CN102108442A - 一种废旧电路板提铜方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废旧电路板提铜方法。将废旧电路板剪切式第一级破碎，重锤式第二级破碎；中速风选第三级粉碎；磁选出混合金属料加入硫酸溶液中溶解，铜与锌、镍等转入溶液中，浸出液送入电解槽，铜于阴极获得电子而析出纯铜。本发明能降低生产成本且铜回收率高。

Description

一种废旧电路板提铜方法

技术领域

本发明涉及废电子回收方法，具体地说是一种废旧电路板提铜方法。

背景技术

印刷电路板简称PCB，PCB市场正在迅速成长，与此同时废弃的数量也在急剧增加，成为电子废物的主要来源之一。PCB结构复杂，通常含有30％的塑料，30％的惰性氧化物及40％的金属。废PCB中既有许多有害物质，也有大量的有价物质，任何不恰当的处理处置不仅会对环境造成很大的危害，而且也会使得有价物质不能得到循环利用，将会对环境带来更加沉重的负担。反之，采用恰当的回收利用技术对线路板进行回收处理，不仅能避免二次污染，还能带来良好的经济效益，回收再生资源，并可有效节约能源。如一部分性能可靠的电子元器件可直接拆除重新利用；金属、贵金属和稀有金属的提纯再利用；树脂和纤维材料的再加工利用等。据测定，废PCB中黄金的品位比矿石还高，拆卸后可富集回收。而铜、铝、铁等普通金属含量更大。因此，废弃电路板的资源化研究是国内外学者研究项目中的重点和难点，具有巨大的研究意义。

然而，目前废线路板回收技术主要分为火法冶金、湿法治金和机械物理回收。传统的火法、湿法冶金以金属和贵金属回收为主，而忽略了其他材料的回收，且在处理过程中产生大量的废水、废渣、有毒烟气，易造成严重二次污染。机械物理法利用破碎、筛分、分选等物理过程富集分离金属和非金属，环境污染小，在资源化回收中占据了主导地位。

在现有各种废弃印刷线路板处理方法中，各方法的侧重点不同，有的注重处理成本(如湿法和火法处理)，有的注重金属回收率的高低(如机械法)，有的注重整体的环境效益(如超临界流体法和等离子体熔炼法)。各种处理方法均需在现有水平上发展提高才能进一步满足社会、市场的需求。今后废弃印刷线路板的处理要着手解决破碎过程中线路板基板材料韧性强和有毒气体的释放问题，并注重在整体回收过程中的能耗及回收率。

湿法和火法处理因侧重于成本的节约性，其中火法处理能使组分中主要的金属铜及贵金属金、银、钯等回收。但其它金属如锡和铅等的回收率却很低，资源浪费严重。由于废印刷线路板中含有溴、苯、铅和汞等有毒物质，燃烧时会产生含有二噁英、呋喃和多氯联苯类物质的有毒烟气。而湿法只能回收贵金属，无法回收大量的普通金属。如用氰化物作浸出剂，由于氰化物的毒性及其对环境和人类的影响正被公众密切关注，有许多国家和地区已立法规定严禁使用氰化物作金生产过程中的浸出剂。

热解法和机械法联用处理废弃印刷线路板具有较好的环境效益和较低的处理成本，具有很大的发展优势。热解法以破坏树脂组分的结构和释放有毒气体为目的，保证热解温度高于机械破碎可能产生的冲击温度，使有毒气体充分释放；热解后所得气体进行统一回收处理，避免有毒气体向环境释放。热解后的印刷线路板中的树脂组分结被破坏，降低了树脂的韧性，易于破碎，可降低机械处理过程的能耗，但线路板金属的提纯度较低，综合回收率较低。

目前机械法由于其处于研发初期，但现有的机械物理回收方法仍只多侧重线路板中金属的粗回收，较少涉及占总量50％以上的非金属成分的资源化和无害化。非金属物料除了少数用作填料外，更多是作为垃圾填埋，不仅使树脂和玻璃纤维等有价物质得不到充分利用而流失，而且其中的阻燃剂、残余金属等有害物质也易通过各种途径污染环境。

