DD279904A1 - Verfahren zur rueckgewinnung von edelmetallen - Google Patents

Abstract

Das Verfahren beinhaltet die Rueckgewinnung der Edelmetalle Gold, Silber und Palladium, die als Einzelschicht, Schichtkombination oder Legierungsschicht auf Teilen, insbesondere auf Bauelementen der Mikroelektronik (integrierte Halbleiterschaltkreise) aufgetragen sind, wobei die Teile einen hohen Keramik- und/oder Plastanteil aufweisen. Die Rueckgewinnung erfolgt auf elektrochemischem Wege, indem die Teile gemeinsam mit metallischen Stromuebertraegern in einem Elektrolyten auf Basis eines Alkalijodides als Schuettgut bewegt und anodisch behandelt werden. Als Stromuebertraeger dienen sperrige Materialien geringer Schuettdichte, wie Traegerstreifenabfall, Drahtabschnitte, in einer Menge von mindestens 50% Masseanteil, bezogen auf die zu behandelnden Teile. Das Edelmetallausbringen betraegt 96% in einem Katodenschlamm, der direkt den Stufen der Endraffination der Edelmetalle zugefuehrt werden kann. Das Verfahren ist einfach und in ueblichen Ausruestungen (Galvanisiertrommeln) durchfuehrbar.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung von Gold, Silber und Palladium von Teilen, die mit Edelmetall beschichtete Träger aus Uned^lmetall und einen hohen Keramik- und/oder Plastanteil aufweisen, wie Bauelemente der Elektrotechnik/Elektronik/Mikrclektronik.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bauelemente der Elektronik/Mikroelektronik bestehen in zunehmendem Maße aus einem metallischen Anteil, das sind insbesondere Stanzteile aus Werkstoffen auf Basis </on Eise' oder Kupferlegierungen, und einem im allgemeinen hohen nichtmetallischen Anteil, der überwiegend aus Keramik- und/oder Plastwerkstoffen besteht. Die metallischen Anteile können aus funktioneilen Gründen total oder selektiv mit Edelmetall beschichtet sein.

Zwecks Rückgewinnung der wertvollen Edelmetalle ist es von allgemeinem Interesse, sowohl Abfälle der Bauelementeproduktion als auch verbrauchte Bauelemente dem Recycling zuzuführen. Dabei sind aus ökonomischen Gründen von speziellem Interesse solche Verfahren, die ein hohes Edelmetallausbringen gewährleisten, ohne daß wesentliche Mengen der das Bauelement bildenden metallischen oder nichtmetallischen übrigen Anteile mit aufgelöst werden.

Gemäß DD-PS 93683 sind Gold-, Silber- und Palladiumschichten von Kupfer- oder Eisenwerkstoffen durch anodische Auflösung abtragbar, indem ein alkalischer Kaliumjodid-Elektrolyt verwendet wird.

Das Verfahren ist nur zum Abtragen von Edelmetallschichten von ausschließlich metallischem Material vorgesehen und eignet sich nicht für die Aufarbeitung von Teilen, die aus einem Metall-Nichtmetall-Verbund Destehen, wie integrierte Halbleiterschaltkreise.

Es ist bekannt, Edelmetallschichten von metallischen oder nichtmetallischen Unterlagen auf chemischem Wege zu lösen.

Gemäß DD-PS 262333 wird eine Behandlungslösung zum Abtragen von Gold-, Silber- oder Palladiumschichten auf Basis eines wasserlöslichen Cyanids und eines Nitrobenzoesäure-Derivats vorgeschlagen, die großmolekulare Farbstoffe, Alkali- oder Ammoniumheiogenid und Komplexbildner enthält.

Die Behandlungslösung beinhaltet erhebliche Mangen hochtoxischen Cyanide, wodurch hohe Aufwendungen für Arbeitsschutz und Umweltschutz hinsichtlich Luft- und Abwasserbehandlung erforderlich sind. Die Behandlungslösung erfordert auch teure Reagenzien und besitzt eine relativ komplizierte Zusammensetzung. Dadurch ist eine großtechnische Anwendung aus ökonomischen Gründen in Frage gestellt.

Außerdem werden durch notwendige weitere Verfahrensschritte zur Abtrennung des Edelmetalls aus der Lösung Edelmetall verzettelt und das Ausbringen nachteilig beeinflußt.

Gemäß DD-PS 151.634 wird Gold, insbesondere von Porzellanbruch, mittels einer wäßrigen Lösung von Thioharnstoff, Oxydationsmittel und Schwefelsäure gelöst und in eine Komplexverbindung überführt, aus der Gold durch Zementation und/ oder Einsatz eines Ionenaustauschers gewonnen wird.

Das Verfahren ist speziell zur Rückgewinnung von Gold aus dünnen Schichten auf nichtmetallischen Trägermaterialien geeignet.

