一种电化学回收HW13类废弃线路板上贵金属的反应装置及方法与流程

本发明涉及废弃线路板的回收处理技术领域，具体涉及一种电化学回收hw13类废弃线路板上贵金属的反应装置及方法。

背景技术：

线路板或一些装饰品都会镀上金、铂、钯等贵金属，生产过程中处理不合格的中间产品时，需要把镀层部分的金、铂、钯等金属从镀件上回收；同时，科技的飞速发展也带动着各种电器产品加速了更新换代，因此而报废产生的电子垃圾困扰着目前社会可持续发展，拆解废旧电器也必然产生大量的hw13类900-451-13项废弃线路板，这类危废含有镀金、铂、钯等贵金属，因此需要回收价值昂贵的镀金、铂、钯等贵金属，同时无害化处理废旧线路板，进而回收有害铜、镍、锡等有色金属和环氧树脂粉末。

传统的回收贵金属工艺主要有两种：一是用氰化物（即kcn或nacn）及硝基磺酸钠溶液把贵金属金优先溶解下来，然后把金还原并进行提纯。二是用王水（即浓盐酸和浓硝酸的混合酸）把金、铂、钯等贵金属和底层的铜、镍金属一起溶解下来，然后进行分离回收。上述的两种回收金、铂、钯等贵金属的方法存在着严重的缺陷：首先氰化物有剧毒，几十毫克的氰化物就能致人死亡，所以氰化物的生产运输和使用都要受到公安部门的严格管控；而用王水来溶解贵金属时会产生大量的有毒的红棕色气体二氧化氮，并且浓盐酸和浓硝酸的使用也需要经过相关的公安部门审核和批准。因此需要一种高效并且相对安全的方法来回收贵金属。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于废弃线路板或者装饰品上贵金属回收的装置及方法，钛金属材质的废料容器通过转轴安装在剥蚀槽内，并由剥蚀槽外部的电机驱动旋转，剥蚀槽内设有电极板，电极板的钛金属材质的阳极板和铱金属材质的阴极板分别位于废料容器的两侧且分别连接直流电源的两极；含有贵金属、重金属的废弃线路板放置在废料容器内并在废料容器的带动下不断旋转，对剥蚀槽内加入h2so4溶液和h2o2溶液后通电，在电解作用下可对线路板上的裸露铜、镍等重金属不断侧蚀而将不反应的金、铂、钯等贵金属分离沉淀进行回收，与此同时，有害重金属铜、镍、锡等也进入溶液中，可后续深度处理进行资源化回收，应用此方法得到脱去重金属后的线路板可以再进行粉碎处理，回收环氧树脂粉末。

本发明为解决上述问题提供的是一种电化学回收hw13类废弃线路板上贵金属的反应装置，包括剥蚀槽、电极板和废料容器，所述剥蚀槽为中空的立方体形绝缘箱体，剥蚀槽的侧壁开设有进液口和排液口，剥蚀槽相对的两个侧壁上开设有开口，开口处固接有安装槽并且两个安装槽的槽口正对，所述废料容器设置在剥蚀槽内，废料容器为圆面上开设有装卸口的中空圆柱体形，废料容器为钛金属材质且表面上均匀开设有多个用于贵金属颗粒穿过的漏料口，废料容器的两侧面分别垂直固接有转轴，并且转轴的轴体通过轴承座与安装槽连接，废料容器由剥蚀槽外部的电机驱动绕转轴旋转；所述电极板包括阳极板和阴极板，阳极板为钛材质的金属板，阴极板为铱材质的金属板，阳极板和阴极板分别设置在废料容器的两侧且分别与电源的两极连接。

作为本发明一种电化学回收hw13类废弃线路板上贵金属的反应装置的进一步方案，所述剥蚀槽外部设有变速箱，电机通过变速箱驱动废料容器转动。

作为本发明一种电化学回收hw13类废弃线路板上贵金属的反应装置的进一步方案，所述装卸口为沿转轴长度方向开设的矩形口且其沿转轴长度方向的两个侧边开设有滑槽，装卸口内活动安装有可沿滑槽活动的挡板。

