一种光伏电池的金属提取方法与流程

本发明涉及金属提取，尤其涉及一种光伏电池的金属提取方法。

背景技术：

1、光伏组件由多个单体太阳能电池串并联并封装而成，是太阳能发电站中的核心部分。光伏组件的结构包括封装玻璃、eva胶膜、电池片、背板等。晶体硅光伏组件的寿命约为25年，光伏板整体报废后需要对晶体硅光伏组件进行无害化处理以及资源化回收利用。电池片中含有较多金属组分，如银、铜等，将其提取出来会有较好的经济价值。目前还没有对光伏电池片中的银元素和铜元素进行提取的工艺方法。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一，为此，本发明实施例提供了一种光伏电池的金属提取方法，可对光伏电池片中的银元素和铜元素进行提取和回收利用。

2、本发明实施例提出了一种光伏电池的金属提取方法，包括如下步骤：将经过除铝后的电池片浸渍在过量的酸液中，得到第一提取液，第一提取液中含有从电池片中溶解出的银离子和铜离子；在第一提取液中加入适量的nacl饱和溶液，得到氯化银沉淀与第二提取液，回收氯化银沉淀，第二提取液中含有铜离子；在第二提取液中加入适量的na2s饱和溶液，得到硫化铜沉淀与第三提取液，回收硫化铜沉淀，将不含银离子和铜离子的第三提取液返回至酸液中回用。

3、本发明可将电池片中的银元素和铜元素通过分级沉淀的方式提取出来，进行回收利用。提取沉淀后的滤液可作为酸液重复利用，可节约经济成本，体现了绿色化学的理念。采用nacl饱和溶液与na2s饱和溶液分别将银元素和铜元素分离出来，不引入额外的污染元素，实现性能的基础上精简配方。采用na2s饱和溶液将铜元素分离出来，一方面是由于硫化铜的沉淀难度较低，另一方面由于硫化铜的经济价值较高，因此通过形成硫化铜沉淀的方式将铜元素分离出来。

4、在一些实施例中，所述酸液包括浓度为5-30wt％的硝酸与浓度为1-5wt％的硫酸，硝酸和硫酸的体积比为5：1～10：1。酸液中，硝酸起主导作用，在该浓度的硝酸下，电池片中的铜、银均能够充分溶解。硫酸的引入在于保持酸液的酸性，且在少量的硫酸的影响下，电池片的提取性能更好。

5、在一些实施例中，所述酸液的体积与电池片的质量之比为50l：1kg。该配比下可保证每次金属提取的最大效率，使电池片中的金属银和铜完全提取出来。

6、在一些实施例中，所述光伏电池的金属提取方法包括如下步骤：将电池片称量后放置于酸洗池中，向酸洗池中加入过量的酸液，得到第一提取液；将第一提取液输送至第一过滤池中，第一过滤池中设有第一滤板，向第一过滤池中加入适量的nacl饱和溶液，得到氯化银沉淀与第二提取液，通过第一滤板回收氯化银沉淀；将第二提取液输送至第二过滤池中，第二过滤池中设有第二滤板，向第二过滤池中加入适量的na2s饱和溶液，得到硫化铜沉淀与第三提取液，通过第二滤板回收硫化铜沉淀，将不含银离子和铜离子的第三提取液输送回酸洗池中回用。

7、本发明通过设置酸洗池、第一过滤池和第二过滤池，可将光伏电池片中的银元素和铜元素通过分级沉淀的方式提取出来，进行回收利用。溶液在酸洗池、第一过滤池和第二过滤池中循环，最大化的压缩处理等待时间。充分利用提取液的裕量，以最少的酸液用量实现全过程工艺。

8、在一些实施例中，所述电池片在酸洗池中浸渍的过程中进行超声震荡，温度升至35-45℃，浸渍时间为20-120min。适当的升温有助于提高电池片中的金属的溶解度，辅助以超声震荡的方式，能够加速下层堆叠部分的电池片的金属提取，不受物理空间摆放位置的限制，充分提取每一块电池片的金属。

9、在一些实施例中，所述第一过滤池和第二过滤池中进行超声震荡，温度升至35-45℃。可促进反应进程，使溶液混合均匀，使得提取液中的银元素和铜元素形成沉淀更加完全。