Vorhandene metallische Anteile im aufzuarbeitenden Material werden mitgelöst und führen zum übermäßigen Verbrauch an Lösungsmittel, zu einer mit übrigen Metallen verunreinigten goldhaltigen Lösung und damit zur Verzettelung und zu Verlusten an Edelmetall.

Nach US-PS 3.495.976 wird eine Goldschicht von einer Unterlage aus einem NE-Metall oder seltenen Metall oder deren Legierung mittels einer wäßrigen Lösur,^ von Kaliumiodid und freiem Jod gelöst.

Das Verfahren ermöglicht keire Rückgewinnung von Palladium, erfordert große Mengen an Chemikalien und zeigt starke Abhängigkeit des Lösevermögens vom Jodgehalt der Lösung. Die erhaltenen Lösungen enthalten erhebliche Mengen an mitgelösten Metallen des Unterlagewerkstoffes und erfordern aufwendige Maßnahmen zur Ausgewinnung des Goldes zur Rezirkulation des Jodinhaltes.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu entwickeln zur Rückgewinnung von Gold, Silber und Palladium, die als Einzelschicht, Schichtkombination oder Legierung auf einem Träger aus Unedelmetall aufgebracht sind, von Teilen, die neben einem metallischen Anteil einen hohen Keramik- und/oder Plastanteil aufweisen, wobei ein hohes Edelmetallausbringen zu erreichen ist, übrige metallische und nichtmetallische Anteile nicht angegriffen, die Anwendung toxischer Stoffe vermieden und der Aufwand für Hilfsstoffe und für die technologische und apparative Ausgestaltung des Verfahrens gering gehalten werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das die Rückgewinnung von Gold, Silber und Palladium gewährleistet, die als Einzelschicht, Schichtkombination oder Legierung auf einem Unedelmetallträger aufgetragen sind, der in Verbindung mit einem hohen Keramik- und/oder Plastanteil ein Teil bildet, wie es insbesondere als Bauelement in der Elektrotechnik/Elektronik/Mikroelektronik eingesetzt ist, indem die Edelmetallrückgewinnung auf elektrochemischem Wege erfolgt.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß Teile, die einen mit Gold, Silber und/oder Palladium beschichteten Träger aus einem Unedelmetall sowie einen hohen Anteil an Keramik und/oder Plast aufweisen, erfindungsgemäß gemeinsam mit einer Mindestmenge an metallischen Stromüberträgern in einem Elektrolyten auf Basis eines Alkalijodids als Schüttgut bewegt und anodisch behandelt werden.

Der Anteil an Stromüberträgern sollte mindestens 50% der Masse betragen, die die keramik- und/oder plasthaltigen, edelmetallhaltigen Teile ausmacht. Als Stromüberträger sind bevorzugt sperrige Materialien mit geringer Schüttdichte, wie Trägerstreifenabfälle, Stanzabfälle, Drahtabschnitte, geeignet. Es ist vorteilhaft, wenn die elektrische Leitfähigkeit des Materials, aus dem die Stromüberträger bestehen, niedriger oder gleich ist, bezogen auf die Leitfähigkeit des Materials, aus dem die mit Edelmetall beschichteten metallischen Träger der Keramik und/oder plasthaltigen Teile bestehen, d. h. wenn sie aus dem gleichen oder einem ähnlichen Werkstoff bestehen. Als vorteilhaft haben sich Stanzabfälle aus einer Fe-, Fe-Ni- oder Fe-Ni-Co-Legierung erwiesen. Es ist möglich und zweckmäßig, als Stromüberträger ein Schrottmaterial einzusetzen, welches selbst mit Gold, Silber und/oder Palladium beschichtet ist. Diese Schichten werden gleichzeitig während der elektrolytischen Behandlung entfernt. Als Elektrolyt dient vorzugsweise eine wäßrige Lösung, deren Gehalt an Alkalijodid 115 bis 190g Jod/l entspricht und deren Alkalität im Bereich von 0,1 bis 1,0mol OH~/I liegt. Das Verfahren gewährleistet die vollständige Rückgewinnung von Gold-, Silber und Palladium, die als Einzelschicht, Schichtkombination oder Legierungsschicht auf einem Träger aus Unedelmetall aufgetragen sind und der in Verbindung mit einem hohen Keramik- und/oder Plastanteil Teile bildet, wie sie beispielsweise in Form von integrierten Halbleiterschaltkreisen oder speziellen Leiterplatten üblich sind. Es wird ein hohes Edelmetallausbringen von über 96 Ό direkt im Katodenschlamm erreicht, der unmittelbar der bekannten Endraffination zur Gewinnung der Edelmetalle als Feinmetall zugeführt werden kann. Das Verfahren ist mit üblichen, im allgemeinen in Galvanikanlagen vorhandenen Ausrüstungen, vorzugsweise in Galvanisiertrommeln, durchführbar. Der Elektrolyt ist nicht toxisch, greift übrige metallische und nichtmetallische Anteile nicht an und hat in Verbindung mit einer einfachen Regänererbarkeit mittels Ca(OH)₂ eine unbegrenzte Standzeit

Das Verfahren ist prinzipiell auch mit anderen, zum anodischen Abtragen von Schichten geeigneten Elektrolyten durchführbar.

