляционной емкости; устанавливают на грануляционную емкость опорную конструкцию с гранулятором.
Расплав перемешивают и разливают через промежуточный тигель в подводный контейнер через гранулятор и по окончанию стекания воды перетаривают гранулы, которые передают на участок растворения.
Через загрузочный люк в реактор загружают гранулы припоя. Добавляют в реактор водопроводную воду и порциями азотную кислоту. При этом свинец и серебро растворяется в азотной кислоте, олово превращается в нерастворимую В-оловянную кислоту, золото не растворяется.
Пульпу сливают на нутч-фильтр и отфильтровывают. Остаток промывают горячей водой и направляют на прокалку, которую проводят в прокалочной печи при температуре 400 o С в течение 10 ч.
Раствор, содержащий азотнокислый свинец, помещают в реактор и при перемешивании постепенно добавляют поваренную соль, при этом свинец осаждается в виде хлористой соли.
Пульпу хлористого свинца сливают на нутч-фильтр и отфильтровывают. Хлористый свинец промывают на фильтре вначале разбавленной царской водкой при Т: Ж 1:10, затем горячей водой до отсутствия золота в промывных водах и обезвоживают его.
Раствор после фильтрации хлористого свинца содержит до 0,8 г/л золота и до 50 г/л азотной кислоты, поэтому его направляют на царсководочное растворение золота в прокаленном золотосодержащем кеке.
Прокаленную двуокись олова с золотом (золотосодержащий кек) загружают в реактор с механическим перемешиванием, приливают раствор после фильтрации хлористого свинца и соляную кислоту, а азотную при необходимости, если ее в растворе мало.
Au+4HCl+NO3 HAuCl4+NO+2H2O По окончании реакции пульпу нейтрализуют карбонатом натрия до рН 1-2 до прекращения выделения окислов азота, затем ее сливают на нутч-фильтр и отфильтровывают.
Двуокись олова на нутч-фильтре промывают слабым раствором царской водки Т:Ж 1:10, затем горячей водой до отсутствия золота в промывных водах.
Затем золотосодержащий раствор заливают в высадочную емкость для осаждения золота и добавляют в него насыщенный раствор железа II сернокислого.
AuCl3+3FeSO4 Au+Fe2(SO4)3+FeCl3 После отстаивания пульпу сливают на нутч-фильтр, отделяют фильтрат от золотого шлама, который промывают горячей водой до нейтральной реакции. Золотой шлам обезвоживают, сушат и направляют на плавку.
Обеззолоченным растворы опробуют и направляют на узел нейтрализации.
Способ извлечения драгоценных металлов из вторичного сырья, преимущественно из оловянно-свинцового припоя, включающий азотнокислое выщелачивание, отделение из полученной пульпы твердых частиц золота и двуокиси олова и промывку их водой, отличающийся тем, что перед азотнокислым выщелачиванием проводят расплавление исходного материала с последующей его грануляцией, пульпу после азотнокислого выщелачивания отфильтровывают, твердый остаток, содержащий золото и двуокись олова, подвергают промывке горячей водой и прокалке, а в раствор, содержащий азотнокислый свинец, при постоянном перемешивании добавляют осадитель хлористую соль с получением пульпы, содержащей твердый хлорид свинца, проводят ее фильтрацию с последующей промывкой хлорида свинца на фильтре вначале разбавленным раствором царской водки, затем горячей водой с последующим обезвоживанием хлорида свинца, а остаток азотнокислого выщелачивания после прокалки, содержащий золото, двуокись олова, обрабатывают раствором, полученным после фильтрации хлористого олова, с добавлением в раствор соляной и/или азотной кислоты с последующей нейтрализацией и фильтрацией полученной пульпы и отделением осадка двуокиси олова от золотосодержащего раствора, осадок двуокиси олова подвергают промывке вначале слабым раствором царской водки, затем горячей водой, а золотосодержащий раствор обрабатывают насыщенным раствором сернокислого железа с последующим отделением фильтрата от золотого шлама, затем проводят промывку шлама горячей водой, обезвоживание, сушку, плавку и направляют полученный золотосодержащий продукт на аффинаж.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед азотнокислым выщелачиванием свинца в реактор после загрузки гранул припоя добавляют водопроводную воду, а затем порциями азотную кислоту.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что после азотнокислого выщелачивания промытый в горячей воде остаток прокаливают при температуре 400 o С в течение 10 15 ч.
