CN102560118B

CN102560118B - 一种废电路板浸提液中锡铅回收方法

Info

Publication number: CN102560118B
Application number: CN2012100034174A
Authority: CN
Inventors: 刘景洋; 乔琦; 郭玉文
Original assignee: 刘景洋
Priority date: 2012-01-09
Filing date: 2012-01-09
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2032-01-09
Also published as: CN102560118A

Abstract

本发明公开了一种废电路板浸提液中锡铅回收方法；该方法为先向废电路板浸提液中加入一定量的有机溶剂，然后对浸提液中的锡、铅进行分类沉淀和回收处理。该方法可以加快废电路板浸提液中锡、铅沉淀速度，缩短反应时间，提高生产效率，同时可以提高所得到的产品的纯度。

Description

一种废电路板浸提液中锡铅回收方法

技术领域

本发明属于固体废弃物处理领域，特别涉及一种废电路板浸提液中锡铅回收方法。该方法采用化学方法回收废电路板浸提液中的重金属。

背景技术

中国大陆印刷电路板产量位居世界第一，占到世界总产量的26%，且以每年约15%的增长速度增长。与此同时，我国主要电子废弃物年产生量为150万吨，并以每年13%~15%的速度增长。电子废弃物的成分复杂，多数含有有毒化学物质，其中半数以上的材料对人体有害，有一些甚至是剧毒的。电子废弃物被填埋或者焚烧时，其中的重金属渗人土壤，进入河流和地下水，将会造成当地土壤和地下水的污染，直接或间接地对当地的居民及其它的生物造成损伤。另一方面，电子废弃物中的金属，尤其是贵金属含量高，是天然矿藏的几十倍甚至几百倍，回收成本一般低于开采自然矿床。印刷电路板是把大量的电子元件通过焊锡焊接在线路板上。长期以来，我国废电路板金属回收一直以贵金属和含量最大的铜回收为重点。而对电路板中含量较高的锡、铅等的回收没有得到足够的重视。随着欧盟的强制性标准《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》的实施和国家对电子产品处理的重视，焊锡中铅的使用受到严格限制。现有的废电路板中焊锡通常为锡、铅混合物，一般需要对加热溶解后得到的焊锡进行锡、铅分离，以满足回收后回用与生产的需要。

中国专利CN101665875B提出了一种废电路板中锡铅回收方法，该方法先将废电路板上的电子元器件湿法剥离，再采用化学方法进行废电路板中锡、铅的分类沉淀和回收，并将该回收过程中产生的废液回用。但是该方法的化学回收步骤需要的时间很长，因此需要提供一种能缩短生产时间的废电路板中的锡铅回收方法。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提出的一种废电路板浸提液中锡铅回收方法，该方法可以缩短现有技术中锡、铅的沉淀时间，提高回收效率。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种废电路板浸提液中锡铅回收方法，所述的回收方法包括下述步骤：

第一步：首先向废电路板浸提液中加入体积百分比为0.2~0.8%的有机溶剂，得到浸提液混合液；

第二步：对所述的浸提液混合液进行曝气处理，所述的曝气处理的时间为20~50分钟；

第三步：对曝气处理后的所述的浸提液混合液进行静置沉淀处理，得到锡酸沉淀和初次上清液，所述的静置沉淀处理时间为5~9小时；

第四步：对所述的锡酸沉淀进行离心分离处理，得到下层锡酸沉淀和二次上清液；

第五步：对所述的下层锡酸沉淀进行洗涤处理，得到洗涤处理后的锡酸沉淀和洗涤液；

第六步：将初次上清液、二次上清液和洗涤液混合，得到上清液混合液；

第七步：对所述的上清液混合液加入稀硫酸，沉淀后得到硫酸铅沉淀和三次上清液；

第八步：对所述的洗涤处理后的锡酸沉淀进行烘干处理，然后进行研磨处理，得到氧化锡粉体；将所述的氧化锡粉体再进行加热脱水处理，得到氧化锡产品；所述的加热脱水处理的温度为800摄氏度；

