废电路板火法冶炼烟尘和烟灰的综合处理方法与流程

本发明涉及一种废电路板资源化处理技术，具体涉及一种废电路板熔炼烟尘和烟灰的综合处理方法。

背景技术：

1、根据《中国统计年鉴2021》每百户年末家电拥有量，2020年电视机为120.8台，电冰箱101.8台，洗衣机96.7台，空调117.7台，计算机54.2台，手机253.8台，排油烟机60.9台。随着信息与电子行业产品更新换代的速度加快，电子产品被淘汰和废弃的速度也越来越快。

2、废电器电子产品经过拆解，可以得到废塑料、废金属、废电路板等不同类别的可回收资源。这其中废电路板是电子废弃物中价值最高、处理难度最大的组成部件，剥离电子元器件之后的裸板含有较多的cu、pb、sn、au、ag等有价金属，采用火法冶金工艺便于实现大规模快速处理，而且能够获得较高的金属收率，但火法熔炼也产生大量的烟尘和烟灰，比如烟道积灰、余热锅炉受热面的积灰以及除尘灰，这些烟灰还需要进一步的做无害化处理，实际上这些烟灰也富集了铜、铅、锌、锡、银等金属元素，因此有必要对废电路板熔炼烟灰进行综合处理，以充分回收其中的金属资源，提高废电路板的资源化处理水平，同时回收这些重要的金属也有助于提高我国战略资源的自给能力。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种处理废电路板火法冶炼烟尘和烟灰的方法，以回收其中的铜、铅、锌等金属，同时减少火法冶炼烟尘和烟灰的环境污染。

2、为解决上述问题，本发明提供了一种废电路板火法冶炼烟尘和烟灰的综合处理方法，包括如下的步骤：

3、(1)烟尘酸浸

4、废电路板熔炼烟尘和烟灰主要富集了卤化亚铜、氧化锌、氧化铅、二氧化锡、卤化银等，卤化亚铜和氧化锌都可以被盐酸溶解，二氯化铅溶于氯化铵溶液，而卤化银和二氧化锡都不溶于盐酸，所以烟尘在大气环境下采用盐酸浸出，铜铅锌进入溶液，卤化银和二氧化锡留在渣中，从而实现铜铅锌与锡、银的分离。烟尘浸出反应如下，x代表cl或br。

5、4cux+8hcl+o2＝4cucl2+4hx+2h2o

6、zno+2hcl＝zncl2+h2o

7、pbo+2hcl＝pbcl2+h2o

8、本申请采用盐酸和氯化铵混合浸出而不是盐酸浸出，可以促进二氯化铅的溶解，以实现银锡和铜铅锌的有效分离，烟尘浸出产生的滤液1是铜、铅、锌的混合溶液，滤渣1则是卤化银和二氧化锡的混合物。

9、(2)银锡回收

10、滤渣1的主要成分是卤化银和二氧化锡。卤化银具有明显的感光特性，很容易被某些特定波长的光(如可见光，紫外光，x射线等)照射并分解为金属银和卤素单质。卤化银光解反应如下，x代表cl或br。

11、2agx＝ag+x2

12、光解过程中会产生cl2和br2，将其收集并碱洗，将产生含有氯化钠和溴化钠的废液，这种废液可以作为提取溴化钠的原料。光解之后的混合料含有金属银和二氧化锡，用硝酸选择性浸出银，二氧化锡则留在浸出渣中，发生如下反应。

13、3ag+4hno3＝3agno3+no↑+2h2o

14、浸出渣的主要成分是二氧化锡，可以作为生产锡酸钠、金属锡等产品的原料。对于光解料(即滤渣1光解之后的粉料)被硝酸浸出产生的硝酸银溶液，本发明之所以选择沉淀法回收卤化银而不是还原法回收金属银，是因为卤化沉银不但可以得到纯度很高的卤化银，而且副产的硝酸可以回用到光解料的浸出步骤，不产生污水。

