Extracción de elementos económicamente valiosos desde Printed Circuits Boards

Abstract

En el contexto productivo del país, el cobre juega un rol fundamental para la economía, En 2016 Cochilco reporto que se consumen más 22.5 miles de toneladas de cobre refinado en el mundo, lo que nos influye de manera directa siendo productores y exportadores de dicho metal. Por lo tanto es relevante estudiar otras fuentes desde donde obtener cobre y metales desde otras fuentes no convencionales.

El objetivo de este trabajo es identificar un método (configuración) a nivel de laboratorio para recuperar metales económicamente valiosos como oro, plata, cobre entre otros des Printed Circuits Boards (PBC’s), a través de de técnicas de lixiviación.

La metodología para llevar a cabo la investigación consistió en una etapa de reducción de tamaño de los PCB’s en molino pulverizador en conjunto con un chancador primario de laboratorio para conseguir material fino para conseguir una correcta liberación todo esto después analizado bajo los modelos de Gaudin-Schuman y Rosin-Rammler. Posterior a la etapa de reducción de tamaño se procede a lixviar bajo dos medios de estudio uno con HCl y H2O2 y el otro con Agua Regia , con esto se consigue estudiar la cinética de las reacciones, Modelar bajo el Modelo de Núcleo Sin Reaccionar (NSR) y estudiar las posibles configuraciones que Favorecerían la extracción.

Los resultados indican que la lixiviación con Agua Regia sobre PCB’s es 1h más rápida que la lixiviación con HCl y H2O2 para alcanzar el máximo de extracción (40 % y 35 %, respectivamente con 5g de PCB’s previamente molido). El volumen óptimo para lixiviar PCB’s con HCl y H2O2 fue una relación 2:1, mientras que con Agua Regia se obtuvieron las mejores recuperaciones de cobre (34 %, 32 % y 34 %) con volúmenes de 75 mL, 100 mL y 125 mL, respectivamente con 5g de PCB’s previamente molido. Se determinó que la temperatura no afecta la recuperación de cobre, incluso la reduce en un 4 %. Además, la extracción de oro y plata desde procesadores es viable con Agua Regia. De los 10 procesadores lixiviados, el procesador 4 presentó una concentración de 7.44 mg/L de oro, lo que representa el mayorporcentaje recuperado en las PCB, equivalente al 0.43 % del contenido total.

Por lo tanto, se concluye que la lixiviación utilizando tanto Agua Regia como la mezcla de HCl y H2O2 es viable para la extracción de metales valiosos desde PCB’s, mostrando tiempos y rendimientos satisfactorios en ambos casos. La integración de las configuraciones óptimas previamente mencionadas permite maximizar la eficiencia de cada proceso.

Por último se recomienda estudiar un posible escalamiento a nivel industrial que permita desarrollar un plan de extracción económicamente viable para cobre desde PCB’s.

In the productive context of the country, copper plays a fundamental role in the economy. In 2016, Cochilco reported that over 22.5 thousand tons of refined copper were consumed worldwide, which directly impacts us as producers and exporters of this metal. Therefore, it is relevant to explore alternative sources for obtaining copper and other metals from nonconventional sources. The objective of this work is to identify a method (configuration) at the laboratory level for recovering economically valuable metals such as gold, silver, and copper, among others, from Printed Circuit Boards (PCB’s), through leaching techniques. The methodology for carrying out the research involved a size reduction stage for the PCB’s using a pulverizing mill along with a laboratory primary crusher to obtain fine material for proper liberation, which was then analyzed under the Gaudin-Schuhman and Rosin-Rammler models. After the size reduction stage, leaching was conducted using two study media: one with HCl and H2O2 and the other with Aqua Regia, allowing the study of the reaction kinetics, modeling using the Unreacted Shrinking Core Model (NSR), and analyzing the configurations that would favor metal extraction. The results indicate that leaching with Aqua Regia on PCB’s is 1 hour faster than leaching with HCl and H2O2 to achieve maximum extraction (40 % and 35 %, respectively with 5g of previously ground PCBs). The optimal volume for leaching PCB’s with HCl and H2O2 was a 2:1 ratio, while with Aqua Regia, the best copper recoveries (34 %, 32 %, and 34 %) were obtained with volumes of 75 mL, 100 mL, and 125 mL, respectively with 5g of previously ground PCB. It was determined that temperature does not significantly affect copper recovery and can even reduce it by 4 %. Additionally, the extraction of gold and silver from processors is feasible with Aqua Regia. Of the 10 leached processors, processor 4 presented a concentration of 7.44 mg/L of gold, which represents the highest percentage recovered in the PCBs, equivalent to 0.43 % of the total content. Therefore, it is concluded that leaching using both Aqua Regia and the HCl and H2O2 mixture is viable for extracting valuable metals from PCB’s, showing satisfactory times and yields in both cases. The integration of the previously mentioned optimal configurations allows for maximizing the efficiency of each process. Finally, it is recommended to study the possibility of scaling this process to an industrial level, enabling the development of an economically viable extraction plan for copper from PCB’s.