第九步：对所述的硫酸铅沉淀进行烘干处理，得到硫酸铅产品。

所述的有机溶剂为乙醇。

所述的有机溶剂为丙酮。

所述的有机溶剂的体积百分比为0.4%。

第一步中，所述的曝气处理的时间为30分钟。

第三步中，所述的静置沉淀时间为7小时。

本发明与现有技术相比产生的有益效果是：

1、采用本发明的方法可以缩短生产时间，提高生产效率；

2、采用本发明的方法可以提高所得到的产品的纯度，得到的氧化锡的纯度高于99%，硫酸铅的纯度也高于99%。

具体实施方式

实施例1

第一步：首先向废电路板浸提液中加入体积百分比为0.2~0.8%的有机溶剂，得到浸提液混合液；所述的废电路板浸提液是将废电路板用硝酸浸泡处理，待废电路板上的电子元器件脱落后，对浸泡处理后得到的混合物进行过滤处理后得到的溶液；

第二步：对浸提液混合液进行曝气处理，所述的曝气处理的时间为20~50分钟；曝气处理可以加速锡酸生成速度，缩短锡酸分离时间；

第三步：对曝气处理后的浸提液混合液进行静置沉淀处理，得到锡酸沉淀和初次上清液，所述的静置沉淀处理时间为5~9小时；

第四步：对锡酸沉淀进行离心分离处理，得到下层锡酸沉淀和二次上清液；

第五步：对下层锡酸沉淀进行洗涤处理，得到洗涤处理后的锡酸沉淀和洗涤液；

第七步：对上清液混合液加入稀硫酸，沉淀后得到硫酸铅沉淀和三次上清液，所述的稀硫酸的浓度为4mol/L；

第八步：对洗涤处理后的锡酸沉淀进行烘干处理，然后进行研磨处理，得到氧化锡粉体；将氧化锡粉体再进行加热脱水处理，得到氧化锡产品；所述的加热脱水处理的温度为800摄氏度；

第九步：对硫酸铅沉淀进行烘干处理，得到硫酸铅产品。

废电路板主要是通过焊锡将电子元器件焊接到电路板上的，因此经过初步处理后得到的废电路板浸提液中含有锡、铅等离子，现有技术中也采用了化学方法对其进行回收，但是沉淀时间较长，由此废电路板回收工艺生产时间长；采用在废电路板浸提液中添加有机溶剂后，可以大大缩短沉淀时间。大部分无机盐类沉淀在非极性或弱极性的有机溶剂中的溶解度比在强极性的水溶液中的溶解度小。由于金属离子在有机溶剂中的溶剂化作用较小，而且有机溶剂的介电常数比水低，如在25摄氏度时水的介电常数为78.5，而乙醇的介电常数为24，丙酮的介电常数为21.4。溶液介电常数的减少就意味着溶质分子异电荷库仑引力的增加，使带电溶质分子更易相互吸引而凝聚，从而发生沉淀。另一方面，由于使用的有机溶剂与水互溶，它们在溶解于水的同时从溶质分子周围的水化层中夺走了水分子，破坏了溶质分子的水膜，因而发生沉淀作用。由此加入有机溶剂可以促进溶质分子沉淀。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上进行的改进，本实施例中与实施例1相同的部分，请参照实施例1中公开的内容进行理解，实施例1公开的内容也应当作为本实施例的内容，此处不作重复描述。

本实施例中，所用的有机溶剂为乙醇。

乙醇是一种无毒，价格低廉的有机溶剂，本实施例中选用的乙醇为市售，乙醇的体积百分比为大于95%。

为了进一步说明加入乙醇的促进沉淀效果，在实验室进行了对比试验。具体实验过程为：

向5支100ml的量筒中分别移入100ml的废电路板浸提液，对5支量筒进行编号1、2、3、4、5，然后用移液管向2#量筒中加入0.2ml乙醇，向3#量筒中加入0.4ml乙醇，向4#量筒中加入0.6ml乙醇，向5#量筒中加入0.8ml乙醇，0#量筒不加入乙醇为空白对比样，然后分别对5支量筒曝气30分钟，然后静置沉淀，记录上层清液体积（也就是量筒中除下层沉淀外上层清液的体积），实验结果见表1：

