废弃电路板多金属混合资源中镉元素的富集与分离方法_2

文档序号:9320999阅读:来源:国知局
步骤6降低熔体温度至1000?1050°C,再加入富集剂,调控液态铜与液态铅两相的分离率,使镉元素选择性快速富集到铅液相中;
[0019]步骤7保持熔体温度在1000?1050°C,机械搅拌石墨坩祸中液态铜与液态铅混合恪体10?15min ;
[0020]步骤8熔体温度在1000?1050°C静置10?30min,液态铅与液态铜之间因存在密度差,在重力作用下坩祸中的熔体发生分层,形成上层为液态铜和下层为液态铅的分层熔体,将上层液态铜倒出,继续用于其它具有针对性的金属元素分离与循环再利用;
[0021]步骤9然后将坩祸中剩余的捕集了镉元素的下层液态铅倒出,并检测液态铅中镉元素的质量含量,如果镉元素质量含量低于6%,液态铅返回到步骤5中再利用,当作捕集剂铅元素用于下一批次的废弃电路板多金属混合资源中镉元素的富集与分离。
[0022]所述的废弃电路板多金属混合资源中镉元素的富集与分离方法,步骤2中,加入的分离剂铝元素主要来源于电子废弃物拆解下来的铝质金属,使电子废弃物的金属得到综合循环利用。
[0023]所述的废弃电路板多金属混合资源中镉元素的富集与分离方法,步骤6中,加入的富集剂主要是碱金属元素(如:钠、钾等)的氧化物。
[0024]所述的废弃电路板多金属混合资源中镉元素的富集与分离方法,步骤9中,倒出的捕集了镉元素的下层液态铅,降温至350?450°C,熔体中析出少量固态铜,然后采用离心分离或者固液过滤分离技术,可将液态铅与铜进一步分离,如果液态铅中的镉元素质量含量此时达到了预定值,送往有色冶炼厂,精炼后制造伍德易熔合金材料。由此,镉元素从废弃电路板多金属复杂混合物中分离出来,并得以循环利用。
[0025]本发明的优点及有益效果是:
[0026]1、本发明利用金属自身液-液分离的冶金学特点和金属元素在液相分离系统中的选择性分配行为及其控制技术,通过添加不同的分离剂、捕集剂和富集剂等元素以及采用不同的工艺参数,调控金属元素在液相分离系统中的分配率,使被回收的金属元素富集和固定在预定的液相中,从而实现被回收金属元素与废弃电路板多金属混合物相互分离,最终得以绿色回收和循环再利用。本发明废弃电路板多金属混合资源中镉元素的富集与分离方法简单易行,具有综合高效、低成本、环境友好等特点。将液-液分层形成的上层液态铜和下层液态铅分别倒出,上层液态铜继续用于其它具有针对性的金属元素分离与提取,捕集了镉元素的下层液态铅可以再利用,当作捕集剂铅元素用于下一批次的废弃电路板多金属混合资源中镉元素的分离与提取,待铅液中的镉元素质量含量达到预定值后,送往有色冶炼厂,精炼后制造伍德易熔合金材料。与湿法冶金和粗放的火法冶金等回收废弃电路板中有价金属的方法相比,本发明在减小二次污染、节约能源等方面和金属资源综合高效再利用方面明显具有更大的优势。
[0027]2、电路板中含有大量的黑色金属、有色金属、稀贵金属等,本发明的废弃电路板多金属混合资源的分离与循环再利用方法,有助于高效再利用有色金属二次资源,缓解我国有色金属资源短缺的压力,确保我国经济可持续发展。此外,本发明的废弃电路板多金属混合资源的分离与循环再利用方法,由于其分离过程发生在真空或无氧加热炉中,避免了因废气和废水排放而导致的二次污染,具备环境友好的特点。因此,本发明的废弃电路板多金属混合资源的分离与循环再利用方法具有经济和环境双重效益。
【具体实施方式】
[0028]在【具体实施方式】中,本发明提供了废弃电路板混合多金属元素的分离与循环再利用方法,具体是利用金属液-液分离的冶金学特点和金属元素在液相分离系统中的选择性分配行为及其控制,通过添加不同的分离剂、捕集剂和富集剂元素以及采用不同的工艺参数,调控金属元素在液相分离系统中的分配率,使被回收的金属元素富集并固定在捕集剂液相中,从而实现被回收金属元素从废弃电路板多金属混合物中分离出来,最终得以绿色回收和循环再利用。
