从废弃电子元器件中回收金和铜的工艺方法

文档序号:3279524阅读:1369来源:国知局
专利名称:从废弃电子元器件中回收金和铜的工艺方法
技术领域
本发明涉及电子废弃物的回收利用,特别涉及从废弃电子元器件回收金属的技术。
背景技术
废弃电子元器件主要来源于各种废弃电器电子产品的电路板,随着信息产业的高速发展,电器电子设备的更新换代速度不断加快,废弃电子元器件的废弃量也急剧增长。由于各类电子元器件组成成分复杂,其中既含有可回收利用的金属和非金属资源,也包括一些有毒有害的物质,如果不对其进行合理的回收利用和处理处置,将对环境造成无可估量的损害。废弃电子元器件的回收价值主要体现在回收其中的有价金属上,其中含量最大的是铜,价值最大的是金,铜的含量通常可高达40% 90%,因此把铜分离出来,既是进一步分离提纯金所必需的预处理过程,同时又可以回收铜资源。目前还没有专门针对废弃电子元器件的回收利用成套设备和技术。传统的回收电子废物金属资源的方法主要有机械物理法、火法冶金、生物技术和湿法冶金等四种处理方法。机械物理技术二次污染较轻,但不能将各种金属元素单质完全分离,只能达到富集金属的作用,通常只用作回收金属的辅助手段。火法冶金技术由于环境污染大,而且易使低沸点的金属挥发损失,不符合当今世界经济与环境的发展要求,已逐渐被淘汰。生物技术成本较低,且产生的二次污染小,但浸取时间较长,目前可利用的菌种较少且较难培养,短时间内难以实现产业化。目前常用的从电子废物中回收金的湿法技术有氰化法和硝酸-王水法。氰化法在浸金过程中,会产生大量的含氰污水,给操作人员和周围环境造成极大的危害,并且浸金速度较慢,生产周期长。硝酸-王水法则在分离贱金属的过程中释放大量的氮氧化物,容易产生严重的二次污染。此外,公开号为CN101024864的中国专利申请公开了一种采用硫酸和双氧水从废弃镀金印刷电路板回收金和铜的方法,其采取直接浸泡电路板的方式来剥离金,由于受镀金层的阻碍,铜的溶解速率受到很大的限制,溶解时间延长,而且效果上易造成溶解不完全,使后续分离回收金的工艺复杂化,甚至影响到金的纯度。且该专利申请对溶解下来的铜直接采用结晶法回收硫酸铜,由于含铜溶液中各种金属离子种类繁杂,结晶法回收的硫酸铜纯度受到极大的影响。发明内容为了解决上述现有技术中存在技术问题,本发明提出了一种从废弃弃电子元器件中回收金和铜的工艺方法,其能够经济、高效地从废弃电子元器件中回收金和铜,同时尽量减少对环境和操作人员的危害,且容易实现规模化生产。本发明的技术方案如下:
提出一种从废弃电子元器件中回收金和铜的工艺方法,包括以下步骤,
(I)物理预处理
破碎,将电子元器件破碎至物料粒径小于等于2_ ;
筛分,对破碎后的物料进行筛分,对于粒径小于等于0.074mm的物料进行离心分选,对于粒径大于0.074mm而小于等于2_的物料则进行静电分选,分选后得到金属富集物和非 金属富集物;粉碎,将金属富集物进一步粉碎至粒径为0.074 mm 0.1mm ;
(2)化学预处理
在25V 35°C下,将上述金属富集物投入硫酸和双氧水组成的混合溶液中,固液重量比为1:3至1:6,浸出时间为I h 3h,所述硫酸的浓度为(2飞)mol/L,所述双氧水浓度为27°/Γ35%,硫酸与双氧水的体积比为1:(0.05、.11);上述金属富集物经过化学预处理后经过滤得到含铜溶液和去铜废渣;
(3)回收金
对经过化学预处理后过滤得到的去铜废渣进行金的回收;