表1 乙醇对比试验

Figure 2012100034174100002DEST_PATH_IMAGE001

表2 乙醇对比试验的沉淀体积

表2是根据表1计算出的下层沉淀的体积的实验结果（所得到的实验结果是用总体积减去上层清液体积得到的实验结果，所得到的数据为量筒上的刻度），通过表1和表2可以看出，随着时间的增长，废电路板浸提液的上层清液的体积不断减少，下层沉淀体积不断增加。加入乙醇的试样与没有加入乙醇的试样相比，静置3小时后，加入乙醇的试样的沉淀体积明显大于未加乙醇的试样的沉淀体积，其中3#、4#、5#试样的沉淀体积为1#试样（未加乙醇）的沉淀体积的2倍以上；静置4小时后，加入乙醇的试样的沉淀体积明显大于未加乙醇的试样的沉淀体积，其中3#、4#、5#试样的沉淀体积为1#试样（未加乙醇）的沉淀体积的2倍以上；静置5小时后，加入乙醇的试样的沉淀体积明显大于未加乙醇的试样的沉淀体积，其中4#、5#试样的沉淀体积为1#试样（未加乙醇）的沉淀体积的2倍左右；静置7小时后，1#试样的沉淀体积仍在缓慢增加，2#、3#、4#、5#试样的沉淀体积虽然仍在增加，但是沉淀增加的速度降低。对比可以发现，加入体积百分比为0.2%的乙醇（即2#试样）后，静置7小时的沉淀体积与未加乙醇的试样（即1#试样）静置11小时得到的沉淀体积相当；加入体积百分比为0.4%的乙醇（即3#试样）后，静置6小时的沉淀体积与未加乙醇的试样（即1#试样）静置11小时得到的沉淀体积相当；加入体积百分比为0.6%的乙醇（即4#试样）后，静置5.5小时的沉淀体积与未加乙醇的试样（即1#试样）静置11小时得到的沉淀体积相当；加入体积百分比为0.8%的乙醇（即5#试样）后，静置5小时的沉淀体积与未加乙醇的试样（即1#试样）静置11小时得到的沉淀体积相当。同样的反应时间，加入乙醇后废电路板浸提液的沉淀体积明显大于没有加入乙醇的废电路板浸提液的沉淀体积，说明加入乙醇后可以提高废电路板浸提液沉淀速度。本实验仅是微量试验，如果废电路板浸提液量较大时，沉淀速度对生产效率的影响会更加明显，因此加入乙醇后，可以提高废电路板浸提液的反应速度，缩短反应时间，提高生产效率。

乙醇是一种无毒的有机溶剂，工业上广泛应用，价格低廉，并且乙醇的加入量很低，因此仅仅加入少量的乙醇就可以提高反应速度，提高生产效率，对废电路板浸提液中锡、铅的回收具有重要的意义。

经检测，本实施例2#~6#试样所得到的氧化锡粉体的纯度高达99%，所得到的硫酸铅产品的纯度高达99%；该检测方法为：将所述的各个产品用王水进行消解，再将得到的消解产物用原子吸收的方法进行测量；铅的测定方法依据《电子信息产品中有毒有害物质的检测方法》（SJ/T 11365-2006）进行，锡的测定方法依据《锡铅焊料化学分析方法锡量的测定》（GB/T 10574.1-2003）进行。

实施例3

本实施例中，所用的有机溶剂为丙酮。

本实施例中选用的丙酮为市售，丙酮的体积百分比为大于99.5%。

具体实验过程与实施例2相同：

向5支100ml的量筒中分别移入100ml的废电路板浸提液，对5支量筒进行编号6、7、8、9、10，然后用移液管向7#量筒中加入0.2ml丙酮，向8#量筒中加入0.4ml丙酮，向9#量筒中加入0.6ml丙酮，向10#量筒中加入0.8ml丙酮，6#量筒不加入丙酮为空白对比样，记录上层清液体积（也就是量筒中除下层沉淀外上层清液的体积），实验结果见表3：