10、在一些实施例中，所述酸洗池内具有可分离的过滤槽，过滤槽用于盛装电池片，过滤槽的底部和侧壁均布设有若干个滤孔，当电池片在酸洗池内浸渍时，第一提取液通过滤孔向酸洗池与过滤槽之间的空间流动，当电池片在酸洗池内浸渍一定时间后，将过滤槽从酸洗池中取出，更换新的经过除铝后的电池片。通过设置过滤槽，一方面可便于电池片的取放，将酸洗后的电池片进行更换，另一方面可使银元素和铜元素通过溶液的形式从过滤槽流入酸洗池内，便于后续的提取，同时防止电池片的杂质进入酸洗池。

11、在一些实施例中，所述酸洗池中的酸液的ph值保持在2-5，当酸洗池中的ph值大于5时，向酸洗池中补入酸液。使酸洗池中的酸液始终保持高浓度且过量，使电池片中金属的提取更加充分。

12、在一些实施例中，所述酸洗池中的液面高度不超过酸洗池高度的2/3。保留足够的上层空间，用于酸液的追加，以及酸液的回用循环，并给超声震荡等物理手段留足溶液震荡的空间。

13、在一些实施例中，在第一过滤池中加入nacl饱和溶液时采用分次加入，每次加入100-500ml，每间隔10min加一次，直至不继续产生沉淀为止；在第二过滤池中加入na2s饱和溶液时采用分次加入，每次加入500-2000ml，每间隔10min加一次，直至不继续产生沉淀为止。可保证溶液反应的更加充分，使溶液中的金属充分沉淀出来。溶液中的银和铜不断沉淀出来，能促使反应正向进行，提取液能够保持较低的银离子和铜离子浓度，充分实现原位再生和溶液回用。

技术特征：

1.一种光伏电池的金属提取方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的光伏电池的金属提取方法，其特征在于，所述酸液包括浓度为5-30wt％的硝酸与浓度为1-5wt％的硫酸，硝酸和硫酸的体积比为5：1～10：1。

3.根据权利要求1所述的光伏电池的金属提取方法，其特征在于，所述酸液的体积与电池片的质量之比为50l：1kg。

4.根据权利要求1-3任一项所述的光伏电池的金属提取方法，其特征在于，包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的光伏电池的金属提取方法，其特征在于，所述电池片在酸洗池中浸渍的过程中进行超声震荡，温度升至35-45℃，浸渍时间为20-120min。

6.根据权利要求4所述的光伏电池的金属提取方法，其特征在于，所述第一过滤池和第二过滤池中进行超声震荡，温度升至35-45℃。

7.根据权利要求4所述的光伏电池的金属提取方法，其特征在于，所述酸洗池内具有可分离的过滤槽，过滤槽用于盛装电池片，过滤槽的底部和侧壁均布设有若干个滤孔，当电池片在酸洗池内浸渍时，第一提取液通过滤孔向酸洗池与过滤槽之间的空间流动，当电池片在酸洗池内浸渍一定时间后，将过滤槽从酸洗池中取出，更换新的经过除铝后的电池片。

8.根据权利要求4所述的光伏电池的金属提取方法，其特征在于，所述酸洗池中的酸液的ph值保持在2-5，当酸洗池中的ph值大于5时，向酸洗池中补入酸液。

9.根据权利要求4所述的光伏电池的金属提取方法，其特征在于，所述酸洗池中的液面高度不超过酸洗池高度的2/3。

10.根据权利要求4所述的光伏电池的金属提取方法，其特征在于，在第一过滤池中加入nacl饱和溶液时采用分次加入，每次加入100-500ml，每间隔10min加一次，直至不继续产生沉淀为止；在第二过滤池中加入na2s饱和溶液时采用分次加入，每次加入500-2000ml，每间隔10min加一次，直至不继续产生沉淀为止。

技术总结
本发明提出一种光伏电池的金属提取方法，包括如下步骤：将经过除铝后的电池片浸渍在过量的酸液中，得到第一提取液，第一提取液中含有从电池片中溶解出的银离子和铜离子；在第一提取液中加入适量的NaCl饱和溶液，得到氯化银沉淀与第二提取液，回收氯化银沉淀，第二提取液中含有铜离子；在第二提取液中加入适量的Na<subgt;2</subgt;S饱和溶液，得到硫化铜沉淀与第三提取液，回收硫化铜沉淀，将不含银离子和铜离子的第三提取液返回至酸液中回用。本发明可将电池片中的银元素和铜元素通过分级沉淀的方式提取出来，进行回收利用。提取沉淀后的滤液可作为酸液重复利用，可节约经济成本，体现了绿色化学的理念。

技术研发人员：卞子君,何川,李昂,吴国勋,张发捷,李乐田,陈兴,王丽朋,卢承政
受保护的技术使用者：苏州西热节能环保技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25