Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка комплекса технологий и опытно-промышленных образцов установок для регенерации медно-аммиачных растворов травления и обезвреживания промывных вод производств электронной техники

Номер контракта: 14.577.21.0174

Руководитель: Колесников Владимир Александрович

Должность руководителя: Ректор РХТУ им. Д.И. Менделеева

Докладчик: Губин Александр Фёдорович, в.н.с РХТУ им. Д.И. Менделеева

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
печатные платы, электронная техника, травление, аммиачные растворы, экстракция, электролиз, электорфлотация, экстрагент, бета-дикетон, медь, редкоземельные металлы, техногенные отходы.

Цель проекта:
Научно-техническая задача, подлежащая решению в ходе выполнения работы –разработка комплекса технологий, опытно-промышленных образцов установок и нового высокоэффективного экстрагента-переносчика для проведения процессов регенерации медно-аммиачных растворов травления печатных плат и обезвреживания промывных вод производств электронной техники с возвратом в оборот меди и медно-аммиачных растворов травления методами экстракции, электролиза и электрофлотации. Цель проекта: 1. Разработка средств и методов, обеспечивающих предотвращение образования техногенных отходов и их накоплений в производствах печатных плат, получаемых по методу медно-аммиачного травления. 2. Создание научно-технического задела, комплекса экстракционных и электрохимических технологий, установок для регенерации растворов травления и обезвреживания промывных вод. 3. Разработка экстрагента-переносчика для селективного извлечения меди из медно-аммиачных растворов.

Основные планируемые результаты проекта:
Будут разработаны:
-технология экстракции меди из раствора травления, аммиачной промывки и промывной воды оригинальным органическим экстрагентом;
-технология доочистки промывных вод методом электрофлотации;
-технология реэкстракции меди из органической фазы в сернокислый электролит;
-технология электровыделения меди из реэкстрагирующих растворов;
- аппаратурно-технологическая схема установки регенерации растворов травления и очистки промывных вод;
-эскизная конструкторская документация на нестандартизированные оригинальные аппараты;
-экстрагент переносчик для осуществления процесса извлечения ионов меди из аммиачных растворов;
-будут созданы экспериментальные образцы установок.
Основные характеристики планируемых результатов:
- будет разработан эффективный катионообменник-экстрагент класса бета-дикетонов оригинального, неописанного в литературе строения;
- использование нового экстрагента позволит сократить время контакта фаз, уменьшить количество единовременно используемого экстрагента, и, тем самым, сократить затраты потребителя на дорогостоящую продукцию;
- будет создана конкурентоспособная технология, применимая как для целей переработки медно-аммиачных концентратов, так и для разбавленных промывных вод, жидких техногенных отходов, содержащих медь и другие металлы;
- будет разработан и испытан новый тип экстракционного и электрофлотационного оборудования, обеспечивающий выделение меди из жидких отходов в виде конечного продукта – катодного осадка, а так же выделение из промывных вод ценного компонента – редкоземельных металлов.


Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
1. Новый экстрагент; экстракционно-электрохимическое и электрофлотационное оборудование; технологические схемы проведения процессов экстракции, электролиза и электрофлотации; технологические регламенты. Благодаря выполнению проекта будет обеспечена ликвидация медно- аммиачных техногенных отходов на всех стадиях производства печатных плат, будет разработана высокоэффективное технологическое оборудование, будет разработан и применен новый экстрагент. Разработка позволит обеспечить импортозамещение в высокотехнологичном производстве печатных плат.
2.Научная новизна заключается в разработке комплекса научных и технических решений, обеспечивающих предотвращение образования техногенных отходов на всех стадиях производства ( травления, аммиачной и водной промывок) и разработке оригинальных методов, конструкций аппаратов и применяемых веществ.
3. Отечественная разработка позволит исключить образование медьсодержащих отходов производства печатных плат от всех источников выноса (травление, аммиачная промывка, водная промывка), что выгодно отличает её от наиболее близкой технологий «Mecer» фирмы « Sigma Metallextraction AB» (Швеция), поскольку в ней не предусмотрена регенерация аммиачной промывки и нет доочистки сточных вод.
Выполненные работы позволят отказаться от закупок дорогостоящей импортной технологии .
Будет разработан новый экстрагент, обладающий высокими скоростями процессов экстракции и реэкстракции, что позволит примененить его в экстракционном оборудовании разного вида, в том числе центробежного и мембранного типов, а также в технологии «Mecer».
Это выгодно отличает его от зарубежного реагента марки «LIX 54-100» производства «Cognis Corporation» (США), применение которого возможно только в экстракторах ящично-отстойного типа. Кроме того, ожидается, что отечественный экстрагент сохранит свою работоспособность в течение нескольких лет эксплуатации , что намного превосходит зарубежный аналог, у которого работоспособность сохраняется в течение двух месяцев эксплуатации.
Разработка позволит отказаться от закупок дорогостоящего экстрагента «LIX 54-100» для комплектации как разрабатываемых установок так и существующих систем «Mecer».
4. Для решения поставленных задач предполагается использовать несколько основных подходов.
а. Необходимо разработать эффективный катионообменник-экстрагент, для чего предполагается исследовать экстракционные свойства ряда органических соединений, в том числе бета-дикетонов оригинального, неописанного в литературе строения.
б. Применить метод мембранной экстракции. В этом случае экстрагент является не накопителем ионов меди, а только их переносчиком, что позволяет сократить время контакта фаз. Кроме того, этот приём позволяет уменьшить количество единовременно используемого экстрагента, и, тем самым, сократить затраты потребителя на дорогостоящую продукцию.
в. Отработать технологию электровыделения меди на катодах электролизёра после обогащения ею электролита.
г. Отработать технологию электрофлотационного выделения и разделения меди редкоземельных элементов из промывных вод.
д. Отработать технологию электрофлотационной очистки промывных вод от ионов тяжёлых металлов (хром, свинец, олово, железо и др) и фоторезиста СПФЩ.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Области применения:
-производство печатных плат и электронной техники для различных отраслей промышленности (ВПК, атомная энергетика, авиастроение, судостроение, производство средств связи, навигации и др.);
-производители искусственного волокна по медно-аммиачной технологии;
-горно-обогатительные и металлургические предприятия;
-наиболее перспективным следует считать применение полученных данных, разрабатываемых установок, экстрагента для перевооружения -предприятий электронного профиля, участия в программе импортозамещения.
2. Перспективы использования:
-замена расходного материала- экстрагента- LIX 54-100 на разрабатываемый экстрагент на 10 предприятиях России;
- участие в программе перевооружения предприятий электронного профиля.
3. Планируется улучшение качества печатных плат за счет поддержания высокого значения скорости травления и снижения степени бокового подтравливания.Разработка позволит снизить нагрузку на работу очистных сооружений промышленных предприятий.
4. Планируется провести работы по выводу разрабатываемой продукции на международный рынок.

Текущие результаты проекта:
В 2015 году проведены работы по выбору направления исследований.
1. Проанализировано 215 источников научно технической и методической литературы.
2. Проведена систематизация 128 охранных документов на изобретения по разработке селективного экстракционно-электрохимического извлечения и концентрирования меди в виде катодного осадка при переработке медно-аммиачных растворов травления печатных плат.
3. Показана перспективность и целесообразность применения экстракционных и электрофлотационных методов для комплексного и селективного экстракционно-электрохимического извлечения и концентрирования меди при переработке медно-аммиачных растворов травления печатных плат и аммиачного выщелачивания отходов металлургических производств.
4. Изучены электронные ресурсы, установлены аналоги проводимой разработки.