CN100509636C

CN100509636C - 利用废旧线路板中铜制备硫酸铜的方法

Info

Publication number: CN100509636C
Application number: CNB2007100386933A
Authority: CN
Inventors: 朱萍; 黄晨; 吴金华; 凌为峰; 李传华; 顾卫星
Original assignee: SHANGHAI XINJINQIAO INDUSTRY WASTE MATERIAL MANAGEMENT Co Ltd; University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: SHANGHAI XINJINQIAO INDUSTRY WASTE MATERIAL MANAGEMENT Co Ltd; University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2027-03-29
Also published as: CN101049955A

Abstract

本发明涉及一种利用废旧线路板中的铜制备硫酸铜的方法。该方法具体步骤为：对废旧线路板进行预处理，使金属和非金属解离，以获得30～60目的金属粉；然后将上述金属粉以质量体积比为1∶10～20的比例与浓度为0.8～1.5mol/L的稀硫酸混合，并加入氯化钠和硫酸铜，使其质量百分比浓度分别达到5%～10%和2%～5%；向上述反应液中鼓入空气，室温下反应6～12小时；过滤，所得滤液进行蒸发结晶，即得到CuSO₄·5H₂O。该方法采用的原料无毒，且价廉易得，试剂消耗少，常温、常压，废液排放少，后处理简单，与其它方法相比具有明显优势。

Description

利用废旧线路板中铜制备硫酸铜的方法

技术领域

本发明涉及一种硫酸铜的制备方法，特别是一种利用废旧线路板中的铜制备硫酸铜的方法。

背景技术

由于电子技术飞速发展，电子产品淘汰和过时非常快，在生产时及使用后均产生了大量的电子废弃物，废旧电路板(PCB)就是其中之一。据有关参考数据估计，废PCB正以每年3％～5％的速度增长，比一般城市废物增长速度快3倍。尤其是发达国家，由于电子产品更新换代速度快，废PCB的产生速度也更快。目前，废PCB已经成为世界关注的热点，几乎所有国家都面临着一个非常棘手的难题——废PCB的回收与利用。我国也已经进入家用电器淘汰的高峰期，废PCB问题非常严峻。废弃PCB中含有大量可回收利用的贵重物质。其中，铜的含量占整个PCB板重量的三分之一，因此，从废PCB中回收铜具有重大意义。

目前废PCB回收处理技术，主要分为火法和湿法。

火法冶金从电子废物中提取金属工艺技术一直是一种重要的金属回收技术，基本原理是利用冶金炉高温加热剥离非金属物质，贵金属熔融于其它金属熔炼物料或熔盐中，再加以分离。非金属物质主要是印刷电路板材料等，一般呈浮渣物分离去除，而贵金属与其它金属呈合金态流出，再精炼或电解处理。该工艺方法具有简单、方便和回收率高的特点，80年代应用较为普遍。

焚烧法首先将废PCB进行机械粉碎至1～2尺寸大小后，然后送入一次焚化炉中焚烧，将含有约40％的树脂分解破坏，使有机气体与固体物分离，剩余残渣即为裸露的金属(Cu、Ag等)、玻璃纤维以及一部分的金属氧化物，经粉碎后送冶炼厂进行金属回收。由于废PCB中含有溴、苯、铅、汞等有毒物质，燃烧的有毒烟气、水和废渣会引起人和牲畜呕吐、恶心、头晕等症状。这种方法对生态环境会产生不可恢复的严重影响。

热裂解法是在缺氧的环境下，将有机物质置于密封容器中，在高温高压、高温低压或常压下，使有机物质加热(通常是350℃一9000℃)分解，转换成油气利用。裂解后废弃PCB中胶结的有机物分解、挥发，其他各组分成单离状态——铜等金属物质，易于用简单的粉碎、磁选、涡电流分选等办法将其分选回收。裂解所产生的挥发气体由反应器的排气管排出，经过油气分离(冷凝)、将可凝结的气体冷凝成油，不可凝的气体经处理后作为燃料利用，并经二次燃烧室使其完全破坏后排放。

由于PCB中的阻燃剂含有大量溴或氯，燃烧后的废气易造成空气污染。因此，热处理法对焚化炉及空气污染防治设施的要求较严格。空气污染防治设施的设计及设置要求较高，该处理技术仍需在经济上再做考虑。

