CN101293146A - 铜锌混合金属粉末中锌的真空升华分离方法 - Google Patents

铜锌混合金属粉末中锌的真空升华分离方法 Download PDF

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Inventor
许振明
詹路
黄魁
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Abstract

本发明涉及一种铜锌混合金属粉末中锌的真空升华分离方法,首先将铜锌混合金属粉末在真空炉中进行加热,在压力1×10-2~1×102Pa、温度为600~850℃,加热时间为1~4小时的条件下进行锌升华,锌蒸气在冷凝器上得以冷凝,由此将锌从铜锌混合金属粉末中分离出来,锌回收率达到80%以上。在分离锌的同时,提高了剩余混合金属中铜的纯度。本发明的方法简单易行,具有成本低、高效、无污染等特点。

Description

铜锌混合金属粉末中锌的真空升华分离方法
技术领域
本发明涉及一种铜锌混合金属粉末中锌的真空升华分离方法,是对废旧混 合金属进行分离回收、再生和资源化的一种方法。属于资源环境保护技术领域 中的工业废弃物处理、资源化领域。 背景技术
随着电子信息业的高速发展,出现新型工业废弃物一电子废弃物:包括各 种废旧电脑、通信设备、电视机、电冰箱、洗衣机以及单位淘汰的电子仪器仪 表等。据专家估计,我国目前每年报废的电冰箱、洗衣机、计算机、空调等电 器约2800余万台,废弃电子电器总量达IOO万吨。
在电子废弃物中,金属的含量高达60%左右,而自然界中的富矿金属含量也 不过3〜5%。废弃电路板是电子废弃物中的一种,其中蕴含的金属是天然矿藏的 几十倍甚至几百倍,国内每年处理量大约为5-8万吨。电路板是玻璃纤维强化树 脂和多种金属的混合物,其中金属和非金属紧密结合,分离难,是电子废弃物 中最复杂、最难处理的。因此,处理时要求技术含量高。
目前废旧电路板资源化处理技术主要有湿法冶金、火法冶金、机械处理或 几种处理技术相结合。由于机械处理易实现工程化,并不会产生二次污染,因 而这种方法倍受欢迎。中国发明专利《一种混合金属回收有价物质的方法》(王 文彬,专利号98105592.3)将废旧混合金属依次经过剪碎、粉碎、重击、粉化及 在水槽中重力分选,实现金属与非金属材料的分离。中国发明专利《废电路板 的粉碎分离回收工艺及其所用设备》(沈志刚等,专利号99102862.7)将废旧电 路板依次经过粗破、细破,再通过振动筛分,然后采用气流分选机,实现金属 与非金属物质的分离。以上方法虽然能够实现金属与非金属的分离,但分离的 金属是混合金属颗粒,还必须进行混合金属的分离提纯,回收的金属才能达到 资源化。文献《从印刷电路板废料中回收金和铜的研究》(朱萍等,《稀有金属》 2002年第3期)介绍了采用湿法冶金技术回收印刷电路板废料中金属元素。但存在的主要问题是化学药剂消耗大,废液的处理将造成二次污染,文献《国内 外电子废弃物现状及其资源化技术》(魏金秀等,《东华大学学报》2005年第3 期)介绍了采用电解法进行混合金属的分离。但是,在电解过程中产生氟化氢、 一氧化碳、二氧化硫等有害气体及废电解液严重污染环境等问题。 发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的上述不足,提供一种铜锌混合金属 粉末中锌的真空升华分离方法,将锌从混合金属中分离,实现对废旧金属中金 属锌的回收、再生和资源化处理。
为实现这一目的,本发明采用了真空升华法,其原理是基于混合金属中各 组分元素在同一温度下,具有不同的蒸气压,在真空中通过升华与冷凝,可使 各金属元素分别在不同温度下相互分离,从而实现综合利用和回收。
针对铜锌混合金属粉末中锌元素的分离,本发明首先将含锌的铜锌混合金 属粉末在真空炉中进行加热,在特定的压力和温度条件下进行锌升华,同时通 过冷凝器进行锌蒸气冷凝,由此将锌从铜锌混合金属粉末中分离出来。
本发明具体包括以下步骤:
1、 将铜锌混合金属粉末作为原料,放入坩埚中,再把坩埚放入真空炉中。
2、 真空炉密封后启动真空系统抽气,使真空炉的压力为lxlO—2~lxl02Pa。
3、 启动真空炉加热电源,把坩埚中铜锌混合金属粉末加热到600〜85(TC, 然后保持温度不变,使原料中的锌元素升华,升华时间为1〜4小时;
