200205. lajstromszámú szabadalom • Eljárás indiumtartalmú ólom- és ezüstalapú forraszanyag hulladékok feldolgozására elektrolízissel
1 2 HU 200205 B A találmány tárgya eljárás indium tartalmú ólom és ezüstalapú forraszanyag hulladékok alkotóinak kinyerésére elektrolitikus úton. Indiumot általában ón- és ólom-tartalmú anyagokból nyernek ki. Az esetek nagy részében oldószeres 5 vagy ioncserés extrakciót, savas oldást és lecsapást, esetleg klórozást alkalmaznak. az 1 174 054 sz. kanadai szabadalmi leírás ólomkohászati szállóporok indium-tartalmának kinyerésére, kénsavas lúgozást ismertet, melynek során a ka- 10 pott oldat indium-rtartalmát ammőnium-hidroxidot lecsapással választják el. Hasonló módszert alkalmaz a 79 217 sz. román szabadalmi leírás szerinti eljárás cink-ólom salakok feldolgozása során. A 2 109 008 sz. nagy-britanniai szabadalmi leírás 15 az ólom-ón ötvözetek finomítása során az indiumot klórozással nyeri ki. Ólomkohászati szállóporokból az indium kinyerésére etíl-hexil-foszfátot és butil-hexil-foszfátot javasol az 1 180 105 sz. kanadai szabadalmi leírás. A148158 A2sz. európai szabadalmi be- 20 jelentés szerint a fémkohászati szállóporok indiumtartalmát kelátképző gyantán abszorbeálják. Hátránya ezen módszernek, hogy elsősorban az ólomballaszt és kismennyiségű indium jelenléte miatt rendkívül gazdaságtalanok. Ugyanakkor - mivel 25 mind az indium, mind az ötvözetekben jelenlevő nemesfém igen értékes - mindenképpen szükség van olyan eljárásra, mely gazdaságosan és nagy tisztaságban állítja elő az indiumot ill. galliumot, és emellett a többi komponens is használható minőségben és 30 mennyiségben keletkezik. Találmányunk célkitűzése ilyen eljárás kidolgozása. A találmány szerinti célkitűzést oly módon valósítjuk meg, hogy az indiumot és ólmot tartalmazó ezüstalapú forraszanyag hulladékot elektrolízisnek vet- 35 juk alá. Az eljárás során anódként a feldolgozandó hulladék tömörített, célszerűen tömbösített formáját, kátédként pedig acél vagy ólmot, elektrolitként pedig fluoro-bórsavat és annak ólomsóját alkalmazzuk. A találmány szerinti eljárás az elektrolízisnek azt 40 a tulajdonságát hasznosítja, hogy eltérő elektrokémiai potenciálú alkotók esetén tehetőség van azok szelektív oldatba-vitelére ill. leválasztására. A hulladékban jelenlevő anyagok egyike (ólom) közepesen fémes, a másikba (indium) esősen fémes, . 45 a harmadikban (ezüst) nemesfém. Ennek megfelelően a találmány szerint előnyösen dúsíthatók és kinyerhetők például az ólom-indium-ezüst forraszanyagok és hulladékaik alkotói, mivel az ólom normál elektropotenciálja -0,14 V, az indiumé -034 V, az 50 ezüsté pedig +-0,8 V. Ha a fend elrendezésben az elektroliton egyenáramot vezetünk keresztül, melynek áramsűrűsége maximális 10 A/dm, az elektrolízis során az ólom leválik a kátédon, a leginkább fémes természetű kom- 55 ponens (indium) feloldódik, és oldatban marad, míg az ezüst alkotó oldhatatlanul összegyűlik az anódiszapban. Az eljárás során az áramstjrűségnek csak a felső határa kritikus, mivel 10 A/dm2 áramsűrűségnél a ka- 60 tódon hidrogénfejlődés lép fel, ezáltal a kivált ólom szivacsos szerkezetű lesz, és lepereg. Az előnyös áramsűrűség 2-6 A/dm 2 Ennél kisebb áramsűrűség természetesen alkalmazható, azonban a kiválás sebessége csökken. 