[0029]针对废弃电路板多金属混合物中镉元素的富集与分离,首先对废弃电路板进行破碎+分选,将废弃电路板中的金属从非金属中分离出来,获得含有镉元素的多金属复杂混合物。在多金属复杂混合物中加入分离剂铝,使铝元素配比在多金属混合物中所占的质量分数为10%?20%,将配置好的多金属复杂混合物置于真空加热炉的石墨坩锅中。真空加热炉密封后,启动真空抽气系统,然后充入氮气,以减小低熔点金属元素的挥发和避免金属氧化。然后,启动真空加热炉电源,加热到1150?1200°C,待石墨坩祸中的多金属混合物完全熔化后,机械搅拌5分钟,并保温5?lOmin。降低熔体温度,并加入捕集剂铅元素,使铅元素配比在石墨坩祸熔体中所占的质量分数为40 %?60 %,熔体液-液分离成液态铜和液态铅。之后,进一步降低熔体温度,并加入微量富集剂,使富集剂在石墨坩祸熔体所占的质量分数为0.5%?3%,调控液态铜与液态铅两相的分离率,使镉元素选择性快速富集到铅液相中。机械搅拌石墨坩祸中液态铜与液态铅混合熔体约10?15min,静置10?30min。液态铅与液态铜之间因存在密度差,在重力作用下坩祸中的熔体发生分层,形成上层为液态铜和下层为液态铅的分层熔体,将上下分层的熔体分别倒出。倒出的上层液态铜,继续用于其它具有针对性的金属元素分离与循环再利用;捕集了镉元素的下层液态铅中,如果镉元素的质量含量低于6%,液态铅可返回分离系统中再利用,当作捕集剂铅元素用于下一批次的废弃电路板多金属混合资源中锑元素的循环分离与提取。待铅液中的镉元素质量含量达到或接近6%后,不再返回分离系统,送往有色冶炼厂,精炼后制造伍德易熔合金材料。由此,镉元素从废弃电路板多金属复杂混合物中分离出来,并得以循环再利用。
[0030]下面,通过实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
[0031]实施例1
[0032]本实施例中,针对废弃电路板多金属混合物中镉元素的富集与分离,对其开展验证性实验。首先对废弃电路板进行破碎+分选,将废弃电路板中的金属从非金属中分离出来,获得含有镉元素的多金属复杂混合物。在多金属复杂混合物中加入从电废弃物拆解下来的铝质金属分离剂,使铝元素配比在多金属混合物中所占的质量分数为?10%,将配置好的多金属复杂混合物置于真空加热炉的石墨坩锅中。然后,密封真空加热炉,启动真空抽气系统,当真空度〈IPa后,向加热炉舱体中充入高纯氮气,使气压达到0.07MPa,以减小低熔点金属元素的挥发和避免金属加热过程氧化。启动真空加热炉电源,加热到?1180°C,待石墨坩祸中的多金属混合物完全熔化后,机械搅拌5min,并保温5min。然后,降低熔体温度至?1100°C,加入捕集剂铅,使铅元素配比在石墨坩祸熔体中所占的质量分数为50%,熔体液-液分离成液态铜和液态铅。进一步降低熔体温度至?1050°C,并加入微量富集剂氧化钠,调控液态铜与液态铅两相的分离率,镉元素选择性快速富集到铅液相中。在熔体温度?1050°C,机械搅拌石墨坩祸中液态铜与液态铅混合熔体约lOmin,随后静置lOmin。液态铅与液态铜之间因存在密度差,在重力作用下坩祸中的熔体发生分层,形成上层为液态铜和下层为液态铅的分层熔体,将上下分层的熔体分别倒出。由此,镉元素从废弃电路板多金属混合物中分离出来。上层液态铜继续用于其它具有针对性的金属元素分离与循环再利用。化学分析结果表明,经过一次捕集镉元素后,下层铅液中的镉元素质量含量达到了?0.07%,而液态铜中的镉元素质量含量可忽略不计,废弃电路板多金属混合物中的镉元素绝大部分分离富集到铅液相中。
[0033]实施例2
[0034]本实施例中,针对废弃电路板多金属混合物中镉元素的富集与分离,对其开展验证性实验。首先对废弃电路板进行破碎+分选,将废弃电路板中的金属从非金属中分离出来,获得含有镉元素的多金属复杂混合物。在多金属复杂混合物中加入从电废弃物拆解下来的铝质金属分离剂,使铝元素配比在多金属混合物中所占的质量分数为?15%,将配置好的多金属复杂混合物置于真空加热炉的石墨坩锅中。然后,密封真空加热炉,启动真空抽气系统,当真空度〈IPa后,向加热炉舱体中充入高纯氮气,使气压达到0.07MPa,以减小低熔点金属元素的挥发和避免金属加热过程氧化。启动真空加热炉电源,加热到?115
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