CN101230469B - 一种从电子废弃物中直接电解回收金属的方法 - Google Patents

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Abstract

一种从电子废弃物中直接电解回收金属的方法，属于电子废弃物回收处理技术领域。首先将富含金属的电子废弃物置于硝酸池中将金属溶解，未溶金属在王水溶液中进行溶解，溶解产生的废气通过吸收塔回收再利用。溶液过滤得到富含金属离子溶液，并用NaOH溶液调节溶液的pH值为6～8。将富含金属离子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℃。解后取出阴极上粉末状或海绵状的金属合金，通过过滤器和干燥器得到最终的多合金的金属粉末。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

一种从电子废弃物中直接电解回收金属的方法
技术领域
本发明属于电子废弃物回收处理技术领域，特别提供了一种从电子废弃物中直接电解回收金属的方法。
背景技术
电子废弃物也称为电子垃圾，主要是指日常生活中淘汰或报废的各种家用电器及电子类产品。目前，电子类产品的更新换代年限不断缩短，被淘汰的电器、电子产品数量不断大幅增长，已成为城市垃圾中增长最快的垃圾。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。目前主要采用焚烧的方法来获得金属的合金块，即将电子废弃物通氧(或空气)进行燃烧，将有机成分去掉，合金在高温下形成合金块，达到回收的目的。但是，在焚烧时会产生大量的有害气体(如二噁英和呋喃等)，对环境造成严重的污染，同时有机成分也被白白的浪费。除了焚烧回收金属外，还有采用湿法冶金技术回收废弃物中的金属，专利申请号为200610117802.6公开了一种从电子废弃物中提取金属铜的方法，利用氧气在三相床中间氧化溶解电路板中的金属铜，用溶剂萃取法把铜从熔液中选择性萃取出来，再进行反萃取、浓缩，最后用电积法对浓缩液进行电积，得到电积铜。这种方法工艺流程较长，投资成本高。传统的湿法冶金技术会形成硫酸盐、氰化物等有毒废液，对人体和环境均有很大的伤害。采用机械物理方法回收电子废弃物中金属对环境污染小，如专利申请号为98105592、99102862、02121434.4、03113180.8等公开该方法的工艺过程，即：首先拆解电子废弃物，然后粉碎、研磨，最后通过重力、磁力或其他技术将非金属和金属分离，最后对金属进行电解或冶炼。但是，这种方法存在投资大、回收成本高、金属回收效率低等缺点。针对目前电子废弃物中金属回收方法存在的问题，提出了一种电解回收金属合金的方法，即采用电解的方法直接将电子废弃物中的金属提取出来，该方法的金属回收率高(≥96％)，由于采用了吸收塔，且溶液循环使用，不会对环境产生污染。
发明内容
本发明的目在于提供一种从电子废弃物中直接电解回收金属的方法，解决了现有技术存在的投资较高或对环境产生污染的问题，在较短的工艺流程、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。
本发明的工艺为：
a.首先将富含金属的电子废弃物置于封闭的硝酸池中将金属溶解，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。溶解池上方设置一个出气管道8连接吸收塔9，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。
b.将硝酸池中的溶液过滤，得到富含金属离子的硝酸盐溶液，并用NaOH溶液调节溶液的pH值为6～8，防止溶液传送过程中对管道腐蚀。
c.将富含金属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。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。电解槽为密闭装置，上部有排气管道直接连接吸收塔，还设有给料、出料通道。
d.电解过程阴极析出粉末状或海绵状金属合金，电解的阳极析出气体，其电解原理为：
阴极：Men++ne＝Me
阳极：4OH--4e＝H2O+O2↑
其中，n为自然数，代表离子价，e为电子；
e.电解后取出阴极上粉末状或海绵状的金属，通过过滤器和干燥器得到最终的多合金的金属粉末。
f.将硝酸池中的电子废弃物过滤出，在王水溶液中将未溶金属溶解，王水溶液中王水与水的配比为1∶1～1∶10；然后将富含贵金属离子的溶解进行电解，重复上述a～e步骤。
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(≥96％)、回收成本低等，适于工业化连续生产。
附图说明
图1是电解装置图，其中，电解槽1、阳极2、阴极3、滤器4、电解液5、直流电源6、给料口7、排气管道8、吸收塔9、加热管10、排液口11。电解槽内衬为塑料，外衬为陶瓷；电解液通过电加热管10加热，通过热电偶控制溶液温度；阳极产生的气体由排气管排放到吸收塔。
图2是本发明实施的工艺流程图。
具体实施例
实施例1
废弃电子器件中的印刷线路板富含有Cu、Sn、Zn和Au金属，将500kg的印刷线路板放入硝酸池中，硝酸池中硝酸与水的比例为1∶1，固液比为1∶1。经过4小时溶解后将溶液过滤，过滤后的溶液通过给料管道输送到电解槽中。电解槽阴极和阳极均为石墨材质，通入直流电，槽电压控制在1.0～3.0V，PH＝6.0，电解温度为20℃。表1给出了不同电流密度和电解时间后，金属的回收率。再将线路板置入王水溶液中溶解先前未溶金属，再通过上述工艺进行电解回收。
表1电流密度和电解时间对金属回收率的影响
  电动势/V   电流密度/A.m<sup>-2</sup>   电解时间/min   金属回收率/％
  1.0   1000   60   82.7
  电动势/V   电流密度/A.m<sup>-2</sup>   电解时间/min   金属回收率/％
  1.5   800   120   87.6
  2.0   600   100   93.7
  2.5   400   100   94.5
  3.0   200   100   96.8
实施例2
将富含金属的电子元器件器件进行电解回收。将500kg的器部件放入硝酸池中，硝酸池中硝酸与水的比例为1∶2，固液比为1∶5。经过5小时溶解后将溶液过滤，过滤后的溶液通过给料管道输送到电解槽中。电解槽阴极和阳极均为石墨材质，通入直流电，槽电压控制在1.0～3.0V，PH＝7.0，电解温度为40℃。表2给出了不同电压对金属回收率的影响。再将电子器件置入王水溶液中溶解先前未溶金属，再通过上述工艺进行电解回收。
表2电流密度和电解时间对金属回收率的影响
  电动势/V   电流密度/A.m<sup>-2</sup>   电解时间/min   金属回收率/％
  1.0   1000   60   77.2
  1.5   800   120   92.9
  2.0   600   150   94.3
  2.5   400   150   96.5
  3.0   200   180   97.2
实施例3
将四机一脑(电视机、空调机、洗衣机、电冰箱和电脑)富含金属的电子元器件进行电解回收。将500kg的器部件放入硝酸池中，硝酸池中硝酸与水的比例为1∶3，固液比为1∶10。经过10小时溶解后将溶液过滤，过滤后的溶液通过给料管道输送到电解槽中。电解槽阴极和阳极均为石墨材质，通入直流电，槽电压控制在1.0～3.0V，PH＝8.0，电解温度为60℃。表3给出了不同电压对金属回收率的影响。再将电子器件置入王水溶液中溶解先前未溶金属，再通过上述工艺进行电解回收。
表3电流密度和电解时间对金属回收率的影响
  电动势/V   电流密度/A.m<sup>-2</sup>   电解时间/min   金属回收率/％
  1.0   1000   120   80.6
  1.5   800   1500   89.7
  2.0   600   150   92.4
  2.5   400   150   96.8
  3.0   200   180   97.6

