CN100588745C - 电子废弃物分级电解回收金属的方法 - Google Patents

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Abstract

一种电子废弃物分级电解回收金属的方法，涉及电子废弃物回收处理技术领域。采用硫酸、硝酸或王水溶液逐步溶解电子废弃物中的金属元素，将溶液过滤后得到硫酸盐溶液、硝酸盐溶液和贵金属盐溶液。根据不同金属离子具有不同的分解电压，调整电极的电动势，电极的电动势根据金属离子的分解电压，由低到高逐步电解提取金属单质Cu、Zn、Pb、Ag以及Au、Pt贵金属合金。电流密度为200～1000A/m2，电解温度为20～60℃，阳极材料采用碳或Pt，阴极材料选用不锈钢、碳或Pt。优点在于，投资少、工艺简单、流程短、污染小、金属回收率高、回收成本低，适于工业化连续生产。

Description

电子废弃物分级电解回收金属的方法
技术领域
本发明涉及电子废弃物回收处理技术领域，特别是提供了一种电子废弃物分级电解回收金属的方法。
背景技术
电子电器的生产是20世纪增长最快的行业之一。截至2005年，仅我国电视机的社会保有量已达到3.5亿台，冰箱、洗衣机也分别达到1.3亿和1.7亿台。随着科学技术的发展，电子产品更新速度将会越来越快，使用寿命也将会缩短，这将使电子垃圾的数量呈直线增长。目前，电子垃圾每年增加16％～28％，比总废物量的增长速度快3倍，电子垃圾正成为新的危险废物污染源。电子废弃物中富含多种金属如Cu、Zn、Sn、Ni和贵金属Au、Ag、Pt等，蕴含着巨大的经济价值。
从电子废弃物中获取金属的传统方法是通氧焚烧，将有机成分去掉，得到金属块，然后进行冶炼、电解等得到金属单质。但是，在焚烧时会产生二恶英等大量的有害气体，对环境造成严重的污染，同时有机成分也被白白的浪费。为了避免污染环境，国内外相继提出了机械物理回收方法。如美国专利5683040(Method forrecycling waste from printed circuit board assemblies from electrical and electronicdevices)提出了一种机械物理方法，首先将电路板等电子器件拆解，将完好的电子元件回收，然后将线路板粉碎、研磨，再通过设备将金属和非金属分离。中国的专利申请号98105592、99102862、02121434.4、03113180.8等也了相类似的方法。这些方法的投资大、设备生产成本高、工艺流程长、金属回收效率低等缺点，并且不能完全得到金属单质。为此本专利提出了一种分级电解回收金属的方法，根据电解液中不同金属离子的分解电势不同，采用分级电解的方法直接将电子废弃物中提取出Cu、Zn、Pb、Ag等单质金属和贵金属合金。该方法的金属回收率高(≥95％)、流程短、环境污染小。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子废弃物分级电解回收金属的方法，实现了工艺工艺流程短，在较低的回收成本和环境友好的条件下，直接从电子废弃物中提取金属。
本发明根据在电解液中不同金属离子具有不同的分解电压，调整电极的电动势，电动势由低向高进行分级电解工艺，从含金属电子废弃物中回收金属单质和贵金属合金。
本发明采用硫酸、硝酸或王水溶液逐步溶解电子废弃物中的金属元素，过滤得到硫酸盐溶液、硝酸盐溶液或贵金属盐溶液，根据不同金属离子具有不同的分解电压，电动势由低向高进行分级电解工艺，从含金属电子废弃物中回收Cu、Zn、Sn、Pb、Ag金属和Au、Pt贵金属合金，金属回收率95％以上。
一、金属分步溶解
电子废弃物在溶解池中进行溶解，溶解池上方设置一个出气管道(5)连接吸收塔(6)，将废气、水蒸气吸收后再利用，吸收塔内为水溶液或碱性溶液，过滤得到硫酸盐溶液。其分解步骤为：
a.首先将富含金属的电子废弃物置于封闭的硫酸池中将Cu、Zn等金属溶解，硫酸池水溶液中硫酸与水的比例(质量比)为1∶1～1∶20，固液比为1∶1～1∶10。
b.将电子废弃物在硝酸池中将Pb、Ag等金属溶解，硝酸池结构与上述硫酸池相同。硝酸池水溶液中硝酸与水的比例(质量比)为1∶1～1∶30，固液比为1∶1～1∶10。过滤后得到硝酸盐溶液。
c.将电子废弃物中未溶的贵金属在王水溶液中溶解，王水溶液中王水与水的配比为1∶1～1∶10。过滤后得到贵金属盐溶液。
二、分级电解
将溶液在电解槽中进行分级电解，电解槽为密闭装置，上部有排气管道(15)直接连接吸收塔(16)，还设有给料(14)、出料通道(18)。
a.Cu、Zn金属的回收：
将含有Cu、Zn离子的硫酸盐溶液通过给料系统传送至电解槽中，然后通入直流电进行电解。首先电解的电动势为1.49～1.55V，进行Cu的电解回收。电解50～100min后，得到Cu金属粉末。其次将电动势调整到2.55～2.66V，进行Zn的电解回收，得到Zn金属粉末。电解的电流密度为200～1000A/m2，电解温度为20～60℃，阳极材料采用碳或Pt，阴极材料选用不锈钢、碳或Pt。
b.Pb、Ag金属的回收：
将含有Pb、Ag离子的硝酸盐溶液通过给料系统传送至电解槽中，然后通入直流电进行电解。首先电解的电动势为0.7～1.0V，进行Ag的电解回收。电解50～100min后，得到Ag金属粉末。其次将电动势调整到1.52～1.9V，进行Pb的电解回收，得到Pb金属粉末。电解的电流密度为200～1000A/m2，电解温度为20～60℃，阳极材料采用碳或Pt，阴极材料选用不锈钢、碳或Pt。
c.贵金属合金的回收
将富含Au、Pt贵金属离子的盐溶液通过给料系统传送至电解槽中，然后通入直流电进行电解。电解电动势为1.0～3.0v，电流密度为200～1000A/m2，电解温度为20～60℃，阳极材料采用碳或Pt，阴极材料选用不锈钢、碳或Pt。
本发明的优点在于：
投资少、工艺简单、流程短、污染小、金属回收率高(≥95％)、回收成本低等，适于工业化连续生产。
附图说明
图1是本发明实施的工艺流程图。
图2是溶解池示意图，其中，池壁1、溶液2、溶液注入管道3、池盖4、排气管道5、吸收塔6、排液口7。
图3是电解装置图，电解槽8、阳极9、阴极10、滤器11、电解液12、直流电源13、给料口14、排气管道15、吸收塔16、加热管17、排液口18。
具体实施例
含金属的电子废弃物分级电解回收
将废弃电子器件中含有Cu、Zn、Pb和Ag等金属部件首先至于硫酸池中进行溶解，然后在硝酸池中溶解，最后在王水中溶解。硫酸与水的比例1∶2，硝酸与硝酸的比例为1∶3，固液比为1∶2。
首先对硫酸盐溶解进行电解，第一步电极电动势为1.52V，电解60min，得到Cu粉末，电解溶液温度为60℃；第二步将电极电动势调整到2.6V，电解60min，得到Zn粉末，电解溶液温度为60℃。实验结果如表1所示。
表1Cu、Zn回收率
Figure C20071017677600051
其次对硝酸盐溶液进行电解，第一步电极电动势为0.72V，电解60min，得到Cu粉末，电解溶液温度为60℃；第二步将电极电动势调整到1.7V，电解60min，得到Zn粉末，电解溶液温度为60℃。实验结果如表2所示。
表2Ag、Pb回收率
Figure C20071017677600052
最后对贵金属盐溶液进行电解，电极电动势为2.8V，电解80min，电解溶液温度为60℃，电流密度为900A/m2，最后得到贵金属合金粉末，回收率为95.2。

