RECICLADO DE ORO DE RESIDUOS ELECTRONICOS Introduccion
Los residuos electronicos se originan durante la fabricacion de componentes electronicos y tambien cuando los artefactos electronicos se descartan al finalizar su vida util. Este conjunto de materiales es una una importante fuente de metales preciosos que pueden ser recuperados y purificados, no solo por su valor economico sino tambien por razones ambientales, ya que sin tratamiento se convierten en contaminantes toxicos del suelo y el agua. El tratamiento completo de los residuos electronicos tiene asimismo ventajas energeticas, permite un mejor aprovechamiento de la tierra y contribuye a la preservacion de los recursos naturales de acuerdo a Imris y otros[5] . Precio del oro En enero de 2003 el oro habia llegado a $340 la onza o $ 10.93 por gramo. En un residuo electronico que contenga 0.022% en peso esto equivale a $2405 por tonelada. Estadisticas de reciclado
Tabla: Material recuperado durante el reciclado de artefactos electronicos en los EEUU. [Miles de toneladas. Datos del National Safety Council (1999)and Sean Magaan (Noranda,Inc.,Micro Metallics Corp.,oral commun.,1999)] Material 1997 1998 -----------------------------------------Vidrio 11.6 13.2 Plastico 3.7 6.5 Metales Aluminio Acero Cobre
3.9 14.5 4.3
Metales preciosos (oro, paladio, platino, y plata) 0.001
4.5 19.9 4.6
0.001
Otros 3.1 3.6 ---------------------------------------Total 41.1 52.3 ----------------------------------------
Precio del residuo
Como ejemplo de los precios de chatarra electronica podemos citer una licitacion en la que se pagaba 10.99 centavos por libra para mas de 700,000 libras de chatarra de computadora, conteniendo procesadores, monitores, impresoras y otra chatarra electrica y electronica proveniente de la base areea McClellan en California. Un lote de 100,000 libras de chatarra se pago 6.99 centavos por libra el 5 Feb de 1999. = 0.25 bs /kg Costos del reciclado
Una empresa recicladora de oro cobraba en 2003 lo siguiente en dolares estadounidenses: Cargo fijo por lote: Fundicion y ensayo $2.75/lb. ($500.00 minimo) La empresa paga, toma en consignacion o devuelve lo siguiente: Oro 95% , Plata 95% , Cobre 90% Refinacion: Cargo por onza de metal fino Oro $5.00/oz. , Plata $0.40/oz. , Cobre $0.10/lb. Oro $us 0.16 gr =160$us kg // Plata $us 0.13 gr =13 $us Kg // Cobre $us 0.23 Kg ( de aft ) El teimpo entre recepcion del material hasta el pago o entrega del metal es de 8 semanas. Fuente: Mid States Recycling Inc 2003. Composicion general del residuo
Una tonelada de placas electronicas contiene entre 80 y 1,500 g de oro y entre 160 y 210 kg de cobre (Veldhuizen and Sippel,1994)
Tabla: Concentracion de analito en residuo de chatarra electronica molida. Metodo usado AES-ICP/ [6] Ag (Wt %) Au (Wt %) 0,034
Cu (Wt %)
0,022
26,32
Composicion tipica de componentes Transistor
TO50 (4) Peso total approx. 124 mg Molde (62.7%)
Pt (mg/kg), 3,31
Pd (mg/kg) 223
71.4% SiO 2 26.0% Resina epoxi 1.6% Sb 1.0% Br Trazas de N, Fe, C, Cl
Patas estañadas(37.3%) 89.7%cobre 5.4% plata 2.4% hierro 2.1% estaño 0.1% fosforo 0.2% plomo 0.1% zinc
Chip de silicio (< 0.1%) 91.0% silicio 6.5% oro, 0.3% SiO 2, 0.7% Si 3 N 4, 0.3% tungsteno, 0.2% titanio, Trazas de Pt, As, B, P, (dopant),
Cable de union (< 0.1%) 99.99% gold
Transistor SMT
SOT343 Molde (57.1%) 71.4%SiO 2, 26.0%resina epoxi 1.6% Sb 1.0% Br Trazas de N, Fe, C, Cl
Patas estañadas (38.7%) 85.1%cobre 9.7% plata 2.9% estaño 0.9% niquel, 0.6% cromo 0.5% titanio 0.3% plomo
chip de silicio (3.9%) 97.9%silicio, 1.5% oro, 0.3% SiO 2, 0.3% aluminio Trazas de Sb, Si 3 N 4 As, B, P (dopante)
Cable de union (< 0.3%) 99.99% oro
Microprocesadores
Ciertos modelos de micropocesadores contienen un elevado porcentaje de oro debido a que poseen gran cantidad de contactos banados en oro. A manera ilustrativa un precio tipico por cantidad en el mercado de reciclado electronico era de alrededor de 60 dolares por Kg de microprocesadores 386/486 en Diciembre de 2002. Metodos de recuperacion de oro, usando dibutil carbitol Tecnica de laboratorio
Morris y Khan: El oro ses extre de una solucion de agua regia conteniendo otros iones metalicos. El agente de esxtraccion es dibutil carbitol (dietilen glicol dibutil eter) CAS 112-73-2 . El oro se recupero del extracto por ebullicion con acido oxalico acuoso. El oro contenia 60-70 ppm de impurezas . Hill y Lear: 1-Purificacion inicial para disolver metales bases con acido nitrico. Se obtiene un suspension de hoja de oro en una solucion de nitrato del metal base. Por filtrado se separa la hoja de oro, que contienen impurezas no disueltas y sales de metales insolubles tal como Oxido de Zinc (IV) y cloruro de plomo.