利用上述的反应装置进行电化学回收hw13类废弃线路板上贵金属的方法，包括以下步骤：

步骤一，剪切废弃线路板，筛分出含有贵金属的部分；打开剥蚀槽，旋转废料容器使其装卸口朝向剥蚀槽上口，将含有贵金属的废弃线路板从装卸口加入废料容器内并封闭装卸口；

步骤二，将h2so4溶液和h2o2溶液依次加入剥蚀槽中并淹没废料容器中的废弃线路板，启动电机驱动废料容器绕转轴匀速旋转，废料容器旋转将剥蚀槽内溶液搅拌混合；

步骤三，通过直流电源向剥蚀槽内的电极板通电，在废料容器的旋转过程中电解液不断侧蚀废弃线路板上裸露的铜、镍金属部分，废弃线路板上包含的贵金属从废弃线路板上脱落，穿过废料容器圆面上的漏料口掉落到剥蚀槽底部；

步骤四，电解完成后断电，从剥蚀槽的排液口将溶液抽出，取出沉于剥蚀槽底部的贵金属颗粒，打开废料容器的装卸口，旋转废料容器将其内部的废弃线路板取出并送至粉碎机粉碎处理。

作为本发明电化学回收hw13类废弃线路板上贵金属的方法的进一步方案，所述步骤二中的h2so4溶液的浓度为10%-15%，h2o2溶液的浓度为9%-13%，h2so4溶液和h2o2溶液的体积比为1:1。

作为本发明电化学回收hw13类废弃线路板上贵金属的方法的进一步方案，所述步骤三中周期性地检测剥蚀槽中h2o2的浓度并根据检测结果添加适量h2o2溶液，以保证剥蚀槽中h2o2的含量充足，直至废弃线路板表面的贵金属完全脱落。

作为本发明电化学回收hw13类废弃线路板上贵金属的方法的进一步方案，所述步骤四中的溶液抽出后排入溶液回收池内，溶液回收池内设有连接电源的回收电极板，通过连续电解使铜、镍沉淀从而回收硫酸。

作为本发明电化学回收hw13类废弃线路板上贵金属的方法的进一步方案，所述步骤四中的贵金属颗粒经筛选分类后熔炼成粗金。

有益效果

1.反应装置的废料容器为中空的圆柱体形，废料容器用于盛装废弃的线路板，废料容器的圆面上开设有用于装卸废料容器的装卸口并活动安装有便于启毕装卸口的挡板，废料容器的圆面上均匀开设有多个漏料口，废料容器整体材质为具有耐酸耐腐蚀特点的钛金属，废料容器通过其两侧面的转轴可旋转地安装在剥蚀槽内，剥蚀槽为有机玻璃或者塑料等具有耐酸且绝缘的材料制成，剥蚀槽用于填充电解所需的溶液，剥蚀槽内电极板的两极分别为钛金属材质的阳极板和铱金属材质的阴极板，电解过程中废料容器不断旋转从而不断搅拌电解质溶液，同时不断带动内部的废弃线路板进行翻转，保证反应效果的同时还能使从线路板上掉落的贵金属能从漏料口掉落，利于与废弃线路板进行分离。

2.回收时，将剪切筛分后的废弃线路板放入废料容器中，在剥蚀槽中充入h2so4溶液和h2o2溶液，对电极板通电进行电解，废料容器不断旋转一方面能使剥蚀槽内的溶液充分反应以加快反应进程和提高反应效果，另一方面可带动内部的线路板不断翻转，从线路板上脱落的贵金属颗粒从得以从漏料口穿过掉落到剥蚀槽内，电解过程中可多次补充h2o2溶液以保证反应效果，反应完成后将剥蚀槽内的混合溶液专门电解，产生单质铜、镍，产生的废硫酸还可循环利用。

附图说明

图1是本发明反应装置的俯视结构示意图；

图2是本发明反应装置的正式结构剖面示意图；

图中标记：1、剥蚀槽，2、废料容器，3、安装槽，4、转轴，5、阳极板，6、阴极板，7、挡板。

具体实施方式

实施例1

一种电化学回收hw13类废弃线路板上贵金属的反应装置，如图1和图2所示，包括剥蚀槽1、电极板和废料容器2，剥蚀槽1为用于盛装电解溶液的中空立方体形箱体，剥蚀槽1由有机玻璃或者塑料等绝缘且耐酸腐蚀的材料制成，剥蚀槽1的侧壁上开设有进液口和排液口，进液口和排液口分别用于向剥蚀槽1内注入电解溶液和从中抽出反应后的电解溶液；剥蚀槽1相对的两个侧面上开设有开口，安装槽3固接在剥蚀槽1的侧壁且安装槽3的槽口与剥蚀槽1侧面的开口对接；