Ausführungsheispiel

Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen naher erläutert werden.

Beispiel 1:

Integrierte Halbleiterschaltkreise, die aus fehlerhafter Produktion und aus Amortisationsschrott stammen, deren funktionell Anschlüsse bekanntermaßen vergoldet sind und deren Gehäuse vorwiegend aus keramischem Material bestehen, wurden in einer Menge vo 141 g (Goldinhalt 35g) gemeinsam mit 4kg metallischen Stanzabfällen, die aus der Fertigung von

Halbleiterschaltkreisen stammen und die ebenfalls ve rgoldet sind (Goldinhalt 120g), in einer üblichen 50-l-Galvanisiertrommel anodisch geschaltet. Als Elektrolyt dient eine wäßrige Lösung, die 200g/l Kaliumiodid und 0,5mol/IKaiiumhydroxid enthält. Bei einer Elektrolyttemperatur von 20 bis 50°C, einer Stromstärke von 200 bis 250 A wurde nach 10h Elektrolysebetrieb eine nahezu restlose Entgoldung der metallischen Stanzabfälle und auch der keramischen Bauteile erzielt. Das Gesamtausbringen an Gold jetrug 148,8g, das bedeute» 96% vom Vorlaufen. Das Gold wurde als Konzentrat mit 98% Au ausgebracht, das den Endstufen der üblichen Raffination zum Feinmetall zugeführt wird.

Beispiel 2:

2,5kg Plastscheiben, die mit Leiterbahnen aus Kupfer mit Silberdeckschicht (Silberinhalt 50g) beschichtet sind, wurden zusammen mit 5kg vergoldeter metallischer Stanzabfälle (Goldinhalt 150g) als Stromüberträger in einer 50-l-Galvanisiertrommel anodisch geschaltet. Die Behandlung des Materials erfolgte analog Beispiel 1. Von den Plastscheiben und den Stanzabfällen wurden praktisch restlos die Silber- bzw. die Goldschicht entfernt. Das Ausbringen betrug 96,5% bei einer Expositionszeit von 7h. Der katodisch abgeschiedene Edelmetallschlamm wurde der thermischen Raffination zur Gewinnung der Edelmetalle als Feinmetall zugeführt.

Beispiel 3:

2,5 kg Leiterplattenabfall in Form von direkten Steckverbindern mit einer galvanisch aufgetragenen Schichtkombination von Cu/Ni/2pPd/0,2MAu (Inhalt 15g Pd und 2,5g Au) wurden gemeinsam mit 5kg edelmetallfreien Drahtabschnitten, die aus einer FeNi-Legierung bestehen und als Stromüberträger dienten, unter Bedingungen analog Beispiel 1 6h anodisch behandelt. Das Ausbringen an Palladium und Gold im katodisch abgeschiedenen Edelmetallschlamm betrug 97%.

Claims (10)

1. Verfahren zur Rückgewinnung der Edelmetalle Gold, Silber und Palladium, die als Einzelschicht, Schichtkombination oder Legierung auf Teilen, insbesondere auf Bauelementen der Elektrotechnik/Elektronik/Mikroelektronik, aufgetragen sind, wobei die Teile einen mit dem Edelmetall beschichteten Träger aus einem Unedelmetall sowie einen hohen Keramik- und/oder Plastanteil aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Teile gemeinsam mit einer Mindestmenge an metallischen Stromüberträgern in einem Elekiroiyten auf Basis eines Alkalijodids als Schüttgut bewegt und anodisch behandelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an metallischen Stromüberträgern, bezogen auf die Masse der keramisch- und/oder plasthaltigen, edelmetallhaltigen Teile, mindestens 50% Masseanteil beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stromübeiträger sperrige Materialien geringer Schüttdichte verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromüberträger aus Trägerstreifenabfall bestehen.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromüberträger aus Drahtabschnitten bestehen.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Leitfähigkeit des Materials, aus dem die Stromüberträger bestehen, niedriger oder gleich ist. bezogen auf die Leitfähigkeit des Materials, aus dem die metallischen Träger der keramik- und/oder plasthaltigen Teile bestehen.

7. Verfahren nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromüberträger aus dem gleichen oder einem ähnlichen Werkstoff bestehen, wie die metallischen Träger der keramik- und/oder plasthaltigen Teile.

8. Verfahren nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sti omüberträger aus einer F-, Fe-Ni-oder Fe-Ni-Co-Legierung bestehen.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromüberträger bei ihrem Ersteinsatz Gold-, Silber- und/oder Palladiumschichten tragen.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektrolyt verwendet wird, dessen Gehalt an Alkalijoaid 115 bis 190g Jod/l entspricht und dessen Alkalität im Bereich von 0,1 bis ! liegt.