湿法冶金提取金属技术于二十世纪70年代始于西方发达国家，该技术的基本原理主要是利用金属能溶解在硝酸、王水或其它苛性酸中的特点，将其从电子废物中脱除并从液相中予以回收。80年代后，由于人们对环保的重视和从电子废物中回收贵金属已变得有利可图，许多科研工作者开始从事这方面的研究，并取得技术上的突破与进步，使湿法冶金提取金属技术日趋完善。

酸洗法是一种无选择性的湿法冶金方法，它是将含有贵金属的废板以强酸或强氧化剂处理，先得到贵全属的剥离沉淀物和含铜以及其它价值比较低的金属废酸溶液。含有高浓度铜离子的酸溶液回收硫酸铜或电解铜。往往由于后者其经济价值明显降低，导致在贵金属回收后的废板、废料及含有害有毒离子的废液遭任意倾弃或掩埋，而造成严重的二次污染。

溶蚀法是选择性湿法冶金方法。主要用于回收含贵金属的接点、合金底材。将废弃PCB置于氯化溶蚀液中，在适当的氧化还原电位值控制下使底材溶蚀，而贵金属则不溶，因此可以将其回收，含有高浓度铜离子的氯化溶蚀液再用氯气氧化，氯化溶蚀液循环使用，最后加以处理使尾液合乎排放标准。而多层板需经破碎处理后再溶蚀，其内层的溶蚀效率较低。

由于湿法技术废气排放少、提取贵金属后的残留物易于处理、经济效益显著、工艺流程简单，目前，它比火法冶金提取金属的技术应用更普及和更广泛。湿法回收金属有许多优点。但它也存在着一定的缺点。主要为化学试剂消耗量大，后处理有一定难度。因此，在实际生产中还有许多方面需要改进和完善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用废旧线路板中的铜制备硫酸铜的方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种利用废旧线路板中的铜制备硫酸铜的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

a)对废旧线路板进行预处理，使金属和非金属解离，以获得30～60目的金属粉；

b)然后将上述金属粉以质量体积比为1：10～20的比例与浓度为0.8～1.5mol/L的稀硫酸混合，并加入氯化钠和硫酸铜，使其质量百分比浓度分别达到5％～10％和2％～5％；

c)向经步骤b得到的反应液中鼓入空气，室温下反应6～12小时；过滤，所得滤液进行蒸发结晶，即得到CuSO₄·5H₂O。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

1.与火法相比，整个过程没有烟气排放，避免了火法燃烧所造成的大气污染。

2.整个过程是在常温常压下进行，与其他湿法相比，节省了能量消耗。

3.整个过程中所用的试剂，除硫酸需要根据反应酸度的要求定期补充外，硫酸铜只是在最初反应时加入，之后就不再补加；而氯化钠也只是因为反应过程的少量损失而进行补充。整个过程试剂消耗少，成本低。

4.结晶后剩余的母液经重新配比后可循环使用。

具体实施方式

实施例一：将废PCB破碎分选后得到含铜等金属的60目的金属粉，取30g含铜金属粉，加入1.3mol/L的稀硫酸，固液比1g:10ml，再加入的氯化钠至其质量百分比浓度达到8％，以及五水硫酸铜使硫酸铜质量百分比浓度达到3％，鼓入空气进行反应，时间为10h。将所得溶液抽滤，滤液进行蒸发结晶，可得98.5％的CuSO₄·5H₂O产品。

实施例二：将废PCB破碎分选后得到含铜等金属的60目的金属粉，取20g含铜金属粉，加入1.0mol/L的稀硫酸，固液比1g:15ml，再加入的氯化钠至其质量百分比浓度达到8％，以及五水硫酸铜使硫酸铜质量百分比浓度达到3％，鼓入空气进行反应，时间为7h。将所得溶液抽滤，滤液进行蒸发结晶，可得99％的CuSO₄·5H₂O产品。

Claims

1.一种利用废旧线路板中的铜制备硫酸铜的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

a.对废旧线路板进行预处理，使金属和非金属解离，以获得30～60目的金属粉；

b.然后将上述金属粉以质量体积比为1：10～20的比例与浓度为0.8～1.5mol/L的稀硫酸混合，并加入氯化钠和硫酸铜，使其质量百分比浓度分别达到5％～10％和2％～5％；

c.向经步骤b得到的反应液中鼓入空气，室温下反应6～12小时；过滤，所得滤液进行蒸发结晶，即得到CuSO₄·5H₂O。