一种锡铜金银废料的综合回收工艺的制作方法

文档序号:12346934阅读:352来源:国知局

本发明涉及一种回收工艺,尤其涉及一种锡铜金银废料的综合回收工艺。



背景技术:

锡是一种金属元素,元素符号为Sn,原子序数50,相对原子质量118.71,熔点为231.89℃,沸点为2260℃,密度为7.28g/cm3。锡是一种有银白色金属光泽的低熔点金属,纯锡质柔软,常温下展性好,化学性质稳定,不易被氧化,常保持银闪闪的光泽。锡在地壳中的含量为0.004%,几乎都以氧化锡的形式存在,此外还有极少量的锡的硫化物矿。作为“五金”(金、银、铜、铁、锡)之一,早在公元前2000年,锡就已经开始被人类使用了。目前锡主要用于制造焊锡、镀锡板、合金、化工制品等,产品被广泛应用于电子、信息、电器、化工、冶金、建材、食品包装、机械、原子能及航天工业等行业。另外,同为常见的金属铁、铜、金和银,就更加常用了,广泛应用于我们日常生活的各个方面,对我们的生活有着重要的作用。

现今社会的发展,各类产品变化日新月异,尤其是电子产品的更新换代,速度之快让人咋舌,为此就需要各种相应的原材料为电子产品的制造提供基础,众所周知,电子行业经常要用到各类微量元素,为此,各种微量元素的开采也如火如荼的进行中,采矿技术得到进一步的发展,开采深度也进入一个新台阶,但为此也出现了相应的问题,就是矿物开采经过处理得到基本产品后,其废料中其实也含有很多其他化学元素,如果不加以利用,将造成极大的浪费。

特别是针对含有锡铜金银的废料,内部的金属具有极大的经济价值,而且,假如回收不当不仅将造成资源浪费还会产生环境污染,为此,就需要对锡铜金银的废料进行全面的回收工艺,但是现有锡铜金银废料的回收工艺存在回收产品单一、回收效率低、易造成环境污染的缺点,因此,针对现今电子及矿物开采行业的日益发展,提供一种回收产品全面、回收效率高、不易造成环境污染的锡铜金银废料的综合回收工艺在当今的形势下显得越来越迫切。



技术实现要素:

(1)要解决的技术问题

本发明为了克服现有锡铜金银废料的回收工艺回收产品单一、回收效率低、易造成环境污染的缺点,本发明要解决的技术问题是提供一种回收产品全面、回收效率高、不易造成环境污染的锡铜金银废料的综合回收工艺。

(2)技术方案

为了解决上述技术问题,本发明提供了这样一种锡铜金银废料的综合回收工艺,具体包括以下步骤:

A.对锡铜金银废料利用球磨机进行球磨,将物料磨碎;

B.将经A处理过的物料进行加热烘干,加热温度为300-400℃,加热时间为2-3小时;

C.将经B处理过的物料利用回转炉进行焙烧,焙烧温度为500-600℃,焙烧时间为3-4小时;

D.将经C处理过的物料利用粉碎机进行粉碎,将物料彻底粉碎;

E.将经D处理过的物料加入蒸馏水进行浸泡,并加入硫酸将浸泡溶液pH调整为1.5-2,浸泡固液比为3.5-5:1,通过蒸汽加热使浸泡温度达到80-90℃,浸泡时间为4-5小时,之后再进行过滤,实现固液分离,分离得出固体物料Ⅰ和液体物料Ⅰ,并分别留用;

F.向E中分离得出的液体物料Ⅰ中加入片碱,将溶液pH调整为9.5-10.5,通过蒸汽加热使溶液温度达到80-90℃,持续时间1-2小时,之后再进行过滤,实现固液分离,分离得到固体物料Ⅱ,固体物料Ⅱ为氧化铜,即实现对锡铜金银废料中铜元素的回收;

