一种分离废电路板中两性金属的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于废弃资源回收技术领域，尤其涉及一种利用梯级碱溶液分离废弃电路 板中两性金属的方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着电子产品更新换代速度加快，我国产生了大量的电子废弃物。这些电 子废弃物成分复杂、有毒化学物质含量较多，如果直接填埋，其中的重金属会对土壤以及水 资源造成污染，如果直接焚烧处理，其中的有机物经过焚烧会释放出像二噁英、呋喃等有害 气体，对自然环境和人体造成危害。此外，电子废弃物中含有大量可回收利用的金属，如铝、 铜、铅、锌、贵金属(金、银）、铂族金属，这些金属元素种类丰富，品位高，极具有回收价值。随 着全球资源短缺，高碱资源的回收利用逐渐成为关注的焦点。电子废弃物，作为重要的"城 市矿山"，也越发受到人们的关注。
[0003][0004] 目前国内外对废弃电路板中有价金属的回收方法有很多，但主要是对铜及贵金属 进行了大量研究，对两性金属的分离回收研究较少。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是，克服以上【背景技术】中提到的不足和缺陷，提供一 种流程简短、金属选择性分离、后续处理简单、清洁高效的利用梯级碱溶液分离废弃电路板 中两性金属的方法，以实现两性金属铝、锌、铅、锡与铜、贵金属清洁高效选择性分离。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
[0007] -种分离废电路板中两性金属的方法，包括以下步骤：
[0008] (1)将废电路板多金属粉末加入浓度为0.5~2mol/L的碱溶液中，在30~80°C温度 条件下搅拌浸出后过滤，得到低碱浸出渣和低碱浸出液;铝、锌进入低碱浸出液中，铜、铅、 锡及贵金属进入低碱浸出渣中；
[0009] (2)将所述低碱浸出渣加入浓度为1~4mo 1/L的碱溶液中，同时加入理论量(将铅 和锡全部反应完全所需的用量）1~10倍的氧化剂，在30~80°C的温度条件下搅拌浸出后过 滤，得到高碱浸出渣及高碱浸出液;铅、锡进入高碱浸出液，铜及贵金属进入高碱浸出渣。
[0010] 上述的方法，优选的，所述步骤（1)中，浸出的时间为30~120min;碱溶液与废电路 板多金属粉末的液固质量比为（10~20): 1。
[0011] 上述的方法，优选的，所述步骤（1)中，碱溶液的浓度为1~2mol/L，浸出时温度为 40~60°C，浸出的时间为30~90min。
[0012] 上述的方法，优选的，所述步骤(2)中，碱溶液与低碱浸出渣的液固质量比为10~ 40:1〇
[0013]上述的方法，优选的，所述步骤(2)中，碱溶液的浓度为2~4mol/L，碱溶液与低碱 浸出渣的液固质量比为（10~20): 1，浸出温度为50~70°C，浸出时间为90~180min。
[0014] 上述的方法，优选的，所述步骤(2)中，氧化剂为出02、02、似(：10、03或空气中的一种 或几种。
[0015] 上述的方法，优选的，所述碱溶液为NaOH溶液或Κ0Η溶液。
[0016] 上述的方法，优选的，在步骤（1)后的低碱浸出液中加入碱溶液后返回步骤（1)中 对废弃电路板多金属粉末进行浸出，待低碱浸出液中有价金属富集后开路回收浸出液中的 铝和锌(如Na 2S浸出、控制碱度结晶等方法回收）。
[0017] 本发明的基本原理:采用梯级碱溶法分离废电路板中两性金属，根据两性金属电 化学性质差异，对较活泼的两性金属(铝、锌)采用低碱浸出，对活泼性较弱的两性金属(铅、 锡)采用高碱氧化浸出，达到两性金属选择性分离。废电路板中铜、镍等在高碱氧化浸出过 程中有少量被氧化，但其单质及氧化物均不与碱反应，存在于高碱浸出渣中。贵金属在梯级 碱溶过程中不参与反应，也在高碱浸出渣中富集。两段浸出液成分简单，杂质少，可通过简 单的化学分离(如Na 2S浸出、控制碱度结晶等)将两性金属分离回收，回收产品纯度高。
[0018] 与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0019] (1)本发明工艺流程简短、金属回收效率高，铝、锌、铅、锡转化分离率均可达90 % 以上，铜在高碱渣中的富集率在99%以上，贵金属则100%富集于高碱渣中。
[0020] (2)本发明采用梯级碱溶废弃电路板中两性金属，金属选择性分离，浸出液成分简 单，杂质少，容易分离，回收制得的产品纯度高，对设备腐蚀性小，进而降低了生产成本，提 高了生产效率。
[0021 ] (3)本发明中的每一步浸出处理工序得到的浸出液，待有价金属富集、分离后，处 理后液均可在该步工序中循环利用，减少了试剂消耗，同时减少了废水处理及排放量。既有 利于提高经济效益，又减轻了环境负荷。
[0022] (4)本发明与火法处理废弃电路板相比，本发明避开了有毒有害气体生成，生产环 境友好。
[0023]综上所述，本发明根据废弃电路板有价成分特点，提出梯级碱溶处理，低碱浸出分 离铝和锌，高碱氧化浸出将铅、锡与铜分离，达到两性金属选择性分离目的，且二次浸出液 成分简单，只需经过控制碱度结晶或Na2S沉淀，即可制得纯度较高的产品；同时相比于火法 处理废电路板，该方法避免了二噁英等有毒有害气体生成，与环境友好;工艺流程简单、金 属选择性分离、生产高效清洁，适于工业化应用。
【附图说明】
[0024]图1为本发明的工艺流程图。
[0025] 图2为本发明实施例所选用的废电路板多金属富集粉末的XRD图。
[0026] 图3为本发明实施例1得到的低碱浸出渣的XRD图。
[0027]图4为本发明实施例1得到的高碱浸出渣的XRD图。
[0028]图5为本发明实施例1得到的锡酸钠晶体的照片。
[0029]图6为本发明实施例4得到的锡酸钠晶体的XRD图。
【具体实施方式】
[0030] 为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全 面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
[0031] 除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相 同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的 保护范围。
[0032] 除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市 场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0033] 下述实施例中选用的废电路板多金属富集粉末化学组成如表1所示，XRD图如图2 所示。
[0034] 表1废电路板多金属富集粉末化学组成
[0035]
[0036] 实施例1:
[0037] -种本发明的分离废电路板中两性金属的方法，其工艺流程图如图1所示，包括以 下步骤：
[0038] (1)低碱浸出：取500g废电路板多金属粉末，加入浓度为2mol/L的NaOH溶液浸出 (NaOH溶液与多金属粉末液固比为10:1)，在浸出温度为50°C的条件下搅拌浸出30min，其中 搅拌功率为300r/min，搅拌浸出后过滤，得到低碱浸出渣和低碱浸出液。铜、铅、锡及贵金属 进入低碱浸出渣中（其XRD图如图3所示）；铝、锌进入低碱浸出液，浸出率分别为98.31%、 97.14%。在低碱浸出液中加入NaOH溶液后返回至浸出步骤循环利用，待有价金属富集到一 定程度后，将铝、锌分离回收。
[0039] (2)高碱氧化浸出：取步骤（1)得到的低碱浸出渣，加入浓度为3mo 1/L的NaOH溶液 浸出（NaOH溶液与低碱浸出渣液固质量比为15 :1)，用恒流栗控制速度（12.5ml/min)加入 1.5L浓度为30%的氧化剂H2〇2(氧化剂为理论量的6倍），在浸出温度为50°C的条件下搅