Claims (1)

1.一种从电子废弃物中直接电解回收金属的方法，其特制在于，工艺为：
a.将富含金属的电子废弃物置于封闭的硝酸池中将金属溶解，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；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；
b.将硝酸池中的溶液过滤，得到富含金属离子的硝酸盐溶液，并用NaOH溶液调节溶液的pH值为6～8，防止溶液传送过程中对管道腐蚀；
c.将富含金属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；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；电解槽为密闭装置，上部有排气管道直接连接吸收塔，还设有给料、出料通道；
d.电解过程阴极析出粉末状或海绵状金属合金，电解的阳极析出气体，其电解反应为：
阴极：Men++ne＝Me
阳极：4OH--4e＝2H2O+O2↑
其中，n为自然数，代表离子价，e为电子；
e.电解后取出阴极上粉末状或海绵状的金属，通过过滤器和干燥器得到最终的多合金的金属粉末；
f.将硝酸池中的电子废弃物过滤出，在王水溶液中将未溶金属溶解，王水溶液中王水与水的配比为1∶1～1∶10；然后将富含贵金属离子的溶液进行电解。
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宋兴义.在回收贵金属中利用的基本反应.电子元件与材料 3.1983,(3),第64页右栏第14行至第65页左栏第11行.
宋兴义.在回收贵金属中利用的基本反应.电子元件与材料 3.1983,(3),第64页右栏第14行至第65页左栏第11行. *
武军等.废电路板中钯、银的回收.有色矿冶 3.1999,(3),第49页左栏第1段.
武军等.废电路板中钯、银的回收.有色矿冶 3.1999,(3),第49页左栏第1段. *

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