4. Способ по любому из пп.1 3, отличающийся тем, что в качестве осадителя азотнокислого свинца используют поваренную соль.
5. Способ по любому из пп. 1 4, отличающийся тем, что нейтрализацию пульпы золотосодержащего кека ведут карбонатом натрия до pH, равного 1 2, до прекращения выделения окислов азота.
6. Способ по любому из пп. 1 5, отличающийся тем, что осадок двуокиси олова промывают слабым раствором царской водки при Т Ж, равном 1 10.
Источник: findpatent.ru
Припой
Паяное соединение, используемое для прикрепления провода к контакту компонента на задней панели печатной платы 
Катушка с припоем диаметром 1,6 мм
Припой (, или в Северной Америке ) плавкий металл сплав, используемый для создания прочного соединения между металлическими деталями. Припой плавится, чтобы прилипнуть к деталям и соединить их после охлаждения, для чего требуется, чтобы сплав, пригодный для использования в качестве припоя, имел более низкую температуру плавления, чем соединяемые детали. Припой также должен быть устойчивым к окислительным и коррозионным воздействиям, которые со временем разрушат соединение. Припой, используемый для электрических соединений, также должен иметь хорошие электрические характеристики.
Мягкий припой обычно имеет диапазон температур плавления от 90 до 450 ° C (от 190 до 840 ° F; от 360 до 720 K) и обычно используется в электронике, сантехнике. и работы с листовым металлом. Сплавы, плавящиеся при температуре от 180 до 190 ° C (от 360 до 370 ° F; от 450 до 460 K), являются наиболее часто используемыми. Пайка, выполняемая с использованием сплавов с температурой плавления выше 450 ° C (840 ° F; 720 K), называется «твердой пайкой», «серебряной пайкой» или пайкой.
В определенных пропорциях некоторые сплавы эвтектика — то есть температура плавления сплава является самой низкой из возможных для смеси этих компонентов и совпадает с точкой замерзания. Неэвтектические сплавы могут иметь заметно разные температуры солидуса и ликвидуса, поскольку они имеют четкие переходы между жидкостью и твердым телом. Неэвтектические смеси часто существуют в виде пасты твердых частиц в расплавленной матрице низкоплавкой фазы, поскольку они достигают достаточно высоких температур. При электромонтажных работах, если соединение находится в этом «пастообразном» состоянии до полного затвердевания, это может привести к плохому электрическому соединению; использование эвтектического припоя уменьшает эту проблему. Пастообразное состояние неэвтектического припоя можно использовать в водопроводе, поскольку оно позволяет формовать припой во время охлаждения, например для обеспечения водонепроницаемого соединения труб, в результате чего получается так называемый «протертый стык».
Для электротехнических и электронных работ доступна паяльная проволока различной толщины для ручной пайки (ручная пайка выполняется с помощью паяльника или паяльника ), и с сердечниками, содержащими флюс. Он также доступен в виде пасты при комнатной температуре, в виде предварительно отформованной фольги, форма которой соответствует заготовке, которая может быть более подходящей для механизированного массового производства, или в виде небольших «язычков», которые можно обернуть вокруг стыка и плавится пламенем там, где утюг непригоден или недоступен, например, при ремонте в полевых условиях. Сплавы свинца и олова широко использовались в прошлом и до сих пор доступны; они особенно удобны для ручной пайки. Использование бессвинцовых припоев все шире из-за нормативных требований, а также преимуществ для здоровья и окружающей среды от отказа от электронных компонентов на основе свинца. Сегодня они почти исключительно используются в бытовой электронике.
Сантехники часто используют прутки припоя, намного толще провода, используемого для электрических применений, и наносят флюс отдельно; многие флюсы для пайки, подходящие для сантехники, являются слишком коррозионными (или проводящими) для использования в электрических или электронных работах. Ювелиры часто используют припой в виде тонких листов, которые они разрезают на кусочки.
