发明内容
本发明的目的是回收废旧LED灯中的稀贵金属,提供一种提取废旧LED灯中稀贵金属的方法,本方法结合干法和湿法工艺,将LED灯中的镓和金分步溶出,该方法具有回收率高,回收过程操作简单的特点。
本发明的提取废旧LED灯中稀贵金属的方法,包括以下步骤:
(1)粗碎与分拣:取废旧LED灯清洗并干燥后,将外壳破碎,将LED晶片部分分拣出来;
(2)破碎:取步骤(1)中的LED晶片,将LED 晶片球磨至120-150目;
(3)分离镓:将步骤(2)中的LED晶片粉末加入到浓磷酸中,在120-155℃反应2-6h,然后稀释2-5倍,过滤分离即得到含镓浸出液和浸出废渣;
(4)提取镓:将步骤(3)中的含镓浸出液中加入过量的碳酸钙,过滤,然后采用电积法从滤液中提取金属镓,电积条件是:电解液温度35-70℃,电流密度150-500A/m2,电积时间0.5-4h;
(5)浸出金:将步骤(3)中浸出渣用王水浸泡,固液比为1:20-50,在40-80℃条件下浸泡2-8h,过滤得到含金滤液和滤渣;
(6)提取金:将步骤(5)中含金滤液加入盐酸并加热至70-100℃,赶出硝酸根,然后向溶液中加入适量氢氧化钠,调节pH值到5.5-8.5,然后将该溶液升温至80-100℃反应0.5-6h,得到金的氧化物,将金的氧化物在200-400℃恒温煅烧1-4h,即得到金。
进一步地,还包括以下步骤:
(7)分离铝:将步骤(5)中滤渣与焦硫酸钾以1:3-1:8比例混合均匀,送入高温炉中,在400-550℃恒温煅烧1.5-2h后用水溶解,固液比为1:50-100,然后加入0.1-1mol/L的硫酸,调节溶液pH值到2-3,过滤分离固液,即得到铝浸出液;
(8)提取氧化铝:向步骤(7)浸出液中加入0.1-0.5mol/L的NaOH溶液,调节pH值至5-6,过滤分离得到氢氧化铝,然后在900-1200℃煅烧0.5-4h即得到氧化铝。
其中,优选的工艺为,
步骤(2)将LED 晶片球磨至140目;
步骤(3)将LED晶片粉末加入到浓磷酸后,在153℃反应3h,然后稀释3倍;
步骤(4)电积条件是:电解液温度45℃,电流密度200A/m2,电积时间1h;
步骤(5)浸出金时浸出渣与王水的固液比为1: 40,在60℃条件下浸泡4h;
步骤(6)提取金:将步骤(5)中含金滤液加入盐酸并加热至90℃,赶出硝酸根,然后向溶液中加入适量氢氧化钠,调节pH值到6.0左右,然后将该溶液升温至100℃反应1h,得到金的氧化物,将金的氧化物在280℃恒温煅烧2h,即得到金;
步骤(7)分离铝:将步骤(5)中滤渣与焦硫酸钾以1:4-1:7比例混合均匀,送入高温炉中,在450℃恒温煅烧2h后用水溶解,固液比为1:50,然后加入0.1mol/L的硫酸,调节溶液pH值到2.0左右,经过滤分离固液,即得到铝浸出液;
步骤(8)提取氧化铝:向步骤(7)浸出液中加入0.1mol/L的NaOH溶液,调节pH值至5.0左右,过滤分离得到氢氧化铝,然后在1050℃煅烧2h即得到氧化铝。
本发明有效地利用了废旧LED晶片,减少了废旧LED灯对环境的污染和损害,同时回收了稀贵金属,节约了矿产资源。本方法对稀贵金属的回收率高,回收过程操作简单,工业应用成本低。
具体实施方式
以下所述是本发明优选的实施方式,是对本发明的原理和特征进行描述,所举实施例只用于解释本发明,非用于限定本发明的范围。
实施例1
(1)粗碎与分拣:取废旧LED灯清洗并干燥后,将外壳破碎,将LED晶片部分分拣出来;
(2)破碎:取步骤(1)中的LED晶片,采用球磨工艺,将LED 晶片球磨至150目;
(3)分离镓:将步骤(2)中的LED晶片粉末加入到浓磷酸中,在153℃反应3h,然后稀释3倍,过滤分离即得到含镓浸出液和浸出废渣;
(4)提取镓:将步骤(3)中的含镓浸出液中加入过量的碳酸钙,过滤,将得到的含镓溶液,然后采用电积法提取金属镓,电积条件是:电解液温度45℃,电流密度200A/m2,电积时间1h,得到的镓提取率达到81%以上,纯度达到99.5%以上;
(5)浸出金:将步骤(3)中浸出渣用王水浸泡,固液比为1:50,在60℃条件下浸泡2h,过滤得到含金滤液和滤渣;