4、 引导锌蒸气在冷凝器上得以冷凝,冷凝温度为200〜420。C,通过冷凝使 锌得到回收,由此将锌从铜锌混合金属中分离出来。
本发明的真空升华方法简单易行,具有成本低、高效、无污染等特点,通 过升华、冷凝,使锌从铜锌混合金属中分离出来,锌回收率达到80%以上。同 时在提取锌之后提高了剩余混合金属中铜的纯度。相比采用火烧和酸洗等方法 回收废旧金属中有价金属的方法,本发明在减少环境污染方面尤其具有优势。 具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述。以下实施例不构成对本发明的限定。 实施例l
首先取经破碎分离的废旧铜锌混合金属粉末原料50g ,其中铜颗粒 (0.15-0.20 mm)占95 wt%,锌颗粒(0.30-0.45 mm)占5 wt%,将原料放入柑 埚中,再把坩埚放入真空炉中。真空炉密封后启动真空系统抽气,使真空炉的 压力为1.9xl(T2Pa。启动真空炉中的熔炼加热体加热坩埚,把坩埚中铜锌混合金 属粉末加热到600。C。然后保持温度不变,使原料中的锌元素升华,升华时间为 l小时。引导锌蒸气在冷凝器上得以冷凝,冷凝温度为210。C,回收锌4.2§,锌 回收率为84.00%。
混合金属中铜的含量上升至98.25%。升华完毕的混合金属可以继续进行下 一步提纯分离。 实施例2
首先取经破碎分离的废旧铜锌混合金属粉末原料5g,其中铜颗粒(0.15-0.20 mm)占95wt。/。,锌颗粒(0.30-0.45 mm)占5 wt%,将原料放入坩埚中,再把 坩埚放入真空炉中。真空炉密封后启动真空系统抽气,使真空炉的压力为3.1xl(T2 Pa。启动真空炉中的熔炼加热体加热坩埚,把坩埚中混合金属粉末加热到850°C。 然后保持温度不变,使原料中锌元素升华,升华时间为75分钟。锌蒸气在冷凝 器上得以冷凝,冷凝温度为271。C,锌回收率为95.66%。
混合金属中铜的含量上升至99.77%。 实施例3
取经破碎分离的废旧铜锌混合金属粉末原料8g,铜粉(<0.07 mm)占95 wt%,锌粉(<0.04mm)占5 wt% ,将原料放入坩埚中,再把坩埚放入真空炉 中。真空炉密封后启动真空系统抽气,使真空炉的压力为1.5xl(T1 Pa。启动真空 炉中的熔炼加热体加热坩埚,把坩埚中混合金属粉末加热到700。C。然后保持温 度不变,使原料中锌元素升华,升华时间为90分钟。锌蒸气在冷凝器上得以冷 凝,冷凝温度为311。C,锌回收率为98.13%。
混合金属中铜的含量上升至99.99%。实施例4
取将经破碎分离的废旧铜锌混合金属粉末原料8g ,其中铜颗粒(0.15-0.20 mm)占95wt。/。,锌颗粒(0.30-0.45 mm)占3 wt%,将原料放入坩埚中,再把 坩埚放入真空炉中。真空炉密封后启动真空系统抽气,使真空炉的压力为5.6x101 Pa。启动真空炉中的熔炼加热体加热坩埚,把坩埚中混合金属粉末加热到850°C。 然后保持温度不变,使原料中锌元素升华,升华时间为2.5小时。锌蒸气在冷 凝器上得以冷凝,冷凝温度为346。C,锌回收率为92.91%。
混合金属中铜的含量上升至99.78%。

Claims (1)

1、一种铜锌混合金属粉末中锌的真空升华分离方法,其特征在于包括以下步骤: 1)将铜锌混合金属粉末作为原料,放入坩埚中,再把坩埚放入真空炉中; 2)真空炉密封后启动真空系统抽气,使真空炉的压力为1×10-2~1×102Pa; 3)启动真空炉加热电源,把坩埚中铜锌混合金属粉末加热到600~850℃,然后保持温度不变,使原料中的锌元素升华,升华时间为1~4小时; 4)引导锌蒸气在冷凝器上得以冷凝,冷凝温度为200~420℃,通过冷凝使锌得到回收,由此将锌从铜锌混合金属粉末中分离出来。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104505525A (zh) * 2014-12-17 2015-04-08 华东师范大学 利用废旧锌锰电池制备纳米锌粉的方法
CN108199003A (zh) * 2017-12-27 2018-06-22 长安大学 一种三维大/介孔锑负极、制备方法及其应用

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