(4)回收铜
将化学预处理得到的含铜溶液采用萃取-电积工艺回收铜,萃取剂采用LIX984,稀释剂采用260#溶剂油,萃取段相比0/A=0.8 1.2,反萃段相比0/A=2 3,萃取温度15 30°C,萃取时间3 5min ;反萃液采用浓度为16(Tl90g/L的硫酸溶液,经过反萃后铜离子进入反萃后液,反萃后液加热至3(T35°C,进入电解槽,阴极为不锈钢板,阳极为Pb-Ca-Sn压延合金,电解液为下进上出的循环方式,在直流电的作用下,控制电流密度为15(T250A/m2,电解槽电压2.(Γ2.2V,同极距10(Tl20mm,电解槽温4(T50°C,在电解槽中阳极放出氧气,阴极析出铜。进一步地,所述回收金包括以下步骤:
溶金,将化学预处理后过滤得到的去铜废渣浸泡在王水中溶解过滤,
赶硝,将滤液 置于瓷质或搪玻璃内衬的容器中加热煮沸,同时滴加一定量的盐酸,当从滤液中逸出的气体颜色为无色时,停止加热和滴加盐酸;
还原,将赶硝后的含金贵液在搅拌下滴加到过量的40°C 50°C饱和硫酸亚铁溶液中,搅拌后静置沉降,过滤得到海绵金;
除杂,往所述海绵金中加入盐酸,过滤并用蒸馏水洗涤至中性,再加入稀硝酸,加热搅拌后,将经净化的海绵金用蒸馏水洗涤至溶液呈中性,然后静置、过滤、烘干得到粗金粉;熔炼,取纯碱与粗金粉混合均匀置于坩埚中熔炼得到纯金。再进一步地,所述熔炼包括以下步骤,
取纯碱与粗金粉混合均匀置于坩埚中,上面加盖一层硼砂,将坩埚放入炉中5000C 550°C预热3 5分钟,然后将温度提升到1150°C 1250°C,待金熔化后将坩埚取出,将熔化的金水倒入模具中冷却,即可得到纯金块。再进一步地,所述去铜废渣与王水的体积比为1: (2 3)。与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
废弃电子元器件的回收价值主要体现在铜和金上,其中铜的分离回收是很关键的一步,铜分离得越彻底则在后面回收金的过程中受干扰就会越小,金的纯度也越高。本发明中废电子元器件经过物理预处理高效分离出金属富集物并粉碎至一定粒径后才进行化学预处理溶解回收铜,因而溶铜效率大大提高,且保证了金的回收率和最终纯度在较高水平;
对于铜的回收采用萃取-电积工艺,有效地将铜与其它贱金属分离开来,能得到高纯度的电积铜,提闻了广品的附加值;
本发明在物理预处理、化学预处理和回收铜的工艺环节均可实现自动化连续生产,回收金的工艺环节受到处理量的限制可以进行间歇性操作,总体工艺上易于实现规模化处理,且不会产生二次污染。


图1是废电子元器件回收金和铜工艺路线图。图2是废电子元器件物理预处理流程图。图3是萃取-电积工艺回收铜的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图和优选实施例对本发明作进一步详述。如图1至图3所示,一种从废弃电子元器件回收金和铜的工艺方法,包括以下步骤:
(I)物理预处理
电子元器件经合适的方法拆解下来并确定因功能受损而无法再利用时,用水冲洗掉其上面可能附着的尘土或泥沙后晾干,进行以下物理预处理,见图2。①破碎
根据电子元器件的脆性和韧性情况,脆 性电子元器件采用锤式破碎机冲击破碎,韧性电子元器件采用剪切破碎机进行剪切破碎,破碎后得到的物料粒径不大于2_,否则返回重新破碎;
②筛分