15、agno3+hx＝agx↓+hno3

16、相比较而言，氯化银比溴化银或碘化银更容易处理，所以本发明优选盐酸作为卤化沉银的试剂。

17、(3)铜铅锌回收

18、烟尘酸浸产生的滤液1用硫酸锌沉淀除铅，过滤后得到硫酸铅。

19、znso4+pbcl2＝pbso4↓+zncl2

20、硫酸铅可以作为生产氧化铅、金属铅、铅盐等多种铅产品的原料，沉铅余液的主要成分是氯化铜和氯化锌，为了避免引入新的杂质，本发明优选用锌粉而非铁粉来置换回收铜。

21、zn+cucl2＝zncl2+cu

22、置换铜后的余液主要成分是氯化锌，可以用氨水或碳酸铵沉锌。

23、zncl2+nh3·ho2＝zn(oh)2↓+nh4cl

24、zncl2+(nh4)2co3＝znco3↓+2nh4cl

25、锌沉淀经过洗涤、煅烧后得到氧化锌。沉锌余液的主要成分是氯化铵，可以返回烟灰浸出步骤。

26、本申请中烟尘和\或烟灰，指废电路板火法熔炼也产生的烟道积灰、余热锅炉受热面的积灰以及除尘灰等灰尘。

27、本发明提供的废电路板火法熔炼产生的烟灰和烟尘进行资源化综合处理，实现铜、铅、锌、银、锡的分离和资源化，工艺流程紧凑，金属回收率高，整个过程不产生废水。

技术特征：

1.一种废电路板火法冶炼烟尘和烟灰的综合处理方法，其特征在于包括有如下步骤：

2.根据权利要求1所述的废电路板火法冶炼烟尘和烟灰的综合处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中混合溶液与烟灰的液固比3:1～6:1l/kg。

3.根据权利要求1所述的废电路板火法冶炼烟尘和烟灰的综合处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中光解过程中产生的废气用碱液洗涤净化。

4.根据权利要求1所述废电路板火法冶炼烟尘和烟灰的综合处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中滤渣1在80～120℃下烘干2～4h。

5.根据权利要求1所述的废电路板火法冶炼烟尘和烟灰的综合处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中光解所用的光源波长为0.01～800nm，光照度1～10万lx，光解过程中滤渣1的温度保持在90～120℃，每千克滤渣1的光解时间为60～90min。

6.根据权利要求1所述废电路板火法冶炼烟尘和烟灰的综合处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中沉淀法所用的试剂包括盐酸、氢溴酸、氢碘酸，以及可溶性卤化物的至少一种，沉淀反应溶液中卤素离子与银离子的摩尔比为0.95:1～1:1。

7.根据权利要求1所述废电路板火法冶炼烟尘和烟灰的综合处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中沉淀法所用的试剂为盐酸，沉银后的余液返回用以浸出光解料。

8.根据权利要求1所述废电路板火法冶炼烟尘和烟灰的综合处理方法，其特征在于：所述步骤(3)中的可溶性硫酸盐包括硫酸锌、硫酸钠、硫酸铵和硫酸钾的至少一种。

9.根据权利要求1所述废电路板火法冶炼烟尘和烟灰的综合处理方法，其特征在于：所述步骤(3)中的可溶性碳酸盐包括有碳酸钠、碳酸铵或碳酸钾。

技术总结
本发明涉及固废资源化处理技术领域，具体涉及一种废电路板火法冶炼烟尘和烟灰的综合处理方法，包括(1)用盐酸和氯化铵混合溶液对烟灰浸出，浸出后过滤得到滤渣1和滤液1；(2)滤渣1干燥后进行光解得到的光解料，光解料用硝酸浸出，然后过滤得到滤液2和富锡渣，滤液2采用氢卤酸沉淀回收卤化银，余液返回用以浸出光解料；(3)滤液1中加入硫酸根离子反应过滤得到硫酸铅；得到的滤液通过置换反应过滤得到铜，过滤液与可溶性碳酸盐反应并过滤，沉淀物经过水洗、烘干、煅烧得到氧化锌，过滤余液返回步骤(1)用以烟灰浸出；本发明的回收方法，可实现铜、铅、锌、银、锡的分离和资源化，工艺流程紧凑，金属回收率高，整个过程不产生废水。

技术研发人员：韩志彪,丁银贵,陈士朝,郑环东,游韶玮,管子豪,杨耀武
受保护的技术使用者：中节能工程技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5