发明内容

所要解决的技术问题：本发明提供一种能降生产成本且铜回收率高的废旧电路板提铜方法。

技术方案：本发明其特征在于方法步骤包括如下：

(1)、将废旧电路板剪切式第一级破碎；

(2)、对步骤(1)破碎后的物料重锤式第二级破碎；

(3)、对步骤(2)破碎后的物料中速风选第三级粉碎；

(4)、对步骤(3)所得物料进行磁选及静电分选；

(5)、对步骤(4)所得混合金属料加入硫酸溶液中溶解，铜与锌、镍转入溶液中，而含铅、锡的合金与硫酸作用时生成难溶的硫酸铅，金、银、钯等为不溶物。

(6)、对步骤(5)的浸出液送入电解槽，铜于阴极获得电子而析出纯铜。

本发明显著效果：

本发明对传统的第一级重锤式破碎改为剪切式破碎，既有效地降低噪声分贝值，又减小了因破碎料过大对重锤式破碎机带来的沉重负荷，延长机械寿命，提高工作效率，降低能耗。采用中速风选设备代替传统的浮选与粉碎工艺。经重锤式破碎后物料粒径仍有5mm，若直接进入分选环节将会使分选率大为降低，若在破碎与分选环节中增加粉碎环节，将增大投资设备费用，采用中速风选设备代替这两个环节，通过风速碰撞使物料粒径降低至0.5mm，且实现初步分选。通过三级破碎及二级分选，有效地实现强磁性金属、弱磁性金属、非金属三者分离，铁的分选率实现95％、非金属的分选率实现90％以上。通过电解铜精加工工艺，实现铜回收率高达95％，且成品质量高。

具体实施方式

本发明一种废旧电路板提铜方法方法步骤包括如下：

(1)、将废旧电路板剪切式第一级破碎；

(2)、对步骤(1)破碎后的物料重锤式第二级破碎；

(3)、对步骤(2)破碎后的物料中速风选第三级粉碎；

(4)、对步骤(3)所得物料进行磁选及静电分选；

(5)、对步骤(4)所得混合金属料加入硫酸溶液中溶解，铜与锌、镍等转入溶液中，而含铅、锡的合金与硫酸作用时生成难溶的硫酸铅，金、银、钯等为不溶物。

具有是：将传统的第一级重锤式破碎替换成采用剪切式破碎，从而缓解直接破碎对重锤式破碎机带来的沉重破碎负荷，第二级破碎采用重锤式破碎，为降低能耗和生产成本，第三级破碎选用中速风选机，利用风能一次成粉筛选，取代传统的粉选及浮选二级程序。

电路板的破碎工艺为剪切式破碎(20mm×20mm)→重锤式破碎(6mm)→中速风选(0.5mm)。为高效地实现非金属、强磁性金属和弱磁性金属的分离，采用磁选及静电分选的分选路线。

铜分离装置：废旧线路板中的非金属、铁磁性金属与其他金属有效分选。基于不同金属的酸溶率不同，通过酸溶的方法实现混合金属初步分离，将混合金属加入溶蚀设备，使混合金属料加入硫酸溶液中溶解，铜与锌、镍等转入溶液中，而含铅、锡的合金与硫酸作用时生成难溶的硫酸铅，金、银、钯等也为不溶物。上述溶蚀、蚀铜液再生处理这两个单元操作合成完整的溶蚀技术，无空气污染，仅有少许之弱酸尾气，只需经过洗涤塔将弱酸中和即可送回再生槽作为再生液循环再用，此外，因溶蚀液不断循环再生不会产生废酸液。

电解铜提纯装置：浸出液通过电解精炼法取代传统之王水法实现铜的提纯，整个流程中最重要的单元为电解槽，电极槽呈圆环柱形设计，外圆为阳极，内圆为阴极，通电后，铜于阴极获得电子而析出纯铜。此外，通过调节电位差避免粗铜中杂质，比铜活泼的锌等会随铜一起溶解为离子(Zn)，而比铜不活泼的杂质如金和银等沉积在电解槽的底部。废液通过螺旋上升从而增多电解接触面积，提高电解提纯率，实验证明，用此方法可实现电解铜后残液铜的浓度低于5ppm。生产出来的铜，质量极高，可广泛用于多个领域。

Claims (1)

1.一种废旧电路板提铜方法，其特征在于方法步骤包括如下：

(1)、将废旧电路板剪切式第一级破碎；

(2)、对步骤(1)破碎后的物料重锤式第二级破碎；

(3)、对步骤(2)破碎后的物料中速风选第三级粉碎；

(4)、对步骤(3)所得物料进行磁选及静电分选；

(5)、对步骤(4)所得混合金属料加入硫酸溶液中溶解，铜与锌、镍转入溶液中，而含铅、锡的合金与硫酸作用时生成难溶的硫酸铅，金、银、钯为不溶物。

(6)、对步骤(5)的浸出液送入电解槽，铜于阴极获得电子而析出纯铜。