用振动筛或摇床对破碎后的物料进行筛分,对于粒径小于等于0.074mm (200目)的物料进行高强度离心分选,对于粒径大于0.074mm而小于2_的物料则进行静电分选,得到金
属富集物和非金属富集物;
③粉碎
用球磨机将金属富集物进一步粉碎至0.074 mm 0.1mm (200目至150目)。(2)化学预处理
采用硫酸和双氧水处理金属富集物。在25 35°C下,将金属富集物投入硫酸和双氧水组成的混合溶液中,固液比为1:4,浸出时间为2h。所述硫酸的浓度为5mol/L,所述双氧水浓度为30%,硫酸与双氧水的体积比为1:0.1。金属富集物经过化学预处理后经过滤得到含铜溶液和去铜废渣。(3)回收金
①溶金
将化学预处理后过滤得到的去铜废渣浸泡在王水(浓盐酸:浓硝酸体积比3:1现配现用)中,王水的加入量按去铜废渣质量与王水体积比为1:3,加热至微沸状态,金溶解进入溶液。过滤除去不溶性杂质,滤液待用;
②赶硝
将滤液置于瓷质或搪玻璃内衬的容器中加热煮沸,在此过程中以少量多次的方式滴加一定量的盐酸,当从滤液中逸出的气体颜色为无色时,停止加热和滴加盐酸;
③还原
将赶硝后的含金贵液PH值调整至f 2,在搅拌下滴加到过量的50°C饱和硫酸亚铁溶液中,滴加完后继续搅拌2h,静置沉降,过滤得到海绵金;④除杂
用15%的盐酸加入海绵金中,加热搅拌煮沸5分钟,然后小心倾出酸液,如此重复3 5次,直至不呈现黄色为止。过滤,并用蒸馏水洗涤至中性。再用稀硝酸(浓硝酸:水体积比1:1配制)加入海绵金中,加热搅拌煮沸10分钟,然后小心倾出酸液,去除海绵金中残存的少量铜及银,将经净化的海绵金用蒸馏水反复洗涤至溶液呈中性为止,然后静置、过滤、烘干而得粗金粉;
⑤熔炼
将洗净烘干的粗金粉用石墨坩埚进行熔炼。取少量纯碱与粗金粉混合均匀置于坩埚中,上面再盖一层硼砂,硼砂和纯碱在金的熔炼中起助熔和除杂作用。将坩埚放入炉中500°C预热5分钟,然后将温度提升到1250°C,15分钟后将坩埚取出,将熔化的金水倒入模具中冷却,即可得到颜色为金黄色的纯度为99%以上的金块。(4)回收铜
如图3所示,化学预处理得到的含铜溶液采用萃取-电积工艺回收其中的铜。萃取剂采用LIX984,LIX984是体积比为1:1的5-十二烷基水扬醛肟和2 —羟基一 5 —壬基乙酰苯酮肟的混合物。稀释剂采用260#溶剂油,萃取段相比0/Α=1,反萃段相比0/A=2,萃取温度30°C,萃取时间5min。反萃液采用浓度为190g/L的硫酸溶液,经过反萃后铜离子进入反萃后液,反萃后液加热至3(T35°C,进入电解槽进行电积。阴极为不锈钢板,阳极为Pb-Ca-Sn压延合金,电解液为下进上出的循环方式,在直流电的作用下,控制电流密度为200A/m2,槽电压2.2V,同极距120mm,槽温40°C,在电解槽中阴极析出铜,阳极放出氧气,电积铜经洗涤,人工剥板得到产品阴极铜。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种从废弃电子元器件中回收金和铜的工艺方法,其特征在于:包括以下步骤, (1)物理预处理 破碎,将电子元器件破碎至物料粒径小于等于2_ ; 筛分,对破碎后的物料进行筛分,对于粒径小于等于0.074mm的物料进行离心分选,对于粒径大于0.074mm而小于等于2_的物料则进行静电分选,分选后得到金属富集物和非金属富集物; 粉碎,将金属富集物进一步粉碎至粒径为0.074 mm 0.1mm ; (2)化学预处理 在25V 