所述废料容器2用于放置废弃线路板，废料容器2为圆面上开设有装卸口的中空圆柱体形，所述装卸口为长边沿废料容器2的轴向设置的矩形口，装卸口的两个长边固设有用于安装挡板7的滑槽，滑槽为截面为凹字形的条形快且两个滑槽的槽口正对，挡板7为矩形板并且两边分别卡设在两个滑槽内，沿滑槽抽拉挡板7可打开或者管壁废料容器2，废料容器2的圆面上均匀开设有多个漏料口，漏料口用于从线路板上脱落下的贵金属颗粒穿过；所述废料容器2两个侧面的圆心处垂直固接有转轴4，转轴4的轴体上安装有轴承座，废料容器2通过两个转轴4安装在剥蚀槽1内，转轴4上的轴承座安装在安装槽3内；废料容器2通过剥蚀槽1外部的电机驱动进行旋转，电机安装在剥蚀槽1上方或者侧边的架体上，电机与变速箱传动连接，废料容器2的转轴4与变速箱传动连接，转轴4上可设置链轮并通过传动链结构与变速箱传动连接，或者设置皮带轮，通过皮带与变速箱传动连接，变速箱安装在剥蚀槽1的上方，所述废料容器2、挡板7以及转轴4均为耐酸腐蚀的钛金属材质；所述电极板包括阴极板6和阳极板5，阴极板6为铱金属材质的金属板，阳极板5为钛金属材质的金属板，阴极板6和阳极板5分别通过电线连接位于剥蚀槽1外部的直流电源的负极和正极，阴极板6和阳极板5分别位于废料容器2的两侧。

利用上述反应装置进行电化学回收hw13类废弃线路板上贵金属的方法包括以下步骤：

步骤一，剪切废弃线路板，筛选出含有贵金属的部分；打开剥蚀槽1，旋转废料容器2使其装卸口朝向剥蚀槽1上口，将筛选出的含有贵金属的废弃线路板从装卸口加入废料容器2内并采用挡板7封闭装卸口；

步骤二，将浓度为12%h2so4溶液和浓度为10%的h2o2溶液以1:1的体积比依次从进液口加入剥蚀槽1中，启动电机驱动废料容器2绕转轴4匀速旋转，废料容器2旋转将剥蚀槽1内溶液搅拌混合，通过双氧水浓度检测仪检测剥蚀槽1初始状态的双氧水浓度；

步骤三，将电极板与12v的直流电源，调节电源向剥蚀槽1内的电极板通电，同时废料容器2不断旋转翻转其内部的废弃线路板，电解液不断蚀刻废弃线路板裸露的铜、镍金属部分产生硫酸铜和硫酸液，废弃线路板上包含的贵金属因不参加反应而从废弃线路板上脱落，在废料容器2翻转过程中穿过废料容器2圆面上的漏料口掉落到剥蚀槽1底部；电解过程中每隔10min通过双氧水浓度检测仪检测混合溶液中双氧水的浓度，当双氧水含量较低时对剥蚀槽1内补充适量的浓度为10%的h2o2溶液，使剥蚀槽1中双氧水含量与反应开始前的含量大致相同，直至反应完成；

步骤四，电解完成后断电，先剥蚀槽1的排液口将溶液抽出并排入溶液回收池中，取出沉于剥蚀槽1底部的贵金属颗粒，打开废料容器2的装卸口，旋转废料容器2将其内部的废弃线路板取出并送至粉碎机粉碎处理。所述溶液回收池中设有回收电极板并连接电源，通过连续电解回收到的溶液可将溶液中的铜、镍等金属以单质形态析出并生成硫酸溶液，硫酸溶液可重复利用，从剥蚀槽1内收集到的贵金属颗粒筛选分类并熔炼成粗金。

所述步骤三中通电后，阳极板发生的反应有：

4oh^--4e=2h2o+o2↑

6ho2^--6e=3h2o+o3↑

oh^--e=·oh

即阳极除了氧气的析出主反应外，还同时生成了臭氧和具有强氧化性能的自由基离子；阴极板发生的反应有：4h⁺+4e=2h2↑，阴极板处生成的氢气还具有搅拌作用，阳极板上生成的臭氧和自由基离子以及溶液中的硫酸根离子共同对废弃线路板表面的铜、镍等金属进行蚀刻，该处发生的反应主要有：

cu+2·oh=cu²⁺+2oh^-

cu²⁺+so4^2-=cuso4

ni+2·oh=ni²⁺+2oh^-

ni²⁺+so4^2-=niso4

金、铂、钯等贵金属不与参加反应，故能以金属单质的形态从废弃线路板上不断脱落，废料容器2翻转的同时会带动其内部的废弃线路板不断翻转，方便贵金属颗粒从漏料口掉落到剥蚀槽1内；所述溶液回收池中发生的反应主要有：cu²⁺+2e=cu和ni²⁺+2e=ni，硫酸根离子和氢离子结合生成硫酸，可循环利用。