Этимология
Слово «припой» происходит от среднеанглийского слова soudur, через старофранцузского solduree и soulder, от латинского solidare, что означает «делать твердый».
Состав
Припой на основе свинца
Sn60Pb40
Олово — свинец (Sn-Pb), также называемые мягкими припоями, коммерчески доступны с концентрацией олова от 5 % и 70% по весу. Чем выше концентрация олова, тем больше у припоя растяжение и прочность на сдвиг. Исторически сложилось так, что свинец смягчает образование усов олова, хотя точный механизм этого неизвестен. Сегодня для решения этой проблемы используется множество методов, включая изменения в процессе отжига (нагрев и охлаждение), добавление таких элементов, как медь и никель, и нанесение защитных покрытий. Сплавы, обычно используемые для электрической пайки, — это 60/40 Sn-Pb, который плавится при 188 ° C (370 ° F), и 63/37 Sn-Pb, используемый в основном в электрических / электронных работах. Эта смесь является эвтектическим сплавом этих металлов, который:
- имеет самую низкую температуру плавления (183 ° C или 361 ° F) из всех сплавов олово-свинец; и
- точка плавления действительно является точкой, а не диапазоном.
В Соединенных Штатах с 1974 года свинец запрещен в припое и флюсе в водопроводных системах для питьевой воды в соответствии с Закон о безопасной питьевой воде (SDWA). Исторически сложилось так, что доля свинца была выше, обычно 50/50. Это имело преимущество в более медленном затвердевании сплава.
Поскольку трубы физически соединяются друг с другом перед пайкой, припой можно протирать по стыку для обеспечения водонепроницаемости. Хотя свинцовые водопроводные трубы были заменены медью, когда значимость отравления свинцом стала полностью осознаваться, свинцовый припой все еще использовался до 1980-х годов, поскольку считалось, что количество свинца, которое может выщелачиваться в воду из припоя было незначительно от правильно спаянного соединения. Электрохимическая пара меди и свинца способствует коррозии свинца и олова. Олово же защищено нерастворимым оксидом. Поскольку было обнаружено, что даже небольшое количество свинца вредно для здоровья как мощный нейротоксин, свинец в водопроводном припое был заменен на серебро (для пищевых продуктов) или сурьма, с частым добавлением меди, и увеличили долю олова (см. бессвинцовый припой.)
Свинцово-оловянные припои легко растворяют золотое покрытие и образуют хрупкие интерметаллиды. Припой 60/40 Sn-Pb окисляется на поверхности, образуя сложную 4-слойную структуру: оксид олова (IV) на поверхности, под ним слой оксида олова (II) с мелкодисперсным свинцом, за которым следует слой оксида олова (II) с мелкодисперсными оловом и свинцом и сам припой под ним.
Свинец и до некоторой степени олово, используемые в припое, содержат небольшие но значительные количества радиоизотопных примесей. Радиоизотопы, подвергающиеся альфа-распаду, вызывают беспокойство из-за их склонности вызывать мягкие ошибки. Полоний-210 особенно проблематичен; lead-210 бета-распад до висмут-210, который затем бета-распад до полония-210, интенсивного излучателя альфа-частиц. Уран-238 и торий-232 — другие важные загрязнители сплавов свинца.
Бессвинцовый
припой из чистого олова 
Пайка медных труб с использованием пропановой горелки и бессвинцового припоя
Директива Европейского Союза об отходах электрического и электронного оборудования (WEEE) и Директива об ограничении содержания опасных веществ (RoHS) были приняты в начале 2003 г. и вступили в силу 1 июля 2006 г., ограничив включение свинца в большинство бытовой электроники, продаваемой в ЕС, и оказали большое влияние на бытовую электронику, продаваемую во всем мире. В США производители могут получить налоговые льготы за счет сокращения использования припоя на основе свинца. Бессвинцовые припои, используемые в коммерческих целях, могут содержать олово, медь, серебро, висмут, индий, цинк, сурьму и следы другие металлы. Большинство бессвинцовых заменителей обычных припоев 60/40 и 63/37 Sn-Pb имеют температуры плавления на 50–200 ° C выше, хотя есть также припои с гораздо более низкими температурами плавления. Бессвинцовый припой обычно требует около 2% флюса по массе для адекватной смачивающей способности.