(6)提取金:将步骤(5)中含金滤液加入盐酸并加热至90℃,赶出硝酸根,然后向溶液中加入适量氢氧化钠,调节pH值到6.0左右,然后将该溶液升温至100℃反应1h,得到金的氧化物,将金的氧化物在280℃恒温煅烧2h,即得到纯净的金,其中金的提取率达到95.3%以上,纯度达到99.9%。
实施例2
对实施例1步骤(5)所得的滤渣进一步处理:
(7)分离铝:将步骤(5)中滤渣与焦硫酸钾以1:3比例混合均匀,送入高温炉中,在450℃恒温煅烧2h后用水溶解,固液比为1:50,然后加入0.1mol/L的硫酸,调节溶液pH值到2.0左右,经过滤分离固液,即得到铝浸出液;
(8)提取氧化铝:向步骤(7)浸出液中加入0.1mol/L的NaOH溶液,调节pH值至5.0左右,过滤分离得到氢氧化铝,然后在1050℃煅烧2h即得到纯净的氧化铝,其中铝的提取率达到95%以上。
实施例3
(1)粗碎与分拣:取废旧LED灯清洗并干燥后,将外壳破碎,将LED晶片部分分拣出来;
(2)破碎:取步骤(1)中的LED晶片,采用球磨工艺,将LED 晶片球磨至140目;
(3)分离镓:将步骤(2)中的LED晶片粉末加入到浓磷酸中,在155℃反应2h,然后稀释5倍,过滤分离即得到含镓浸出液和浸出废渣;
(4)提取镓:将步骤(3)中的含镓浸出液中加入过量的碳酸钙,过滤,将得到的含镓溶液,然后采用电积法提取金属镓,电积条件是:电解液温度35℃,电流密度500A/m2,电积时间0.5h,得到的镓提取率达到82%以上,纯度达到99.5%以上;
(5)浸出金:将步骤(3)中浸出渣用王水浸泡,固液比为1: 30,在80℃条件下浸泡4h,过滤得到含金滤液和滤渣;
(6)提取金:将步骤(5)中含金滤液加入盐酸并加热至70℃,赶出硝酸根,然后向溶液中加入适量氢氧化钠,调节pH值到5.5左右,然后将该溶液升温至80℃反应3h,得到金的氧化物,将金的氧化物在400℃恒温煅烧1h,即得到纯净的金,其中金的提取率达到92.4%以上,纯度达到99.8%。
实施例4
对实施例3步骤(5)所得的滤渣进一步处理:
(7)分离铝:将步骤(5)中滤渣与焦硫酸钾以1:5比例混合均匀,送入高温炉中,在550℃恒温煅烧1.5h后用水溶解,固液比为1:80,然后加入0.5mol/L的硫酸,调节溶液pH值到3.0左右,经过滤分离固液,即得到铝浸出液;
(8)提取氧化铝:向步骤(7)浸出液中加入0.5mol/L的NaOH溶液,调节pH值至6.0左右,过滤分离得到氢氧化铝,然后在1200℃煅烧0.5h即得到纯净的氧化铝,其中铝的提取率达到92%以上。
实施例5
(1)粗碎与分拣:取废旧LED灯清洗并干燥后,将外壳破碎,将LED晶片部分分拣出来;
(2)破碎:取步骤(1)中的LED晶片,采用球磨工艺,将LED 晶片球磨至120目;
(3)分离镓:将步骤(2)中的LED晶片粉末加入到浓磷酸中,在125℃反应6h,然后稀释2倍,过滤分离即得到含镓浸出液和浸出废渣;
(4)提取镓:将步骤(3)中的含镓浸出液中加入过量的碳酸钙,过滤,将得到的含镓溶液,然后采用电积法提取金属镓,电积条件是:电解液温度70℃,电流密度150A/m2,电积时间4h,得到的镓提取率达到84%以上,纯度达到99.3%以上;
(5)浸出金:将步骤(3)中浸出渣用用王水浸泡,固液比为1: 30,在80℃条件下浸泡4h,过滤得到含金滤液和滤渣;
(6)提取金:将步骤(5)中含金滤液加入盐酸并加热至100℃,赶出硝酸根,然后向溶液中加入适量氢氧化钠,调节pH值到8.5左右,然后将该溶液升温至100℃反应0.5h,得到金的氧化物,将金的氧化物在350℃恒温煅烧4h,即得到纯净的金,其中金的提取率达到91.6%以上,纯度达到99.9%。
实施例6
对实施例5步骤(5)所得的滤渣进一步处理:
(7)分离铝:将步骤(5)中滤渣与焦硫酸钾以1:8比例混合均匀,送入高温炉中,在400℃恒温煅烧2h后用水溶解,固液比为1:50,然后加入0.1mol/L的硫酸,调节溶液pH值到2.0左右,经过滤分离固液,即得到铝浸出液;
(8)提取氧化铝:向步骤(7)浸出液中加入0.1mol/L的NaOH溶液,调节pH值至5.0左右,过滤分离得到氢氧化铝,然后在900℃煅烧4h即得到纯净的氧化铝,其中铝的提取率达到95%以上。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。