Claims (1)

1.一种从电子废弃物中分级电解回收金属的方法，其特征在于，采用硫酸、硝酸或王水溶液逐步溶解电子废弃物中的金属元素，过滤得到硫酸盐溶液、硝酸盐溶液或贵金属盐溶液，根据不同金属离子具有不同的分解电压，电动势由低向高进行分级电解工艺，从含金属电子废弃物中回收Cu、Zn、Pb、Ag单质金属和Au、Pt贵金属合金，金属回收率95％以上；
溶解池上方设置一个出气管道连接吸收塔，将废气、水蒸气吸收后再利用，吸收塔内为碱性溶液；电子废弃物中金属元素的溶解工艺为：
首先，将富含金属的电子废弃物置于封闭的硫酸池中将Cu、Zn金属溶解，硫酸池水溶液中硫酸与水的质量比例为1∶1～1∶20，固液比为1∶1～1∶10；过滤得到硫酸盐溶液；
然后，将电子废弃物在硝酸池中将Pb、Ag金属溶解，硝酸池结构与上述硫酸池相同；硝酸池水溶液中硝酸与水的质量比例为1∶1～1∶30，固液比为1∶1～1∶10，过滤后得到硝酸盐溶液；
最后，将电子废弃物中未溶的贵金属在王水溶液中溶解，王水溶液中王水与水的质量配比为1∶1～1∶10；过滤后得到Au、Pt贵金属盐溶液；
金属元素分级电解回收的电解步骤：
a.Cu、Zn金属的回收：将含有Cu、Zn离子的硫酸盐溶液通过给料系统传送至电解槽中，然后通入直流电进行电解；首先电解的电动势为1.49～1.55V，进行Cu的电解回收；电解50～100min后，得到Cu金属粉末；然后将电动势调整到2.55～2.66V，进行Zn的电解回收，得到Zn金属粉末；电解的电流密度为200～1000A/m2，电解温度为20～60℃，阳极材料采用碳或Pt，阴极材料选用不锈钢、碳或Pt；
b.Pb、Ag金属的回收：将含有Pb、Ag离子的硝酸盐溶液通过给料系统传送至电解槽中，然后通入直流电进行电解；首先电解的电动势为0.7～1.0V，进行Ag的电解回收，电解50～100min后，得到Ag金属粉末；然后，将电动势调整到1.52～1.9V，进行Pb的电解回收，得到Pb金属粉末；电解的电流密度为200～1000A/m2，电解温度为20～60℃，阳极材料采用碳或Pt，阴极材料选用不锈钢、碳或Pt；
c.贵金属合金的回收：将富含Au、Pt贵金属离子的盐溶液通过给料系统传送至电解槽中，然后通入直流电进行电解；电解电动势为1.0～3.0v，电流密度为200～1000A/m2，电解温度为20～60℃，阳极材料采用碳或Pt，阴极材料选用不锈钢、碳或Pt。
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