CN104263939A - 一种从底层电镀铜/镍材料中回收稀贵/惰性金属的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从底层电镀铜/镍材料中回收稀贵/惰性金属的方法，包括以下步骤：(1)预处理；(2)配置脱稀贵/惰性金属溶液：在无机酸水溶液中添加络合剂和氧化剂，配置成脱稀贵/惰性金属溶液，并将脱稀贵/惰性金属溶液加热至50~70℃；(3)氧化络合铜/镍镀层：把烘干后的电镀材料浸泡在脱稀贵/惰性金属溶液中，静置浸泡，使稀贵/惰性金属箔彻底地从电镀材料基体表面脱除；(4)过滤、干燥滤渣：取出脱稀贵/惰性金属后的电镀材料，将飘有稀贵/惰性金属箔的含铜/镍溶液过滤，得到含稀贵/惰性金属箔的滤渣和含铜和/或镍离子的滤液，滤渣经洗涤、干燥后得到稀贵/惰性金属箔。该方法的金的回收率可高达98%以上。
Description
技术领域
本发明涉及稀贵/惰性金属的回收方法，属于工业废弃物资源化领域，尤其涉及一种从底层电镀铜/镍材料中回收稀贵/惰性金属的方法。
背景技术
目前，工业上大量的稀贵金属存在于电镀的工艺件，如金银饰品、元器件、印刷电路板等。尤其是印刷电路板，它是电子工业的重要部件之一，主要给电子元器件提供支撑和连接作用，从计算机、电视机、手机到电子玩具等，几乎所有的电子产品中都有电路板存在。有数据显示，如果按照普通家电10年至15年的使用寿命计算，如今中国每年将有500万台电视机、400万台电冰箱以及600万台洗衣机要报废，此外还会有500万台电脑和上千万部手机进入淘汰期。因此，随着电子行业如此迅猛的发展，电子废弃物正以每年18%的速度增长，成为世界上增长最快的垃圾。
1吨废电路板可提取约800克黄金，是世界上最富的金矿，另外还能提取其他贵金属约5000克，铜200~300千克等，可见，废旧电路板是再生铜和贵金属的重要来源之一，回收其中的金属尤其是贵金属是其资源化的主要推动力。除此之外，废旧电路板如果不加以回收，其中的重金属会引起土壤和地下水的污染等。由此可见，从废旧电路板中回收金属会带来一定的经济、社会和环保效益，也可节约矿产原料，具有可持续发展的重大意义。
现有的电路板回收金属的工艺主要有机械处理、火法冶金、湿法冶金或几种技术相结合的方法。其中，机械处理仅能实现金属与非金属的大致分离，金属富集体须进一步处理才能得到金等贵金属。火法冶金是直接将废旧电路板放入熔炉中焚烧，将树脂等组分除去，对剩余的灰渣采用精炼、电解等方法回收其中的金属。由于废旧电路板中含有溴、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，对环境造成严重的污染，且有价金属的回收率低，是国家明令禁止的淘汰工艺。湿法冶金主要的思路是将电路板粉碎，分离金属和非金属，用氧化剂将金属氧化成离子进入溶液，再对溶液采取一定的办法，将各种金属分离出来。
2010年8月2日，王治军、周瑞君、覃君、刘巍等人申请了中国发明专利“一种从废旧电路板中回收金、银的方法”（申请号201010244663.X），公开了一种从废旧电路板中湿法回收金、银的方法，废旧电路板经人工拆解、机械破碎、重力分选等手段，将其中的金属和非金属分离开来，然后通过溶液的浸出、过滤，采用氯化物法将其中的金提取到溶液中，然后采用活性炭吸附、氢氧化钠或乙醇解吸金等步骤，最终回收金属金。该工艺流程复杂，且金提取过程中引进氯化物，废液处理不当，会造成严重的环境污染。2007年12月26日，陈亮、吴骏、邱丽娟等人申请了中国发明专利“一种从废电路板中提金的方法”（申请号200710173128.8），其中采用硫脲法浸出金，因硫脲本身性质不稳定，反应条件难控制，所以，很难应用于工业化生产。