Бессвинцовый припой может быть менее желательным для критических применений, таких как аэрокосмическая и медицинские проекты, поскольку его свойства менее изучены.
Припои олово-серебро-медь (Sn-Ag-Cu, или «SAC») используются двумя третями японских производителей для пайки оплавлением и волной пайки, и примерно на 75%. предприятий по ручной пайке. Широкое распространение этого популярного семейства бессвинцовых припоев основано на пониженной температуре плавления тройной эвтектики Sn-Ag-Cu (217 ° C (423 ° F)), которая ниже 22/78 Sn-Ag. (мас.%) эвтектика 221 ° C (430 ° F) и эвтектика 59/41 Sn-Cu 227 ° C (441 ° F). Тройное эвтектическое поведение Sn-Ag-Cu и его применение для сборки электроники было обнаружено (и запатентовано) группой исследователей из Лаборатории Эймса, Университета штата Айова и из Сандианские национальные лаборатории — Альбукерке.
Многие недавние исследования были сосредоточены на добавлении четвертого элемента в припой Sn-Ag-Cu, чтобы обеспечить совместимость с пониженной скоростью охлаждения паяльной сферы для сборки решеток шариков. Примерами этих четырехэлементных композиций являются 18/64/14/4 олово-серебро-медь-цинк (Sn-Ag-Cu-Zn) (интервал плавления 217–220 ° C) и 18/64/16/2 олово- серебро-медь- марганец (Sn-Ag-Cu-Mn) (интервал плавления 211–215 ° C).
Твердый припой
Твердые припои используются для пайки и плавятся при более высоких температурах. температуры. Наиболее распространены сплавы меди с цинком или серебром.
В ювелирном деле или производстве ювелирных изделий используются специальные твердые припои, которые проходят пробу. Они содержат большую долю паяемого металла, и свинец в этих сплавах не используется. Эти припои различаются по твердости, обозначаются как «эмалированные», «твердые», «средние» и «легкие».
Эмалированный припой имеет высокую температуру плавления, близкую к температуре плавления самого материала, что предотвращает распайку соединения припоя во время обжига в процессе эмалирования. Остальные типы припоев используются в порядке убывания твердости в процессе изготовления изделия, чтобы предотвратить ранее спаянный шов или распайку стыка во время пайки дополнительных участков. Легкий припой также часто используется при ремонтных работах по той же причине. Флюс также используется для предотвращения распайки стыков.
Серебряный припой также используется в производстве для соединения металлических деталей, которые нельзя сваривать. Сплавы, используемые для этих целей, содержат высокую долю серебра (до 40%), а также могут содержать кадмий.
Сплавы
Различные элементы играют разные роли в припое:
Преформа
Преформа — это заранее изготовленная форма припоя, специально разработанная для применения, в котором она будет использоваться. Для изготовления преформ припоя используется множество методов, наиболее распространенными являются штамповки. Заготовка припоя может содержать припой, необходимый для процесса пайки. Это может быть внутренний флюс внутри заготовки припоя или внешний с покрытием заготовки припоя.
Подобные вещества
Стеклянный припой используется для соединения стекол с другими стеклами, керамикой, металлами, полупроводники, слюда и другие материалы в процессе, называемом склеиванием стеклянной фриттой. Стеклянный припой должен течь и смачивать паяные поверхности значительно ниже температуры, при которой происходит деформация или разрушение любого из соединенных материалов или близлежащих структур (например, слоев металлизации на чипах или керамических подложках). Обычная температура достижения растекания и смачивания составляет от 450 до 550 ° C (от 840 до 1020 ° F).
См. Также
Ссылки
Внешние ссылки
| На сайте Wikimedia Commons есть материалы относится к Пайка. |
- «Припой». Encyclopædia Britannica. 25(11-е изд.). 1911. с. 374.
