一种从废弃手机回收金和铜的方法

一种从废弃手机回收金和铜的方法
【专利摘要】本发明公开了一种从废弃手机回收金和铜的方法，包括以下步骤：1)将废弃手机主板处理成小于1cm的碎片；2)将碎片加入超临界水氧化反应装置中，加入去离子水和30％的过氧化氢，密封，控制反应物固液比为1:5克/毫升-1:30克/毫升；3)加热，温度升至250度-400度后开始计时，手动加压装置控制在12MPa-30MPa，反应30-180分钟后停止加热；4)反应结束冷却至室温后打开反应釜，固液分离后将固相置于0.5mol/L-3mol/L硫酸溶液中浸泡5-40分钟，过滤，滤液蒸发浓缩结晶，回收CuSO4晶体产品；5)剩余固体残渣物干燥后置于碘化钾-碘溶液中浸泡30-180分钟，过滤，得到金的浓溶液而回收。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及废弃物回收应用【技术领域】，具体的说，本发明涉及一种从废弃手机回 收金和铜的方法。 一种从废弃手机回收金和铜的方法

【背景技术】
[0002] 目前全球每年废弃的手机约有4亿部，其中中国有近1亿部，回收率却不足1%。 联合国环境规划署近期发布的报告预测，到2020年，中国废弃手机数量将比2007年增长7 倍。废弃手机的线路板中含有金、银、钯、铜等有价金属，含量分别约为：金280g/t、银2kg/ t、铜200kg/t、钯100g/t，其含金量比高质量的金精矿（70g/t左右）还要高。废弃手机的线 路板中同时还含有溴代阻燃剂等多种有害物质，若直接丢弃将严重污染土壤和地下水。因 此，开展废弃手机中金属的回收和无害化处理有机污染物的研究很有意义。
[0003] 从废弃手机线路板中选择性回收金和铜的关键是使金属与其它绝大部分物料分 开，相应的回收工艺可以分为火法、湿法、生物技术三大类。火法容易导致大量的大气污染 物排放，甚至产生持久性有机物等二次污染物。由于湿法目前大多采用王水或者含氰工艺， 因而不可避免产生大量有毒废水。而生物技术的缺点在于其浸出时间长，效率较低。


【发明内容】

[0004] 本发明针对我国废弃手机线路板资源化回收过程中技术落后、资源浪费和环境污 染突出的现状，开发了一套环境友好同时无害化处理溴代阻燃剂并回收废弃手机中金和铜 的工艺流程。
[0005] 本发明结合废弃手机线路板中所含金、铜以及溴代阻燃剂的形态特征，采用超临 界水氧化结合碘化钾-碘浸出的工艺，将溴代阻燃剂彻底氧化分解成环境友好的C0 2和H20， 达到无害化处理的目的，同时，实现废弃手机线路板中金和铜的选择性回收。
[0006] 本发明提供的技术方案是：一种从废弃手机回收金和铜的方法，包括以下步骤：
[0007] 1)将废弃手机的主板和元器件分离，元器件分类后另行处理，主板用剪切粉碎机 处理成小于lcm的碎片；
[0008] 2)将碎片加入超临界水氧化反应装置中，加入去离子水和30%的过氧化氢，密 封，控制反应物固液比为1:5克/毫升-1:30克/毫升；
[0009] 3)加热反应釜，温度升至250度-400度后开始计时，超临界水氧化反应装置内压 力通过手动加压装置控制在12MPa-30MPa，反应30-180分钟后停止加热；
[0010] 4)反应结束冷却至室温后打开反应釜，固液分离后将固相置于0. 5m〇l/L-3m〇l/L 硫酸溶液中浸泡5-40分钟，过滤，滤液蒸发浓缩结晶，回收CuS04晶体产品；
[0011] 5)剩余固体残渣物干燥后置于碘化钾-碘溶液中浸泡30-180分钟，过滤，得到金 的浓溶液而回收，其中碘化钾浓度280-360mM，碘单质浓度=30-50mM。
[0012] 所述步骤2)中,控制反应物固液比为1:10克/毫升。
[0013] 所述步骤3)中，温度升至400度开始计时，反应60分钟。
[0014] 所述步骤2)中，可在密封之前通入氧气1-5分钟以替代过氧化氢。
[0015] 所述步骤5)中，碘化钾-碘溶液中碘化钾浓度为320mM，碘单质浓度为40mM。
[0016] 本发明的有益效果是：
[0017]目前我国关于超临界水氧化预处理结合碘化钾-碘浸出废弃手机线路板中金属 的相关资料基本是空白。本发明中基于超临界水氧化和碘化钾-碘浸出工艺方法的意义主 要表现在：在超临界水氧化预处理中对废弃手机中所含溴代阻燃剂的无害化处理解决了目 前废弃手机回收工艺中面临的急需解决的问题；该工艺方法实现了废弃手机线路板中金和 铜的选择性回收。