G.向E中分离得出的固体物料Ⅰ中加入氯化钠溶液,氯化钠浓度为25%-35%,通过加入盐酸将溶液pH调整为0.5-1,固液比为3.5-5:1,通过蒸汽加热使溶液温度达到80-90℃,持续时间为3-4小时,之后再进行过滤,实现固液分离,分离得出固体物料Ⅲ和液体物料Ⅲ,液体物料Ⅲ留用,固体物料Ⅲ为氧化锡,即实现对锡铜金银废料中锡元素的回收;

H.向G中分离得出的液体物料Ⅲ中加入液体物料Ⅲ重量1-1.2倍的铝粉,通过蒸汽加热使溶液温度达到45-55℃,持续时间为1-2小时,之后再进行过滤,实现固液分离,分离得出固体物料Ⅳ;

I.将H中分离得出的固体物料Ⅳ加入中频炉中,加入固体物料Ⅳ重量0.1-0.14倍的碳粉,加入固体物料Ⅳ重量0.12-0.18倍的纯碱,加入固体物料Ⅳ重量0.05-0.07倍的硼砂,加热温度为1200-1400℃,并持续通气,持续反应时间为1-2小时,进行熔炼;

J.将经I处理过的物料作为阳极,加入硝酸和硝酸银的混合溶液,进行电解,混合液中硝酸的浓度为3-5g/L,混合液中硝酸银的浓度为80-150g/L,电解完成后,阴极得到单质银,即实现对锡铜金银废料中银元素的回收,并对阳极未溶解的固体进行过滤,得到固体物料Ⅴ;

K.向J中分离得出的固体物料Ⅴ中加入盐酸和氯酸钠的混合溶液,混合液中盐酸的浓度为50-70g/L,混合液中氯酸钠的浓度为90-110g/L,通过蒸汽加热使溶液温度达到80-90℃,固液比为2.5-3.5:1,持续时间为0.8-1.2小时,之后再加入与盐酸和氯酸钠的混合溶液等体积的磷酸三丁酯和煤油混合物,磷酸三丁酯和煤油混合物中磷酸三丁酯和煤油的体积比为0.7-0.9:1,进行萃取并分离,分离得到有机相留用;

L.将K中分离得出的有机相加入到反应釜中,加入有机相体积0.4-0.6倍的10-12%浓度的盐酸溶液,加入有机相体积0.2-0.4倍的8-10%浓度的草酸溶液,通过蒸汽加热使溶液温度达到60-80℃,不断搅拌,持续时间为0.5-0.7小时,进行反萃还原,之后再进行过滤,实现固液分离,分离得出固体物料Ⅵ;

M.向L中分离得出的固体物料Ⅵ中加入固体物料Ⅵ重量2-2.4倍的蒸馏水,并一同加热煮沸,持续煮沸10-20分钟,之后再进行过滤,实现固液分离,分离得出固体物料Ⅶ;

N.将M中分离得出的固体物料Ⅶ加入到坩埚中,并加入固体物料Ⅶ重量0.2-0.4倍的硼砂,加热温度为1100-1300℃,持续时间为15-25分钟,最终产物得到单质金,即实现对锡铜金银废料中金元素的回收。

优选地,步骤D中,粉碎是利用雷蒙磨粉碎机进行粉碎。

优选地,步骤E或步骤F或步骤G或步骤H或步骤J或步骤L或步骤M中,过滤是利用厢式压滤机进行过滤。

优选地,步骤F中,加入片碱将溶液pH调整为10,通过蒸汽加热使溶液温度达到85℃,持续时间1.5小时。

优选地,步骤G中,加入氯化钠溶液,氯化钠浓度为30%,通过加入盐酸将溶液pH调整为0.8,固液比为4:1,通过蒸汽加热使溶液温度达到85℃,持续时间为3.5小时。