实施例2

在实施例1的一种电化学回收hw13类废弃线路板上贵金属的反应装置的基础上，利用其进行废弃线路板上贵金属的方法包括以下步骤：

步骤一，剪切废弃线路板，筛选出含有贵金属的部分；打开剥蚀槽1，旋转废料容器2使其装卸口朝向剥蚀槽1上口，将筛选出的含有贵金属的废弃线路板从装卸口加入废料容器2内并采用挡板7封闭装卸口；

步骤二，将浓度为10%h2so4溶液和浓度为9%的h2o2溶液以1:1的体积比依次从进液口加入剥蚀槽1中，启动电机驱动废料容器2绕转轴4匀速旋转，废料容器2旋转将剥蚀槽1内溶液搅拌混合；

步骤三，通过12v的直流电源向剥蚀槽1内的电极板通电，同时废料容器2不断旋转翻转其内部的废弃线路板，电解液不断侧蚀废弃线路板裸露的铜、镍金属部分产生硫酸铜和硫酸液，废弃线路板上包含的贵金属因不参加反应而从废弃线路板上脱落，在废料容器2翻转过程中穿过废料容器2圆面上的漏料口掉落到剥蚀槽1底部；电解过程中每隔10min对剥蚀槽1内补充适量的浓度为9%的h2o2溶液，直至反应完成；

步骤四，电解完成后断电，先剥蚀槽1的排液口将溶液抽出并排入溶液回收池中，取出沉于剥蚀槽1底部的贵金属颗粒，打开废料容器2的装卸口，旋转废料容器2将其内部的废弃线路板取出并送至粉碎机粉碎处理。所述溶液回收池中设有回收电极板并连接电源，通过连续电解回收到的溶液可将溶液中的铜、镍等金属以单质形态析出并生成硫酸溶液，硫酸溶液可重复利用，从剥蚀槽1内收集到的贵金属颗粒筛选分类并熔炼成粗金。

实施例3

在实施例1的一种电化学回收hw13类废弃线路板上贵金属的反应装置的基础上，利用其进行废弃线路板上贵金属的方法包括以下步骤：

步骤一，剪切废弃线路板，筛选出含有贵金属的部分；打开剥蚀槽1，旋转废料容器2使其装卸口朝向剥蚀槽1上口，将筛选出的含有贵金属的废弃线路板从装卸口加入废料容器2内并采用挡板7封闭装卸口；

步骤二，将浓度为15%h2so4溶液和浓度为13%的h2o2溶液以1:1的体积比依次从进液口加入剥蚀槽1中，启动电机驱动废料容器2绕转轴4匀速旋转，废料容器2旋转将剥蚀槽1内溶液搅拌混合；

步骤三，通过12v的直流电源向剥蚀槽1内的电极板通电，同时废料容器2不断旋转翻转其内部的废弃线路板，电解液不断侧蚀废弃线路板裸露的铜、镍金属部分产生硫酸铜和硫酸液，废弃线路板上包含的贵金属因不参加反应而从废弃线路板上脱落，在废料容器2翻转过程中穿过废料容器2圆面上的漏料口掉落到剥蚀槽1底部；电解过程中每隔10min对剥蚀槽1内补充适量的浓度为13%的h2o2溶液，直至反应完成；

步骤四，电解完成后断电，先剥蚀槽1的排液口将溶液抽出并排入溶液回收池中，取出沉于剥蚀槽1底部的贵金属颗粒，打开废料容器2的装卸口，旋转废料容器2将其内部的废弃线路板取出并送至粉碎机粉碎处理。所述溶液回收池中设有回收电极板并连接电源，通过连续电解回收到的溶液可将溶液中的铜、镍等金属以单质形态析出并生成硫酸溶液，硫酸溶液可重复利用，从剥蚀槽1内收集到的贵金属颗粒筛选分类并熔炼成粗金。

本发明利用反应装置进行电化学回收hw13类废弃线路板上贵金属的方法中，还可将硫酸溶液更换为硫酸铜溶液，当采用硫酸铜溶液时，其浓度为15%-20%，此时的电解反应中，铜在阴极板上析出，阴极板处游离出硫酸根离子，降低了剥蚀槽1内的溶液整体的ph值，从而有利于阳极发生的反应，促进氧气、臭氧以及自由基的生成反应。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。