- Фазовые диаграммы различных типов припоев
Источник: alphapedia.ru
Все о бессвинцовых припоях
Бессвинцовый припой — безопасная для экологии альтернатива материалам и сплавам, содержащим тяжелые металлы. Их введение обусловлено необходимостью снизить использование таких веществ в промышленности и бытовом потреблении, а также тем, что многие высокоточные электронные компоненты нельзя подвергать интенсивному нагреву. О том, какой может быть температура плавления припоя без свинца, о его марках, особенностях выбора и использования стоит поговорить более подробно.
Общая информация
Температура плавления — одно из основных отличий таких составов. В случае со свинецсодержащими припоями температурный диапазон, оптимальный для их нагрева, составляет от +180 до +230 градусов по Цельсию. Это позволяет использовать паяльники без строгого контроля за термическими характеристиками прибора. Составы бессвинцовой группы не столь однородны. Некоторые припои имеют температуру плавления ниже +180 градусов, но основная масса требует нагрева до +200… 250 градусов Цельсия.
В качестве веществ, замещающих свинец, используют редкоземельные и благородные металлы. В ход идет золото, серебро, медь, реже висмут и индий. Бессвинцовыми являются и медно-цинковые составы, но они имеют более высокую температуру плавления — свыше +300 градусов, в бытовом применении неактуальны.
Из-за более слабой смачиваемости не содержащие свинец припои требуют более тщательного нанесения и подбора флюса. Созданный с их помощью шов также выдерживает меньшие механические нагрузки, чем при пайке оловянно-свинцовыми составами.
Обзор видов
Базовыми считаются всего 4 группы бессвинцовых припоев.
- Оловянные (обозначаются Sn). Они имеют светлый цвет, хорошую электропроводность. Температура плавления составляет +232 градуса по Цельсию.
- Оловянно-серебряные. Эта группа бессвинцовых припоев обладает повышенными адгезионными свойствами, лучшей текучестью, имеет температуру плавления +221 градус. Процентное соотношение материалов варьируется от 97/3 до 95/5%. Прочность оловянно-серебряных припоев выше, чем у свинцовой группы.
- Мультикомпонентные. Припои, в составе которых присутствует более 2-х металлов, относятся к этой категории. Чаще всего это сплав из олова, серебра и меди с температурой плавления +217 градусов. Оптимальной считается пропорция составляющих 95,5/3,8/0,7%. Такие припои классифицируются как электротехнические, наиболее широко они представлены в радиоэлектронной отрасли. Иногда в состав добавляется сурьма для повышения надежности соединения.
В микроэлектронике также могут применяться сплавы из 52% олова и 48% индия, оловянно-цинковые с пропорцией 91/9%.
Встречаются припои с добавлением серебра и висмута. Они имеют низкую температуру плавления, что несколько ограничивает сферу применения такой продукции. При этом по показателям спаиваемости данный сплав один из лучших.
Популярные марки
Сегодня на рынке представлены десятки марок припоев, не имеющих в своем составе свинца или компонентов на его основе. Среди лидеров индустрии можно выделить нескольких производителей.
- ELSOLD. Европейская компания, успешно работающая более 50 лет. Продукция поставляется потребителям с сопроводительным химическим анализом партии, ориентирована на производство электроники и другой высокоточной техники. Бессвинцовые припои марки сертифицированы для РФ и стран ЕС, используются в космической отрасли, имеют специальную маркировку.
- Asahi. Японский бренд, один из крупнейших на рынке. Предлагает довольно ограниченный выбор продукции. Доверием покупателей пользуется состав SCS7, а также Sn-Cu0.7, легированный медью. Именно продукция Asahi считается эталонной, высоко ценится профессионалами и любителями.
- Alpha Metals. Фирма выпускает популярный бессвинцовый припой Alloy H с температурой плавления +212 градусов. В его составе олово, висмут, медь и серебро. Не подходит припой для пайки сплавов с индием и свинцом. При соблюдении определенных условий может применяться для нанесения методом волны.
- AThttps://stroy-podskazka.ru/pripoj/bessvincovye/» target=»_blank»]stroy-podskazka.ru[/mask_link]