2011年8月18日，张海青、白庆田、王建明等人申请了中国发明专利“一种从废旧电路板中提金的方法”（申请号201110237193.9），公开了一种从废旧电路板中湿法提金的方法，将废旧电路板除去焊锡和电子元器件，得到线路基板，用碘化钾和双氧水对线路基板进行浸泡，在氧化剂存在的条件下，I-氧化成碘单质，碘单质与过量的碘化钾反应生成I3 -，I-、I3 -与Au反应生成稳定的AuI2 -，使金溶于溶液中，完成浸金过程。过滤，经离子交换吸附杂质离子后，加入还原剂亚硫酸钠，得到海绵金，再对海绵金进行高温干燥、熔炼成锭。该过程操作简单、浸金效果较好，但碘化钾的价格较高，不适宜工业化生产。
2009年11月9日，林春涛申请了中国发明专利“一种电路板阳极泥提金方法”（申请号200910193748.7），公开了一种电路板阳极泥提金方法，将电路板破碎、分选、金属熔炼、电解后得到阳极泥，对阳极泥进行湿法处理，用次氯酸钠、溴化钠、氯化钠等对金进行氧化络合，最后加入亚硫酸钠对金进行还原。该工艺需要严格控制反应温度在25~30℃，反应条件苛刻，且反应过程中引入氯离子，不适宜工业化生产。
目前，从废旧电路板中湿法提取金的主要思路是采用氧化剂和络合剂溶解金，获得含金溶中，然后经过还原或吸附等步骤，得到金单质。提金前需要湿法除去贱金属，以免其对后续提金产生影响。整体工艺流程较复杂，反应条件的控制较苛刻，不适宜工业化生产，且反应过程中会大量引入污染环境的离子，加大了后续废液的处理难度。因此，目前急需简单的、易于工业化生产的、环境友好的从电路板中回收金的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从底层电镀铜/镍材料中回收稀贵/惰性金属的方法，该方法针对电镀材料镀层的结构特点，采用预处理洗涤烘干、配置脱惰性金属溶液、氧化络合底铜/镍镀层、过滤、滤渣烘干、熔炼等步骤，最终得到稀贵/惰性金属锭，回收率可高达98%以上。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种从底层电镀铜/镍材料中回收稀贵/惰性金属的方法，包括以下步骤：
(1) 预处理：对底层电镀铜/镍材料进行洗涤和烘干处理，以去除灰尘或/和油污。回收到的底层电镀铜/镍材料表面会存在一定的灰尘或/和油污，如不加以处理，会影响后续的稀贵/惰性金属效果及滤液的循环使用。
(2) 配置脱稀贵/惰性金属溶液：在无机酸水溶液中添加络合剂和氧化剂，配置成脱稀贵/惰性金属溶液，并将脱稀贵/惰性金属溶液加热至50~70℃。
(3) 氧化络合铜/镍镀层：把烘干后的电镀材料浸泡在脱稀贵/惰性金属溶液中，静置浸泡，使稀贵/惰性金属镀层下的铜/镍镀层发生氧化络合，溶解，而附着在铜/镍镀层上的稀贵/惰性金属以稀贵/惰性金属箔的形式脱下，然后搅拌，使稀贵/惰性金属箔彻底地从电镀材料基体表面脱除。
(4) 过滤、干燥滤渣：取出脱稀贵/惰性金属后的电镀材料，将飘有稀贵/惰性金属箔的含铜/镍溶液过滤，得到含稀贵/惰性金属箔的滤渣和含铜和/或镍离子的滤液，滤渣经洗涤、干燥后得到稀贵/惰性金属箔。
本发明所述步骤(2)中所述脱稀贵/惰性金属溶液中无机酸的质量浓度为20%~50%，络合剂的质量浓度为1%~5%，氧化剂的质量浓度为10%~30%。
