一种从废线路板金属富集体粉末中回收铜的方法与流程

本发明涉及废旧线路板中有价资源的分离提纯回收领域，具体涉及一种从废线路板金属富集体粉末中回收铜的方法。

背景技术：

废旧线路板作为典型的电子废弃物的重要组成部分，含有大量的可回收有价金属资源，具有较高的回收价值。如何高效地回收废线路板的金属资源引起了国内外科研人员的广泛关注。目前，我国线路板资源化回收方法中主要有机械物理法、湿法冶金和火法冶金等，其中机械物理处理方式，因为处理量大，成本低，往往被广泛应用于废旧线路板的预处理方式。利用废线路板的各组分物理特性的不同，通过将线路板进行拆解、破碎、分选等过程得到金属富集体粉末和非金属富集体粉末。但是由于受到分选粒径的限制，往往难以彻底分离各组分，还需要进一步的分离和提纯。常见的后续处理方法有：湿法冶金提纯技术和火法冶金技术。其中火法冶金是利用冶金炉高温加热处理，非金属物质在高温下被剥离、焚烧，金属组分通过熔炼加以分离；湿法冶金技术是将破碎后的废弃物颗粒浸入酸、碱等溶液介质中，通过化学作用对原料中金属或化合物进行提取和分离，从而提取目标金属的化学冶金过程。湿法处理过程通常包括浸出、沉淀、结晶、过滤、萃取、离子交换、电解等过程。主要用于回收金属组分，回收率较高。

cu是废旧线路板中含量最高的有色金属。在对金属铜的湿法提纯当中，当前应用最为广泛的方法是通过将铜溶解，转化成离子形态进入到溶液，再利用电解方法将单质铜沉积出来，实现回收。

专利申请[201510903663.9]将废电路板粉碎，然后使用氯化铜蚀刻废液进行搅拌20～60分钟，从而实现浸提铜；专利申请[201710824544.3]以cuso4·5h2o/nacl/h2so4作为电解体系，实现从废旧线路板中分离金属与非金属。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种从废线路板金属富集体粉末中回收铜的方法。该方法以废线路板金属富集体粉末为对象，通过一步酸浸处理对富集体颗粒中的sn、pb、fe进行浸出，得到高纯度的cu粉，实现cu与其他金属主要包括sn、pb、fe等的高效分离，避免了浸出再电解沉积的过程，确立了一种操作简单、效率高、节能环保的废弃线路板资源回收利用新方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种从废线路板金属富集体粉末中回收铜的方法，包括以下步骤：

(1)以经过预处理得到的废线路板金属富集体粉末为原料，以盐酸作为浸出剂，通过化学浸出的方式将废线路板金属富集体中除cu外的金属溶解，再经过滤分离得到纯cu粉；所述盐酸的浓度为2～11mol/l；所述浸出的温度为35～110℃；

(2)对步骤(1)得到的cu粉进行清洗、干燥过程中表面会产生氧化铜，再对氧化铜进行还原；

(3)对步骤(1)得到的滤液进行冷却、静置、过滤和干燥，得到pbcl2结晶。

作为本发明的进一步优选，步骤(1)中，所述废线路板金属富集体原料主要含cu、sn、pb、fe金属成分。

作为本发明的进一步优选，步骤(1)中，所述预处理是将废线路板进行破碎、粉碎、物理分选去除非金属，得到金属富集体粉末。

作为本发明的进一步优选，步骤(1)中，化学浸出过程在恒温水浴锅进行，采用磁力搅拌的方式进行搅拌。

作为本发明的进一步优选，步骤(1)中，化学浸出过程中会有部分盐酸挥发，经过冷凝回流到浸出液中。残余少量的hcl气体导入到碱溶液中吸收中和。

作为本发明的进一步优选，步骤(1)中，所述过滤优选为真空抽滤。

作为本发明的进一步优选，步骤(1)中，所述盐酸浓度为6～8mol/l。

作为本发明的进一步优选，步骤(1)中，浸出过程中的液固比为0.5～5ml/g。

作为本发明的进一步优选，步骤(1)中，所述浸出的温度为70～90℃。

作为本发明的进一步优选，步骤(1)中，所述浸出的时间为20～120min。

作为本发明的进一步优选，步骤(2)中，采用还原性气体对氧化铜进行还原。

作为本发明的进一步优选，步骤(2)中，所述还原采用纯氢气或分解氨还原。

作为本发明的进一步优选，步骤(3)中，所得滤液冷却静置后会有pbcl2析出，经过滤、清洗、干燥可得到pbcl2。

作为本发明的进一步优选，步骤(3)中，对所得滤液中有价金属进一步进行湿法提取。

本发明中浸出过程中发生的化学反应：

2hcl+sn→sncl2+h2↑(1)

4hcl+pb→h2pbcl4+h2↑(2)

2hcl+fe→fecl2+h2↑(3)

本发明针对经过物理机械预处理后得到的废线路板金属富集体粉末，采用酸浸方法去除金属中的sn、pb、fe杂质金属，从而直接回收得到高品位的纯cu粉末。利用该方法可以得到能够直接材料化应用的高纯度的铜粉末，以及浸出液经过后续处理得到比较纯的pbcl2晶体，可以用作分析试剂、焊料或制备铅黄染料等用途。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、传统湿法工艺将包括cu在内的所有金属元素溶解，再经电解提纯得到cu和其它金属元素。本工艺不需要溶解金属富集体中含量高的cu元素，只需将含量少的sn、pb、fe等杂质金属溶解，直接获得纯cu粉末，流程短、消耗低。