优选地,步骤N中,加入固体物料Ⅶ重量0.3倍的硼砂,加热温度为1200℃,持续时间为20分钟。

优选地,步骤N中,通过炼金火焰枪进行加热。

(3)有益效果

本发明与现有技术相比,通过科学的步骤设计,使锡铜金银废料先通过球磨再烘干再焙烧再粉碎的处理工艺,使锡铜金银废料中的锡铜金银元素得到充分的分离,并且有利于后续加工工序的进行,大大的提高了锡铜金银废料的回收效率,随后,再通过分层次的提取分离,一步一步将锡铜金银废料中的铜、锡、银和金按顺序分别进行回收,同时合理的安排了回收过程和精确的回收条件,不仅使废料回收全面又彻底,而且回收效率高,不容易产生浪费,而且本发明将每种元素的回收过程限定在四个步骤中,保证了整体回收的可控性,即使某个小步骤出了问题,整体上也能得到很好的解决,保证了回收工艺的连续性,确保了回收过程中不易造成环境污染,并且,本发明的步骤E和步骤F和步骤G和步骤K中通过精确的固液比和反应时间,使反应物在最短的时间内使发生充分完成进行,同时各步骤通过蒸汽加热,使本发明在不影响反应结果的前提下,极大地促进的反应的进行,最终达到了回收产品全面、回收效率高、不易造成环境污染的效果。

步骤D中,粉碎是利用雷蒙磨粉碎机进行粉碎,这样可以对锡铜金银废料粉碎更彻底,使后期回收的各种产物更加细致,使产物精度高、纯度高,能不需要再提纯即可直接作为原材料使用。

优选地,步骤E或步骤F或步骤G或步骤H或步骤J或步骤L或步骤M中,过滤是利用厢式压滤机进行过滤,这样可以使过滤更彻底,使各元素的回收更高效,不产生浪费。

步骤N中,通过炼金火焰枪进行加热,这样加热更加快速,直接提高金元素的回收速度,加快反应的进行,提高回收效率。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

一种锡铜金银废料的综合回收工艺,具体包括以下步骤:

A.对锡铜金银废料利用球磨机进行球磨,将物料磨碎;

B.将经A处理过的物料进行加热烘干,加热温度为300℃,加热时间为3小时;

C.将经B处理过的物料利用回转炉进行焙烧,焙烧温度为500℃,焙烧时间为4小时;

D.将经C处理过的物料利用雷蒙磨粉碎机进行粉碎,将物料彻底粉碎;

E.将经D处理过的物料加入蒸馏水进行浸泡,并加入硫酸将浸泡溶液pH调整为1.5,浸泡固液比为5:1,通过蒸汽加热使浸泡温度达到80℃,浸泡时间为5小时,之后再通过厢式压滤机进行过滤,实现固液分离,分离得出固体物料Ⅰ和液体物料Ⅰ,并分别留用;

F.向E中分离得出的液体物料Ⅰ中加入片碱,将溶液pH调整为9.5,通过蒸汽加热使溶液温度达到80℃,持续时间2小时,之后再通过厢式压滤机进行过滤,实现固液分离,分离得到固体物料Ⅱ,固体物料Ⅱ为氧化铜,即实现对锡铜金银废料中铜元素的回收;

G.向E中分离得出的固体物料Ⅰ中加入氯化钠溶液,氯化钠浓度为25%,通过加入盐酸将溶液pH调整为0.5,固液比为3.5:1,通过蒸汽加热使溶液温度达到80℃,持续时间为4小时,之后再通过厢式压滤机进行过滤,实现固液分离,分离得出固体物料Ⅲ和液体物料Ⅲ,液体物料Ⅲ留用,固体物料Ⅲ为氧化锡,即实现对锡铜金银废料中锡元素的回收;

H.向G中分离得出的液体物料Ⅲ中加入液体物料Ⅲ重量1倍的铝粉,通过蒸汽加热使溶液温度达到55℃,持续时间为1小时,之后再通过厢式压滤机进行过滤,实现固液分离,分离得出固体物料Ⅳ;

I.将H中分离得出的固体物料Ⅳ加入中频炉中,加入固体物料Ⅳ重量0.1倍的碳粉,加入固体物料Ⅳ重量0.12倍的纯碱,加入固体物料Ⅳ重量0.05倍的硼砂,加热温度为1400℃,并持续通气,持续反应时间为1小时,进行熔炼;