65 Az eljárás során elektrolitként olyan oldatot alkalmazunk, mely az alkotók egyikét sem oldja spontán kémiai folyamatoban, de amelynek anionjával mindegyik alkotó oldható sót képes létrehozni. Mint már említettük, az elektrolitot célszerű úgy megválasztani, hogy a közepesen fémes alkotó kationját tartalmazza, és ennek a leválását segítse. A találmány szerint az ólom-indium-ezüst forraszanyag-hulladék alkotóinak kinyerésére elektrolitként célszerűen fluoro-bórsav és ólom-fluoroborát vizes oldatát használjuk. Az elektrolízis során az anód részben oldatba megy, és a kátédon az ólom nagy tisztaságban válik lti. Az elektrolit az irídiumban dúsul, míg az esüt nem lép oldatba, hanem az anódiszapban dúsul fel. A találmány szerinti eljárás nagy előnye, hogy az ólom nagy tisztaságban keletkezik, minősége általában 99,999% (5 N), mely egyszerű ^olvasztással tömbösíthető. Ugyanakkor a másik két, egymástól eltérő etem bármely elválasztási és tisztítási művelettel kinyerhető. így például a találmány egy előnyös megvalósítási változatánál az ezüstöt tartalmazó anódiszapból mosás után salétromsavas oldatot készítünk, melyből az ezüstöt önmagában ismert módon, pl. cementálással vagy kémiai redukálószerrel, vagy elektrolízissel nyerjük ki, és vákuumos átolvasztással tömbösítjük. Az indiumot tartalmazó elektrolit-oldatot célszerűen ügy dolgozzuk fel, hogy az ólom nyomokat szulfát-alakban kicsapjuk, majd a kapott oldat pH-ját lúga Jagolással 3 fölé emeljük; ekkor az indium-hidroxid csapadék alakjában kiválik. Ezt a csapadékot szűrés és mosás után sósavban vagy más ásványi savban oldjuk, amennyiben szükséges, a tisztítási eljárás megismételhető. Ez mindenkor a termék kívánt tisztasági fokától függ. Az oldatból az indiumot pL elektrolízissel titán katódra választjuk te, melynek során anódként bármely passzív anódot használhatunk. Jobb minőségű indium tennék állítható elő, ha az előző oldatból az indiumot cementálással választjuk ki, és öszszeolvasztás után sósavas oldatból eteldrólizálva raffináljuk. A találmány szerinti eljárás előnye, hogy a hárotnalkotós ötvözet mindegyik alkotója értékesíthető formában, nagy tisztaságban nyerhetőki. Az elválasztást lényegében egyetlen technológiai lépésben végezzük, és kizárólag környezetbarát technológiai lépéseket alkalmazunk, elkerüljük a tűzkohászati megoldásokat A találmány szerinti eljárást az alábbiakban részletesen is ismertetjük az ólmot indiumot és ezüstöt tartalmazó forraszanyag hulladék alkotóinak dúsítása és kinyerése kapcsán. 1. példa 340 g Pb. In5.Ag5 összetételű (901% ólom, 51% indium, 5 t% ezüst) forraszanyag hulladékának feldolgozásához 330 cm3 1 mól/1 HBF4 és 0,8 mól/1 Pb (BF4)2 összetételű elektrolitot használunk. Az anódnak kapcsolt ötvözetet szűrővászonból készült zsákba csomagolva helyezzük a cellába. Katódnak saválló acélt vagy ólomlemezt használunk. 0,9 A áramerősséget állítunjk be, az áramsűsűség 43 A/dm2. Az elektrolízis megindításakor ólom-leválás kezdődik a hatódon. Az elektrolízist mindaddig 2