35°C下,将上述金属富集物投入硫酸和双氧水组成的混合溶液中,固液重量比为1:3至1:6,浸出时间为I h 3h,所述硫酸的浓度为(2飞)mol/L,所述双氧水浓度为27°/Γ35%,硫酸与双氧水的体积比为1:(0.05、.11);上述金属富集物经过化学预处理后经过滤得到含铜溶液和去铜废渣; (3)回收金 对经过化学预处理后过滤得到的去铜废渣进行金的回收; (4)回收铜 将化学预处理得到的含铜溶液采用萃取-电积工艺回收铜,萃取剂采用LIX984,稀释剂采用260#溶剂油,萃取段相比0/A=0.8 1.2,反萃段相比0/A=2 3,萃取温度15 30°C,萃取时间3 5min ;反萃液采用浓度为16(Tl90g/L的硫酸溶液,经过反萃后铜离子进入反萃后液,反萃后液加热至3(T35°C,进入电解槽,阴极为不锈钢板,阳极为Pb-Ca-Sn压延合金,电解液为下进上出的循环方式,在直流电的作用下,控制电流密度为15(T250A/m2,电解槽电压2.(Γ2.2V,同极距10(Tl20mm,电解槽温4(T50°C,在电解槽中阳极放出氧气,阴极析出铜。
2.如权利要求1所述的一种从废弃电子元器件中回收金和铜的工艺方法,其特征在于:所述回收金包括以下步骤: 溶金,将化学预处理后过滤得到的去铜废渣浸泡在王水中溶解过滤, 赶硝,将滤液置于瓷质或搪玻璃内衬的容器中加热煮沸,同时滴加一定量的盐酸,当从滤液中逸出的气体颜色为无色时,停止加热和滴加盐酸; 还原,将赶硝后的含金贵液在搅拌下滴加到过量的40°C 50°C饱和硫酸亚铁溶液中,搅拌后静置沉降,过滤得到海绵金; 除杂,往所述海绵金中加入盐酸,过滤并用蒸馏水洗涤至中性,再加入稀硝酸,加热搅拌后,将经净化的海绵金用蒸馏水洗涤至溶液呈中性,然后静置、过滤、烘干得到粗金粉; 熔炼,取纯碱与粗金粉混合均匀置于坩埚中熔炼得到纯金。
3.如权利要求2所述 的一种从废弃电子元器件中回收金和铜的工艺方法,其特征在于:所述熔炼包括以下步骤, 取纯碱与粗金粉混合均匀置于坩埚中,上面加盖一层硼砂,将坩埚放入炉中5000C 550°C预热3 5分钟,然后将温度提升到1150°C 1250°C,待金熔化后将坩埚取出,将熔化的金水倒入模具中冷却,即可得到纯金块。
4.如权利要求2所述的一种从废弃电子元器件中回收金和铜的工艺方法,其特征在于:所述去铜废渣与王水的体积比为1:(2 3)。
全文摘要
本发明涉及一种从废弃电子元器件中回收金和铜的工艺方法,包括以下步骤物理预处理,将电子元器件破碎后筛分,得到金属富集物和非金属富集物,并将金属富集物进一步粉碎;化学预处理,将上述金属富集物投入硫酸和双氧水组成的混合溶液中,经处理后经过滤得到含铜溶液和去铜废渣;对经过化学预处理后过滤得到的去铜废渣进行金的回收;将化学预处理得到的含铜溶液采用萃取-电积工艺回收铜。本发明具有以下有益效果溶铜效率提高,且保证了金的高回收率和高纯度;铜的回收采用萃取-电积工艺,能得到高纯度的电积铜;易于实现规模化处理,且不会产生二次污染。
文档编号C22B7/00GK103160691SQ201310025448
公开日2013年6月19日 申请日期2013年1月21日 优先权日2013年1月21日
发明者张艳华, 边艳勇, 袁泉, 吴吉权, 李文红, 杨文清 申请人:东江环保股份有限公司
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