Dobre praktyki CP: 90. Recykling złota z odpadowych kąpieli po złoceniu obwodów drukowanych (Instytut Tele- i Radiotechniczny)

Koszt wdrożenia: Niski, w przypadku posiadania elektrolizera (nie licząc kosztów robocizny).
W przypadku konieczności zakupu elektrolizera: cena zależy od wymaganej wydajności (ilości odzyskiwanego złota w jednostce czasu (np. dla odzysku ok. 0.1 kg Au na rok, wystarczy elektrolizer za ok. 1 000 zł

Opis problemu:

Podczas produkcji obwodów drukowanych emitowane są do środowiska wodnego metale ciężkie takie jak cyna, miedź, pallad, srebro i złoto, występujące często w formie rozpuszczalnych w wodze związków kompleksowych (zużyte kąpiele – odpady niebezpieczne). W praktyce przemysłowej zanieczyszczenia zwykle wprowadza się do ścieków i neutralizuje łącznie z innymi zanieczyszczeniami. Neutralizacja polega na wytrącaniu metali metodami chemicznymi w postaci nierozpuszczalnych w wodzie związków (siarczków, wodorotlenków, tlenków). Powstałe osady traktuje się jako odpad i kieruje do składowania lub odzysku materiałowego do podmiotów zewnętrznych. Usługę przetwarzania i odzysku uważa się za nieopłacalną, stanowi ona koszt wytwórcy płytek obwodów drukowanych.
Rozważono możliwość zmniejszenia ilości i toksyczności zużytych kąpieli oraz zaoszczędzenia zawartych w nich materiałów. Na podstawie analiz chemicznych odpadów ITR stwierdzono, że zawierają one m.in. ok. 0,2 g złota na litr. Postanowiono skupić się w szczególności na odzysku tego właśnie pierwiastka.

Zastosowane rozwiązanie: 

 

Celem podjętych działań był odzysk złota z odpadów powstających po złoceniu płytek obwodów drukowanych.
W celu porównania różnych możliwych do zastosowania technik odzysku złota, przeanalizowano: redukcję cynkiem, redukcję alunem amonożelazowym Fe(II), redukcję hydroksyloaminą, redukcję kwasem askorbinowym oraz elektrolizę.
Wariant z kwasem askorbinowym został odrzucony na wczesnym etapie badań, z powodu złej jakości procesu i jego znikomej wydajności. Dla pozostałych została przeprowadzona analiza finansowa, biorąca pod uwagę koszty materiałów, energii, robocizny, utylizacji odpadów, amortyzacji aparatury oraz oszczędności z odzyskanego materiału.
W analizie ekonomicznej, w przypadku Instytutu Tele- i Radiotecznicznego (ITR), najlepiej wypadła metoda elektrolityczna, która jako jedyna dała widoczny zysk. W przypadku maksymalnego zużycia cyjanozłocinu w ITR (w roku realizacji niniejszego projektu - 2018 r. -  było to ok. 130 g Au/rok) zysk oszacowano na ok. 8000 zł. Wyliczono też minimalne zużycie, dla którego odzysk był opłacalny: ok. 5 g Au/rok.

Oprócz rozwiązania bieżącego problemu Instytutu, projekt miał także szerszy wymiar aplikacyjny dla przedsiębiorstw prowadzących instalacje do chemicznej i elektrochemicznej obróbki powierzchni, dążących do ograniczania ilości zanieczyszczeń wprowadzanych do sieci kanalizacyjne, przy jednoczesnym odzyskiwaniu cennych materiałów.

W przypadku pytań dotyczących szczegółów procesu elektrolizy w powyższym procesie, informacji udziela Ekspert Czystszej Produkcji z ITR - p. Jerzy Lenik: jerzy.lenik@itr.org.pl