【专利附图】

【附图说明】
[0018] 当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以 及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解， 构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发 明的不当限定，其中：
[0019] 图1废弃手机线路板回收金和铜的工艺流程图；
[0020] 图2超临界水氧化预处理时间、温度对溴代阻燃剂分解脱溴效率的影响；
[0021] 图3稀硫酸浸泡反应如后固相广品的XRD衍射分析图谱，途中：A:经过超临界水 氧化预处理后的样品；B:经过超临界水氧化预处理和稀硫酸浸泡后的样品；
[0022] 图4不同碘化钾-碘浸出条件对废弃手机线路板中金的浸出回收效率的影响（超 临界水氧化预处理条件是：温度=400°C，时间=60分钟，固液比=1:10g/mL)。

【具体实施方式】
[0023] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实 施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0024] 实施例1 :
[0025] 如图1所示，将废弃手机线路板的主板和元器件分离，元器件分类后另行处理，线 路板主板用剪切粉碎机处理成小于lcm的碎片。将剪切好的废弃手机线路板碎片加入超临 界水氧化反应装置中，加入50毫升去离子水和40毫升30%的过氧化氢，立即密封反应荃 (也可在密封之前通入氧气1-5分钟以替代过氧化氢），加热，温度升至400度后开始计时， 此时容器内压力通过手动加压装置控制在23MPa，反应60分钟后停止加热。温度降至室温 后打开反应装置，将反应物转移至离心管中离心分离。取离心分离后水相1毫升稀释后定 容，然后用离子色谱测定其中的无机Br含量。图2显示，在上述超临界水氧化预处理条件 下，废弃手机线路板中溴代阻燃剂的分解脱溴效率达到99. 8%。另外，取离心分离后的固相 产物加入lmol/L的稀硫酸溶液中（固液比控制在1:10g/mL)，搅拌反应20分钟，离心分离， 滤液蒸发浓缩结晶后，再次离心分离，分离得到的固相产物在干燥后称重，并进行XRD粉末 衍射分析，结果证明为硫酸铜晶体，纯度达到98. 5%，铜的回收率达到99%。对进行稀硫酸 浸泡反应前后的固相采用XRD粉末衍射分析，如图3所示，表明稀硫酸的浸泡能够有效的浸 出回收其中的金属铜。干燥后的固相产物用碘化钾-碘溶液（碘化钾浓度= 320mM，碘单 质浓度=40mM)浸泡120分钟，固液比控制在l:10g/mL，如图4所示，金的浸出回收率达到 98%。
[0026] 实施例2 :
[0027] 如图1所示，将废弃手机线路板的主板和元器件分离，元器件分类后另行处理，线 路板主板用剪切粉碎机处理成小于lcm的碎片。将剪切好的废弃手机线路板碎片加入超临 界水氧化反应装置中，加入90毫升去离子水和60毫升30 %的过氧化氢，立即密封反应釜 (也可在密封之前通入氧气1-5分钟以替代过氧化氢），加热，温度升至250度后开始计时， 此时容器内压力通过手动加压装置控制在12MPa，反应30分钟后停止加热。温度降至室温 后打开反应装置，将反应物转移至离心管中离心分离。取离心分离后水相1毫升稀释后定 容，然后用离子色谱测定其中的无机Br含量。图2显示，在上述超临界水氧化预处理条件 下，废弃手机线路板中溴代阻燃剂的分解脱溴效率达到95%。另外，取离心分离后的固相产 物加入0. 5mol/L的稀硫酸溶液中（固液比控制在1: 5g/mL)，搅拌反应5分钟，离心分离，滤 液蒸发浓缩结晶后，再次离心分离，分离得到的固相产物在干燥后称重，并进行XRD粉末衍 射分析，结果证明为硫酸铜晶体，纯度达到98. 5%，铜的回收率达到51 %。干燥后的固相产 物用碘化钾-碘溶液（碘化钾浓度=320mM，碘单质浓度=40mM)浸泡30分钟，固液比控制 在l:5g/mL，金的浸出回收率达到45%。