J.将经I处理过的物料作为阳极,加入硝酸和硝酸银的混合溶液,进行电解,混合液中硝酸的浓度为3g/L,混合液中硝酸银的浓度为80g/L,电解完成后,阴极得到单质银,即实现对锡铜金银废料中银元素的回收,并通过厢式压滤机对阳极未溶解的固体进行过滤,得到固体物料Ⅴ;

K.向J中分离得出的固体物料Ⅴ中加入盐酸和氯酸钠的混合溶液,混合液中盐酸的浓度为50g/L,混合液中氯酸钠的浓度为90g/L,通过蒸汽加热使溶液温度达到90℃,固液比为2.5:1,持续时间为0.8小时,之后再加入与盐酸和氯酸钠的混合溶液等体积的磷酸三丁酯和煤油混合物,磷酸三丁酯和煤油混合物中磷酸三丁酯和煤油的体积比为0.9:1,进行萃取并分离,分离得到有机相留用;

L.将K中分离得出的有机相加入到反应釜中,加入有机相体积0.4倍的12%浓度的盐酸溶液,加入有机相体积0.2倍的10%浓度的草酸溶液,通过蒸汽加热使溶液温度达到80℃,不断搅拌,持续时间为0.5小时,进行反萃还原,之后再通过厢式压滤机进行过滤,实现固液分离,分离得出固体物料Ⅵ;

M.向L中分离得出的固体物料Ⅵ中加入固体物料Ⅵ重量2倍的蒸馏水,并一同加热煮沸,持续煮沸20分钟,之后再通过厢式压滤机进行过滤,实现固液分离,分离得出固体物料Ⅶ;

N.将M中分离得出的固体物料Ⅶ加入到坩埚中,并加入固体物料Ⅶ重量0.2倍的硼砂,并通过炼金火焰枪进行加热,加热温度为1300℃,持续时间为15分钟,最终产物得到单质金,即实现对锡铜金银废料中金元素的回收。

实施例2

一种锡铜金银废料的综合回收工艺,具体包括以下步骤:

A.对锡铜金银废料利用球磨机进行球磨,将物料磨碎;

B.将经A处理过的物料进行加热烘干,加热温度为350℃,加热时间为2.5小时;

C.将经B处理过的物料利用回转炉进行焙烧,焙烧温度为550℃,焙烧时间为3.5小时;

D.将经C处理过的物料利用雷蒙磨粉碎机进行粉碎,将物料彻底粉碎;

E.将经D处理过的物料加入蒸馏水进行浸泡,并加入硫酸将浸泡溶液pH调整为1.8,浸泡固液比为4:1,通过蒸汽加热使浸泡温度达到85℃,浸泡时间为4.5小时,之后再通过厢式压滤机进行过滤,实现固液分离,分离得出固体物料Ⅰ和液体物料Ⅰ,并分别留用;

F.向E中分离得出的液体物料Ⅰ中加入片碱,将溶液pH调整为10,通过蒸汽加热使溶液温度达到85℃,持续时间1.5小时,之后再通过厢式压滤机进行过滤,实现固液分离,分离得到固体物料Ⅱ,固体物料Ⅱ为氧化铜,即实现对锡铜金银废料中铜元素的回收;

G.向E中分离得出的固体物料Ⅰ中加入氯化钠溶液,氯化钠浓度为30%,通过加入盐酸将溶液pH调整为0.8,固液比为4:1,通过蒸汽加热使溶液温度达到85℃,持续时间为3.5小时,之后再通过厢式压滤机进行过滤,实现固液分离,分离得出固体物料Ⅲ和液体物料Ⅲ,液体物料Ⅲ留用,固体物料Ⅲ为氧化锡,即实现对锡铜金银废料中锡元素的回收;

H.向G中分离得出的液体物料Ⅲ中加入液体物料Ⅲ重量1.1倍的铝粉,通过蒸汽加热使溶液温度达到50℃,持续时间为1.5小时,之后再通过厢式压滤机进行过滤,实现固液分离,分离得出固体物料Ⅳ;