表3 丙酮对比试验

表4 丙酮对比试验的沉淀体积

表4是根据表3计算出的下层沉淀的体积的实验结果（所得到的实验结果是用总体积减去上层清液体积得到的实验结果，所得到的数据为量筒上的刻度），通过表3和表4可以看出，随着时间的增长，废电路板浸提液的上层清液的体积不断减少，下层沉淀体积不断增加。加入丙酮的试样与没有加入乙醇的试样相比，静置3小时后，加入丙酮的试样的沉淀体积明显大于未加丙酮的试样的沉淀体积，其中8#、9#、10#试样的沉淀体积为6#试样（未加丙酮）的沉淀体积的2倍以上；静置4小时后，加入丙酮的试样的沉淀体积明显大于未加丙酮的试样的沉淀体积，其中8#、9#、10#试样的沉淀体积为6#试样（未加丙酮）的沉淀体积的2倍以上；静置5小时后，加入丙酮的试样的沉淀体积明显大于未加丙酮的试样的沉淀体积，其中9#、10#试样的沉淀体积为6#试样（未加丙酮）的沉淀体积的2倍左右；静置7小时后，6#试样的沉淀体积仍在缓慢增加，7#、8#、9#、10#试样的沉淀体积虽然仍在增加，但是沉淀增加的速度降低。对比可以发现，加入体积百分比为0.2%的丙酮（即7#试样）后，静置7小时的沉淀体积与未加丙酮的试样（即6#试样）静置11小时得到的沉淀体积相当；加入体积百分比为0.4%的丙酮（即8#试样）后，静置5.5小时的沉淀体积与未加丙酮的试样（即6#试样）静置11小时得到的沉淀体积相当；加入体积百分比为0.6%的丙酮（即9#试样）后，静置5.2小时的沉淀体积与未加丙酮的试样（即6#试样）静置11小时得到的沉淀体积相当；加入体积百分比为0.8%的丙酮（即10#试样）后，静置5小时的沉淀体积与未加丙酮的试样（即6#试样）静置11小时得到的沉淀体积相当。同样的反应时间，加入丙酮后废电路板浸提液的沉淀体积大于没有加入丙酮的废电路板浸提液的沉淀体积，说明加入丙酮后可以提高废电路板浸提液沉淀速度。本实验仅是微量试验，如果废电路板浸提液量较大时，沉淀速度对生产效率的影响会更加明显，因此加入丙酮后，可以提高废电路板浸提液的反应速度，缩短反应时间，提高生产效率。

经检测，本实施例所得到的氧化锡粉体的纯度为99.1%，所得到的硫酸铅产品的纯度为98.9%；该检测方法为：将所述的各个产品用王水进行消解，再将得到的消解产物用原子吸收的方法进行测量；铅的测定方法依据《电子信息产品中有毒有害物质的检测方法》（SJ/T 11365-2006）进行，锡的测定方法依据《锡铅焊料化学分析方法锡量的测定》（GB/T 10574.1-2003）进行。

实施例4

本实施例中，所加入的有机溶剂的体积百分比为0.4%。有机溶剂加入量为0.4%时沉淀速率达到较高水平，再增加溶剂加入量，沉淀速率增加不明显。为减少有机溶剂消耗量，降低成本，有机溶剂加入量选择0.4%。

实施例5

本实施例中，所述的曝气处理的时间为30分钟。曝气时间为30分钟时，浸提液混合液即混合均匀，从经济利益和生产效率的角度考虑，优选曝气处理的时间为30分钟。

实施例6

所述的静置沉淀时间为7小时。根据表1和表2的分析结果，静置沉淀7小时后，锡酸沉淀反应速度降低，之后沉淀增加量少，因此优选静置沉淀时间为7小时。

Claims

1.一种废电路板浸提液中锡铅回收方法，其特征在于：所述的回收方法包括下述步骤：

第六步：将所述的初次上清液、二次上清液和洗涤液混合，得到上清液混合液；

第七步：对所述的上清液混合液加入稀硫酸，得到硫酸铅沉淀和三次上清液；

第九步：对所述的硫酸铅沉淀进行烘干处理，得到硫酸铅产品；

其中，第一步中所述的有机溶剂为乙醇或丙酮。

2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于加入的有机溶剂的体积百分比为0.4%。

3.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于第一步中，所述的曝气处理的时间为30分钟。

4.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于第三步中，所述的静置沉淀处理的时间为7小时。