Kuparin selektiivinen talteenotto piirilevystä

Abstract

Tutkielman kirjallisessa osassa tutustutaan yleisesti tunnettuun metalliin kupariin, sen ominaisuuksiin ja käyttökohteisiin. Kupari on merkittävässä roolissa sähkö- ja elektroniikkalaitteiden piirilevyissä, sillä jopa 30 % piirilevyn sisältämästä metallista on kuparia. Kasvava sähkö- ja elektroniikkajätteiden määrä sekä raaka-aineiden kysyntä ovat lisänneet kiinnostusta piirilevyjen asianmukaiseen kierrätykseen ja käyttöön sekundäärisenä raaka-ainelähteenä. Piirilevyjen rakenteeseen ja kierrätysprosessiin tutustutaan käsittelemällä prosessin eri vaiheet, esikäsittelystä talteenottomenetelmiin.

Kokeellisessa osassa tutkittiin kahden eri liuoksen (17 ja 22) mahdollisuuksia kuparin selektiiviseen uuttamiseen piirilevyjätteestä sekä elektrolyysin käyttömahdollisuuksia kuparin talteenottoon liuoksista. Liuos 17 koostui ammoniumoksalaatista, sitruunahaposta ja vetyperoksidista ja liuos 22 vastaavasti ammoniumoksalaatista, EDTA:n dinatriumsuolasta ja vetyperoksidista. Liuosta 17 käytetään tykin piipun puhdistamiseen kuparijäämistä, minkä vuoksi haluttiin tutkia sen soveltuvuutta piirilevyjätteelle. Liuos 22 valittiin sen osoittamien aiempien kuparin liuotus-ominaisuuksien vuoksi. Liuotusolosuhteita optimoitiin tutkimalla liuotusajan, vetyperoksidipitoisuuden ja kiinteä-nestesuhteen vaikutusta liukenemiseen ja tuloksia verrattiin kuningasvesi- ja rikkihappoliuotuksiin. Tutkimuksessa optimoiduilla liuotusolosuhteilla saavutettiin kuningasvesiliuotukseen verrattuna 25 %:n kuparipitoisuus liuokselle 17 ja 15 %:n liuokselle 22. Elektrolyysin nopeutta sekä virranmäärää optimoitiin pH:n, suolalisäyksen ja lämmityksen avulla. Optimoiduilla olosuhteilla kuparin elektrolyyttiseksi saannoksi saavutettiin 85 % ja kupari sisälsi vain hyvin vähän epäpuhtauksia.