I.将H中分离得出的固体物料Ⅳ加入中频炉中,加入固体物料Ⅳ重量0.12倍的碳粉,加入固体物料Ⅳ重量0.15倍的纯碱,加入固体物料Ⅳ重量0.06倍的硼砂,加热温度为1300℃,并持续通气,持续反应时间为1.5小时,进行熔炼;

J.将经I处理过的物料作为阳极,加入硝酸和硝酸银的混合溶液,进行电解,混合液中硝酸的浓度为4g/L,混合液中硝酸银的浓度为110g/L,电解完成后,阴极得到单质银,即实现对锡铜金银废料中银元素的回收,并通过厢式压滤机对阳极未溶解的固体进行过滤,得到固体物料Ⅴ;

K.向J中分离得出的固体物料Ⅴ中加入盐酸和氯酸钠的混合溶液,混合液中盐酸的浓度为60g/L,混合液中氯酸钠的浓度为100g/L,通过蒸汽加热使溶液温度达到85℃,固液比为3:1,持续时间为1小时,之后再加入与盐酸和氯酸钠的混合溶液等体积的磷酸三丁酯和煤油混合物,磷酸三丁酯和煤油混合物中磷酸三丁酯和煤油的体积比为0.8:1,进行萃取并分离,分离得到有机相留用;

L.将K中分离得出的有机相加入到反应釜中,加入有机相体积0.5倍的11%浓度的盐酸溶液,加入有机相体积0.3倍的9%浓度的草酸溶液,通过蒸汽加热使溶液温度达到70℃,不断搅拌,持续时间为0.6小时,进行反萃还原,之后再通过厢式压滤机进行过滤,实现固液分离,分离得出固体物料Ⅵ;

M.向L中分离得出的固体物料Ⅵ中加入固体物料Ⅵ重量2.2倍的蒸馏水,并一同加热煮沸,持续煮沸15分钟,之后再通过厢式压滤机进行过滤,实现固液分离,分离得出固体物料Ⅶ;

N.将M中分离得出的固体物料Ⅶ加入到坩埚中,并加入固体物料Ⅶ重量0.3倍的硼砂,并通过炼金火焰枪进行加热,加热温度为1200℃,持续时间为20分钟,最终产物得到单质金,即实现对锡铜金银废料中金元素的回收。

实施例3

一种锡铜金银废料的综合回收工艺,具体包括以下步骤:

A.对锡铜金银废料利用球磨机进行球磨,将物料磨碎;

B.将经A处理过的物料进行加热烘干,加热温度为400℃,加热时间为2小时;

C.将经B处理过的物料利用回转炉进行焙烧,焙烧温度为600℃,焙烧时间为3小时;

D.将经C处理过的物料利用雷蒙磨粉碎机进行粉碎,将物料彻底粉碎;

E.将经D处理过的物料加入蒸馏水进行浸泡,并加入硫酸将浸泡溶液pH调整为2,浸泡固液比为3.5:1,通过蒸汽加热使浸泡温度达到90℃,浸泡时间为4小时,之后再通过厢式压滤机进行过滤,实现固液分离,分离得出固体物料Ⅰ和液体物料Ⅰ,并分别留用;

F.向E中分离得出的液体物料Ⅰ中加入片碱,将溶液pH调整为10.5,通过蒸汽加热使溶液温度达到90℃,持续时间1小时,之后再通过厢式压滤机进行过滤,实现固液分离,分离得到固体物料Ⅱ,固体物料Ⅱ为氧化铜,即实现对锡铜金银废料中铜元素的回收;

G.向E中分离得出的固体物料Ⅰ中加入氯化钠溶液,氯化钠浓度为35%,通过加入盐酸将溶液pH调整为1,固液比为5:1,通过蒸汽加热使溶液温度达到90℃,持续时间为3小时,之后再通过厢式压滤机进行过滤,实现固液分离,分离得出固体物料Ⅲ和液体物料Ⅲ,液体物料Ⅲ留用,固体物料Ⅲ为氧化锡,即实现对锡铜金银废料中锡元素的回收;