[0028] 实施例3 :
[0029] 如图1所示，将废弃手机线路板的主板和元器件分离，元器件分类后另行处理，线 路板主板用剪切粉碎机处理成小于lcm的碎片。将剪切好的废弃手机线路板碎片加入超临 界水氧化反应装置中，加入50毫升去离子水和40毫升30 %的过氧化氢，立即密封反应荃 (也可在密封之前通入氧气1-5分钟以替代过氧化氢），加热，温度升至400度后开始计时， 此时容器内压力通过手动加压装置控制在30MPa，反应180分钟后停止加热。温度降至室 温后打开反应装置，将反应物转移至离心管中离心分离。取离心分离后水相1毫升稀释后 定容，然后用离子色谱测定其中的无机Br含量。图2显示，在上述超临界水氧化预处理条 件下，废弃手机线路板中溴代阻燃剂的分解脱溴效率达到99. 8 %。另外，取离心分离后的 固相产物加入3mol/L的稀硫酸溶液中（固液比控制在1:30g/mL)，搅拌反应40分钟，离心 分离，滤液蒸发浓缩结晶后，再次离心分离，分离得到的固相产物在干燥后称重，并进行XRD 粉末衍射分析，结果证明为硫酸铜晶体，纯度达到98. 5%，铜的回收率达到99. 5%。干燥后 的固相产物用碘化钾-碘溶液（碘化钾浓度=320mM，碘单质浓度=40mM)浸泡180分钟， 固液比控制在l:30g/mL，如图4所示，金的浸出回收率达到98%。
[0030] 以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般 技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述， 本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1. 一种从废弃手机回收金和铜的方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 将废弃手机的主板和元器件分离，元器件分类后另行处理，主板用剪切粉碎机处理 成小于lcm的碎片； 2) 将碎片加入超临界水氧化反应装置中，加入去离子水和30%的过氧化氢，密封，控 制反应物固液比为1:5克/晕升-1:30克/晕升； 3) 加热反应釜，温度升至250度-400度后开始计时，超临界水氧化反应装置内压力通 过手动加压装置控制在12MPa-30MPa，反应30-180分钟后停止加热； 4) 反应结束冷却至室温后打开反应釜，固液分离后将固相置于0. 5m〇l/L-3m〇l/L硫酸 溶液中浸泡5-40分钟，过滤，滤液蒸发浓缩结晶，回收CuS0 4晶体产品； 5) 剩余固体残渣物干燥后置于碘化钾-碘溶液中浸泡30-180分钟，过滤，得到金的浓 溶液而回收，其中碘化钾浓度280-360mM，碘单质浓度=30-50mM。
2. 根据权利要求1所述一种从废弃手机回收金和铜的方法，其特征在于，所述步骤2) 中，控制反应物固液比为1:10克/毫升。
3. 根据权利要求1所述一种从废弃手机回收金和铜的方法，其特征在于，所述步骤3) 中，温度升至400度开始计时，反应60分钟。
4. 根据权利要求1所述一种从废弃手机回收金和铜的方法，其特征在于，所述步骤2) 中，可在密封之前通入氧气1-5分钟以替代过氧化氢。
5. 根据权利要求1所述一种从废弃手机回收金和铜的方法，其特征在于，所述步骤5) 中，碘化钾-碘溶液中碘化钾浓度为320mM，碘单质浓度为40mM。
【文档编号】C22B7/00GK104060094SQ201410254845
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月10日 优先权日:2014年6月10日
【发明者】修福荣, 齐莹莹 申请人:福建工程学院