基于电化学法从废旧电路板中回收铜制备高纯超细铜粉的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明基于电化学法从回收废旧电路板中回收铜制备高纯超细铜粉的工艺，属于 电子产品中有价金属回收技术领域。
【背景技术】
[0002] 人类在进入信息时代W后，数码电子产品迅速发展，更新换代速率也越来越快，废 弃的电子产品制造了大量的垃圾，印刷电路板作为电子产品必不可少的组成部分，废弃数 量也在急剧增加，造成严重的环境污染。废旧电路板中焊接电子元件的焊锡中有铅，有些元 器件中还含有儒、隶、铭等，不恰当的处理方式，会使其中的有毒物质进入水源和±壤，污染 环境、危害人类健康。
[0003] 废弃的电路板功能不同，因此其组成物质元素也有差别，但主要构成物质基本一 致，为了达到快速传输电子数据的目的，使用了大量的重金属元素，所占比例达到50%左 右，其中包括金、销、锭、银、铜、铁、儀等金属资源，远高于自然界中矿石3%~5%的金属元 素含量。因此，废旧电路板是一个巨大的金属资源宝库，值得回收循环利用。
[0004] 目前废旧电路板的回收方法主要分为：物理法、化学法和生物法。物理方法包括拆 卸、破碎、分选等，即根据材料的密度不同分离出金属和非金属。该法回收废旧印刷电路板 不用考虑废水、废气问题，相对其他方法是一种经济环保的处理方法，能够分离并富集金属 与非金属；但是不能进一步将金属种类分开，忽略了产品的后续处理问题，所W只能作为处 理废旧印刷电路板的初步回收方法，且物理法需要高质量的大型处理设备，投资较大。
[0005] 化学方法主要包括酸或碱浸出，即废旧电路板中的铜和其他金属浸入溶液中，而 非金属物质留在渣中，然后经过净化、沉淀、溶剂萃取、离子交换、置换、过滤及蒸馈等过程 获得金属；但此法所利用的氨性铜萃取剂Ii巧4、N910铜萃取剂、氨水-氯化锭萃取剂等对 人体存在一定危害、二次污染严重、成本高效益低且后期处理繁琐。
[0006] 生物技术方法，就是利用微生物细胞或其代谢产物，通过物理、化学、生物等作用 吸附金属离子的过程。通过让培养菌不断地适应培养基，来获得在生物浸出时最大的转化 率。该方法在低浓度条件下，生物吸附剂可W选择性的吸附其中的重金属，且抑值和溫度 适应范围宽，回收贵金属效率高；但该方法对适用的藻类及菌种的筛选或改造难度较大，处 理过程中浸出时间长，现在还仍处于实验研究阶段，难W实现工业应用。
[0007] 超细铜粉由于具有很好的导电性W及粒度细致，在IOymW内，可用于涂布、封 装、连接等导电浆料、导磁胶、微电子材料等；由于具有较高活性，可用作冶金、石油化工中 的优良催化剂；另外由于铜粉的各向同性、强还原性等优点，还可用作固体润滑剂、汽车尾 气处理等，而且纯度越高粒度越小，利用价值越高，从而引起了广泛的关注。因此制备高纯、 超细、抗氧化性良好的铜粉具有很高的实用价值。
【发明内容】
[0008] 针对现有技术中通过物理法、化学法和生物法等方法回收电子产品中有价金属的 工艺存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种W废旧电路板为原料，通过电化学方法高 效率选择性回收铜，并制备出高纯度、粒径小且抗氧化性好的铜粉的方法，该方法工艺简单 高效、成本低廉环保，满足工业生产要求。
[0009] 为了实现本发明的技术目的，本发明的技术方案基于电化学法从废旧电路板中回 收铜制备高纯超细铜粉的的工艺，该工艺W硫酸铜-硫酸溶液为电解液，W废旧电路板为 阳极，铁板/网或不诱钢板/网为阴极，采用脉冲电流或直流电流进行电解沉积，在阴极得 至IJ铜粉；所述的电解液中硫酸铜的浓度为5~30g/L，抑为0. 5~1;所述的直流电流或脉 冲电流的大小W维持阴极上的平均电流密度为60~150mA/cm2,其中，脉冲电流的占空比为 0. 5~0. 95,周期为1~IOOms;所述的电解液中包含十二烷基硫酸钢和/或吐溫80。
[0010] 本发明的从废旧电路板中回收铜制备高纯超细铜粉的的工艺，还包括W下优选方 案：
[0011] 优选的方案中，十二烷基硫酸钢在电解液中的浓度不大于lOg/L;所述的吐溫80 在电解液中的浓度不大于30mL/L。最优选为电解液中包括浓度为1~5g/L的十二烷基硫 酸钢和浓度为15~25mL/L的吐溫80。适量的十二烷基硫酸钢和/或吐溫80加入，能有效 防止铜粉团聚及氧化；在电解液中同时添加十二烷基硫酸钢和吐溫80时效果最佳，
[0012] 优选的方案中，电解沉积过程中电解液的溫度维持在10~40°C之间。
[0013] 优选的方案中，电解沉积时间为10~40min。
[0014] 优选的方案中，直流电流或脉冲电流的大小W维持阴极上的平均电流密度为 80 ~120mA/cm2。
[0015] 优选的方案中，最佳的电解沉积方式是采用脉冲电流进行电解沉积。
[0016] 优选的方案中，制备的铜粉纯度>99. 9%、粒度在0.3~IOym范围内。能满足生 产导电浆料、催化剂、润滑剂、微电子产品等领域的应用要求。
[0017] 本发明是通过W下技术方案实施的，具体包括W下步骤：
[0018] 1)电解液制备：在浓度为5~30g/L的硫酸铜溶液中加入硫酸调节溶液的抑至 0. 5~1 ;可W在电解液中加入十二烷基硫酸钢（SD巧和/或吐溫80灯ween-80)，W防止铜 粉团聚和氧化；
[0019] 。电化学方法回收铜并制备铜粉：阳极为废旧电路板（选择导电性比较良好的覆 铜层压板部位与阳极连接），阴极为抛光的不诱钢板/网或铁板/网，选择恒流电源时，电流 密度80~120mA/cm2;如果是脉冲电源，选择占空比0. 5~0. 9、周期1~100ms、溫度15~ 40°C条件下，于电解槽中进行电化学反应10~40min，在阴极上电沉积得到高纯超细铜粉。
[0020] 本发明的技术方案可W采用常规的电解装置进行电解沉积，为了改善电解沉积效 率及制备的铜粉的品质，可W在阳极外面套有阳极袋，再将阳极置于电解液中，阳极袋将阳 极板与电解液隔开。且在阳极和阴极之间设置隔板，电解槽被分隔为两个底部可W互通但 又相互独立的阴极槽和阳极槽。
[0021] 相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益技术效果：
[0022] 1、首次采用电化学方法选择性收废旧电路板中的铜，相对物理法、化学法和生物 法具有明显的技术优势，主要表现在成本低（装置及操作，原料来源广）、环保（不需要采用 大量酸浸出），铜回收率高（达到90%W上），利用现有技术中的成熟的电解工业装置即能 实现操作，易于实现工业化生产。 阳02引 2、铜直接制成高品质的铜粉，具有较大的附加值，制得的铜粉纯度> 99. 9%、粒度 在0.3~IOym范围内，且耐氧化性好。可用于电浆料、催化剂、润滑剂、微电子产品等领域。
【附图说明】
[0024] 【图1】为实施例3制备的超细铜粉微观形貌；
[0025] 【图2】为实施例3制备的超细