H.向G中分离得出的液体物料Ⅲ中加入液体物料Ⅲ重量1倍的铝粉,通过蒸汽加热使溶液温度达到45℃,持续时间为2小时,之后再通过厢式压滤机进行过滤,实现固液分离,分离得出固体物料Ⅳ;

I.将H中分离得出的固体物料Ⅳ加入中频炉中,加入固体物料Ⅳ重量0.14倍的碳粉,加入固体物料Ⅳ重量0.18倍的纯碱,加入固体物料Ⅳ重量0.07倍的硼砂,加热温度为1200℃,并持续通气,持续反应时间为2小时,进行熔炼;

J.将经I处理过的物料作为阳极,加入硝酸和硝酸银的混合溶液,进行电解,混合液中硝酸的浓度为5g/L,混合液中硝酸银的浓度为150g/L,电解完成后,阴极得到单质银,即实现对锡铜金银废料中银元素的回收,并通过厢式压滤机对阳极未溶解的固体进行过滤,得到固体物料Ⅴ;

K.向J中分离得出的固体物料Ⅴ中加入盐酸和氯酸钠的混合溶液,混合液中盐酸的浓度为70g/L,混合液中氯酸钠的浓度为110g/L,通过蒸汽加热使溶液温度达到80℃,固液比为3.5:1,持续时间为1.2小时,之后再加入与盐酸和氯酸钠的混合溶液等体积的磷酸三丁酯和煤油混合物,磷酸三丁酯和煤油混合物中磷酸三丁酯和煤油的体积比为0.7:1,进行萃取并分离,分离得到有机相留用;

L.将K中分离得出的有机相加入到反应釜中,加入有机相体积0.6倍的10%浓度的盐酸溶液,加入有机相体积0.4倍的8%浓度的草酸溶液,通过蒸汽加热使溶液温度达到60℃,不断搅拌,持续时间为0.7小时,进行反萃还原,之后再通过厢式压滤机进行过滤,实现固液分离,分离得出固体物料Ⅵ;

M.向L中分离得出的固体物料Ⅵ中加入固体物料Ⅵ重量2.4倍的蒸馏水,并一同加热煮沸,持续煮沸10分钟,之后再通过厢式压滤机进行过滤,实现固液分离,分离得出固体物料Ⅶ;

N.将M中分离得出的固体物料Ⅶ加入到坩埚中,并加入固体物料Ⅶ重量0.4倍的硼砂,并通过炼金火焰枪进行加热,加热温度为1100℃,持续时间为25分钟,最终产物得到单质金,即实现对锡铜金银废料中金元素的回收。

本发明与现有技术相比,通过科学的步骤设计,使锡铜金银废料先通过球磨再烘干再焙烧再粉碎的处理工艺,使锡铜金银废料中的锡铜金银元素得到充分的分离,并且有利于后续加工工序的进行,大大的提高了锡铜金银废料的回收效率,随后,再通过分层次的提取分离,一步一步将锡铜金银废料中的铜、锡、银和金按顺序分别进行回收,同时合理的安排了回收过程和精确的回收条件,不仅使废料回收全面又彻底,而且回收效率高,不容易产生浪费,而且本发明将每种元素的回收过程限定在四个步骤中,保证了整体回收的可控性,即使某个小步骤出了问题,整体上也能得到很好的解决,保证了回收工艺的连续性,确保了回收过程中不易造成环境污染,并且,本发明的步骤E和步骤F和步骤G和步骤K中通过精确的固液比和反应时间,使反应物在最短的时间内使发生充分完成进行,同时各步骤通过蒸汽加热,使本发明在不影响反应结果的前提下,极大地促进的反应的进行,最终达到了回收产品全面、回收效率高、不易造成环境污染的效果。

现有普通工艺条件下锡铜金银废料的回收率为:锡-88%,铜-83%,金-93%,银91%。本发明工艺条件下锡铜金银废料的回收率为:锡-93%,铜-91%,金-98%,银97%。数据表明,本发明确实能提高各金属的回收效率,并且回收产品全面、不易造成环境污染。

以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形、改进及替代,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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