2、本工艺经过酸浸工序处理即可得到纯cu粉末(纯度99.4％)和较纯的pbcl2化工产品。

3、经本发明技术处理，回收的铜纯度达到99.4％,铜的回收率达到99.3％,铁浸出率达到99％以上，锡的浸出率达到97.50％，铅的浸出率达到98.5％。

附图说明

图1为实施例1回收的产物-高纯度cu粉末的照片。

图2为实施例1回收的产物-pbcl2晶体的照片。

具体实施方式

以下结合实例与附图对本发明的具体实施作进一步的说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

一种从废线路板金属富集体粉末中回收铜的方法，该方法以经过破碎、重选及物理除杂预处理的废线路板金属富集体为原材料，取50g物料放入三口烧瓶中，加入50ml浓度为10mol/l的盐酸，整个浸出过程在恒温磁力搅拌水浴锅中进行，水浴锅中的温度为50℃，在磁力搅拌的条件下浸出60min，此时，sn的浸出率为97.5％，pb的浸出率为98.4％，fe的浸出率达到99％以上。经过过滤、清洗、干燥、还原(氢气、温度400℃、1h)得到纯cu粉(如图1所示)。再对滤液进行冷却、静置、过滤和干燥，得到pbcl2结晶(如图2所示)。铜回收率为98.8％、纯度为99.4％。

实施例2

一种从废线路板金属富集体粉末中回收铜的方法，该方法以经过破碎、重选及物理除杂预处理的废线路板金属富集体为原材料，取50g物料放入三口烧瓶中，加入100ml浓度为8mol/l的盐酸，整个浸出过程在恒温磁力搅拌水浴锅中进行，水浴锅中的温度为70℃，在磁力搅拌的条件下浸出60min，此时，sn的浸出率为96.9％，pb的浸出率为97.1％，fe的浸出率达到99％以上。经过过滤、清洗、干燥、还原(氢气、温度400℃、1h)得到纯cu粉。再对滤液进行冷却、静置、过滤和干燥，得到pbcl2结晶。铜回收率为99.3％、纯度为99.4％。

实施例3

一种从废线路板金属富集体粉末中回收铜的方法，该方法以经过破碎、重选及物理除杂预处理的废线路板金属富集体为原材料，取50g物料放入三口烧瓶中，加入150ml浓度为6mol/l的盐酸，整个浸出过程在恒温磁力搅拌水浴锅中进行，水浴锅中的温度为75℃，在磁力搅拌的条件下浸出90min，此时，sn的浸出率为97.1％，pb的浸出率为97.6％，fe的浸出率达到99％以上。经过过滤、清洗、干燥、还原(氢气、温度400℃、1h)得到纯cu粉。再对滤液进行冷却、静置、过滤和干燥，得到pbcl2结晶。铜回收率为99.2％、纯度为99.4％。

实施例4

一种从废线路板金属富集体粉末中回收铜的方法，该方法以经过破碎、重选及物理除杂预处理的废线路板金属富集体为原材料，取50g物料放入三口烧瓶中，加入200ml浓度为4mol/l的盐酸，整个浸出过程在恒温磁力搅拌水浴锅中进行，水浴锅中的温度为90℃，在磁力搅拌的条件下浸出120min，此时，sn的浸出率为96.5％，pb的浸出率为96.3％，fe的浸出率达到99％以上。经过过滤、清洗、干燥、还原(氢气、温度400℃、1h)得到纯cu粉。再对滤液进行冷却、静置、过滤和干燥，得到pbcl2结晶。铜回收率为99.1％、纯度为99.4％。

实施例5

一种从废线路板金属富集体粉末中回收铜的方法，该方法以经过破碎、重选及物理除杂预处理的废线路板金属富集体为原材料，取50g物料放入三口烧瓶中，加入200ml浓度为4mol/l的盐酸，整个浸出过程在恒温磁力搅拌水浴锅中进行，水浴锅中的温度为110℃，在磁力搅拌的条件下浸出120min，此时，sn的浸出率为95.3％，pb的浸出率为95.3％，fe的浸出率达到99％以上。经过过滤、清洗、干燥、还原(氢气、温度400℃、1h)得到纯cu粉。再对滤液进行冷却、静置、过滤和干燥，得到pbcl2结晶。铜回收率为98.9％、纯度为99.4％。

实施例6

一种从废线路板金属富集体粉末中回收铜的方法，该方法以经过破碎、重选及物理除杂预处理的废线路板金属富集体为原材料，取50g物料放入三口烧瓶中，加入50ml浓度为11mol/l的盐酸，整个浸出过程在恒温磁力搅拌水浴锅中进行，水浴锅中的温度为35℃，在磁力搅拌的条件下浸出60min，此时，sn的浸出率为96.5％，pb的浸出率为98.5％，fe的浸出率达到99％以上。经过过滤、清洗、干燥、还原(氢气、温度400℃、1h)得到纯cu粉。再对滤液进行冷却、静置、过滤和干燥，得到pbcl2结晶。铜回收率为98.7％、纯度为99.4％。

上述实施例中，所述的废弃线路板原料采集自废旧电子电器产品拆解企业，经过自行进一步破碎、重选及物理除杂，得到的金属富集体成分是：cu(80～90wt.％)、sn(3～8wt.％)、pb(2～5wt.％)、fe(0.5～1.0wt.％)非金属(0.5～1.5wt.％)。

以上给出的实施例，拟对本发明作进一步的说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍然属于本发明的保护范围。