2-El residuo seco del paso 1 se disuelve en una cantidad minima de agua regia. El agua regia luego se diluye con cuatro volumenes de agua y se filtra si quedan materiales sin disolver. 3-La solucion clara y diluida de agua regia se somete a extraccion dos veces con dibutil carbitol. La cantidad de extractante no es de gran importancia, 10 ml es suficiente para 600 mg de oro. El extracto se lava con acido clorhidrico diluido (1 mol) usando un volumen igual al del extracto. 4-El oro se precipita agitando el extracto con una solucion de ozalato de potasio en agua. El volumen de la capa acuosa debe ser mayor que el volumen del extracto. Con 1g de oxalato de potasio se recuperaron 0.6 g de oro. 5-El olvo de oro se filtra usando papel de filtro fino. El residuo se enjuaga con acetona, se seca y luego el oro se funde en un crisol con un soplete de gas/oxigeno usando carbonato de potasio como fundente. El crisol y el producto se limpian del fundente mediante acido clorhidrico diluido. La reduccion de oro con acido oxalico diluido a temperatura ambiente es un proceso lento que toma hasta 2 dias para la recuperacion del oro. El oro tiene una gran pureza (<2ppm de impurezas), pero es innecesariamente lento. Pruebas con nueve materiales (borohidruro de sodio, acido oxalico, oxalato de potasio,
clorohidrato de hidroxilamina, acido ascorbico, ascorbato de potasio, acido formico y formiato de sodio) determinaron que el oxalato de potasio como reductor es el mejor . El oro se recupera con agitacion a temperatura ambiente de un dia para otro. Con 1 gramo de oxalato se recuperan 635 mg de oro. El contenido de impurezas en el oro recuperado en ppm fue 0.21 de Zn,
<0.06 de Co,
0.16 de Fe,
0.09 Pb,
0.21 Cu,
0.04 Ni.
El acido ascorbico es rapido actuando en 1-2 horas. Un gramo de acido ascorbico recupera 785 mg de oro con alrededor de 3ppm de impurezas, de las cuales la principal es el cobre con 2.4 ppm. Usando este proceso se partio de 198 g de conectores de motherboards de computadoras obteniendo 19 g de filtrado (oro con bronce, SnO2, PbCl2). El metal crudo se disolvio en 100 ml de agua regia. El oro se sometio a extraccion con tres porciones de 30 ml de dibutil carbitol, luego se redujo con 5 g de oxalato de potasio para obtener 1.98 g de oro luego de la fusion. El metal no se analizo. Proceso industrial:
1- Lixiviacion oxidativa, convierte el oro crudo metalico o oro (I) en una solucion de cloruro de oro (III) 2- La extraccion con solvente transfiere el oro (III) como acio cloroaurico de la fase acuosa a la fase organica de dibutil carbitol. 3- un lavado con HCL remueve otras impurezas metalicas. 4-Se efectua la reduccion de oro (III) a oro metalico mediante un agente reductor. 5- El dibutil carbitol se recicla con un minimo de procesamiento.
Propiedades del dibutil carbitol
MSDS Name: Diethylene glycol dibutyl ether, 99+% Sinonimos: Bis(2-butoxyethyl)ether; Butyl diglyme; 2,2'-Dibutoxyethyl ether; Dibutyl carbitol; 5,8,11-Trioxapentadecane. | CAS# | Chemical Name | % | EINECS# | | 112-73-2 |Diethylene glycol dibutyl ether | > 99 | 204-001-9 | Bibliografia
1. Folleto,"The constituents of Semiconductor Components",Vishay Telefunken, Germany. 2. Sharmipal Kaur,"There's gold in that old pc... ",The Straits Times, May 26, 2001.
3. M. A. Elías C., J. Pérez, F. Carrillo R., E. Palacios B., F. J. Juárez I., 4. G. Lozano B., M. Hernández V.,"Gold Purification with Solvent Extraction",Proceedings of the V. International Conference METALLURGY, REFRACTORIES AND ENVIRONMENT, Stará Lesná, May 13-17, 2002 5. Ivan Imriš and Alexandra Klenovèanová,"Possibility of Electronic Scrap Recycling in Slovakia",Proceedings of the V. International Conference METALLURGY, REFRACTORIES AND ENVIRONMENT, Stará Lesná, May 13-17, 2002 6. Dana Krištofová, Eva Tu èková,"Ecological Standpoints of Electro-waste Recycling",Proceedings of the V. International Conference METALLURGY, REFRACTORIES AND ENVIRONMENT, Stará Lesná, May 13-17, 2002 7. James W. Hill, Tommy A. Lear, "Recovery of Gold from Electronic Scrap", Journal of Chemical Education, 1988, 65, 802. 8. Foust, Donald F.," Recovery of silver and cobalt from laboratory wastes.", 1984, 61, 924 9. Fact Sheet FS-060-01, "Obsolete Computers,“Gold Mine,” or High--Tech Trash?,Resource Recovery from Recycling",U.S.Geological Survey,July 2001. 10. Veldhuizen,Hennie,and Sippel,Bob,1994,Mining discarded electronics:UNEP Industry and Environment,v.17,no.3 –4, July –September,p.7 –11.