本发明所述步骤(2)中的稀酸为盐酸、硫酸等，主要作用是调节ph值和提供阴离子。所述的氧化剂为高锰酸钾、硫酸铁、氯化铁、过氧化氢、二氧化锰等，主要作用是氧化零价金属。所述的络合剂为酒石酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸、羟基乙酸、葡萄糖酸等一种或两种以上的混合，主要作用是络合电镀材料中经氧化剂氧化形成的铜离子和/或镍离子。
所述步骤(2)中，先将废旧电镀材料在脱稀贵/惰性金属溶液中静置浸泡1~4h，然后搅拌10~30min。
本发明还包括步骤(5) 熔炼：以常规的熔稀贵/惰性金属工艺将稀贵/惰性金属箔放入熔炼炉中熔稀贵/惰性金属成锭。
本发明还包括步骤(6) 滤液处理：滤液可作为脱稀贵/惰性金属溶液循环使用，当循环多次溶液失效后，向溶液中添加苛性碱来中和溶液并沉淀铜、铁等离子，将其过滤，过滤后的废液达标排放，滤渣收集，便于后续集中处理。
本发明还包括步骤(7)将脱稀贵/惰性金属后的电镀材料经洗涤、烘干后，用于后续提炼其他金属。
本发明所述步骤(1)中先用清洗剂将废旧电镀材料表面粘有的灰尘、油污除去，然后用清水冲洗，然后烘干即可。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1) 本发明以溶解铜/镍镀层的方式来获得稀贵/惰性金属箔，与常规的方法相比，不仅金回收率高，还节省了浸出贱金属、氧化金、还原金等繁琐的步骤，大大简化了工艺流程。工艺简单，操作方便，适宜工业化生产，具有显著的经济、环境和社会效益。
(2) 本发明提供的试剂中稀酸采用无机酸，将试剂pH值调节至小于2，以利用络合反应进行。氧化剂氧化铜镀层的零价铜形成铜离子或氧化镍镀层的零价镍形成镍离子，络合剂则与形成的铜离子或/和镍离子络合，使的铜或镍溶解。而镀于铜镀层或镍镀层上面稀贵/惰性金属则不予试剂反应，仍以单质形式存在，铜和镍被溶解后，稀贵/惰性金属箔片脱落，固液分离后即可完成稀贵/惰性金属的进行回收。与常规的方法相比，不仅金回收率高，金回收率达到98%以上，而且使得整个回收过程无需采用溶解惰性金属苛刻的试剂要求和反应条件，从而大大简化了工艺流程，工艺简单，操作方便，适宜工业化生产，具有显著的经济、环境和社会效益。
(3) 本发明提供的试剂在使用过程中不产生污染产物，属环境友好型试剂，具有一定的经济性和环保性。
(4) 本发明的脱稀贵/惰性金属溶液可循环使用，提高了试剂的利用率，减少了废液的量，降低了环境污染。
附图说明
图1为本发明以下实施例的工艺流程图。
具体实施方式
以下实施例中，无机酸为盐酸、硫酸等，主要作用是调节ph值和提供阴离子。所述的氧化剂为高锰酸钾、硫酸铁、氯化铁、过氧化氢、或二氧化锰等，主要作用是氧化零价金属。所述的络合剂为酒石酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸、羟基乙酸、和葡萄糖酸等中的一种或两种以上的混合，主要作用是络合电镀材料中经氧化剂氧化形成的铜离子和/或镍离子。
实施例1
用清洗剂将废旧电路板表面粘有的灰尘、油污除去，然后用清水冲洗、烘干，得到干净的废旧电路板；在硫酸水溶液中添加络合剂乳酸和氧化剂氯化铁，配置脱金溶液，其中，硫酸的质量浓度为30%、乳酸的质量浓度为1%、氯化铁的质量浓度为15%；温度加热至70℃，将废旧电路板在脱金溶液中静置浸泡4h，然后搅拌30min，完成脱金；取出电路板，将其洗涤、烘干、收集，用于提炼其他金属；将脱金溶液过滤，得到含金箔的滤渣和含铜滤液，对滤渣进行洗涤、高温干燥和熔炼，得到金锭，金的回收率达到98%以上；含铜滤液可作为脱金液循环使用，溶液循环多次失效后，向溶液中添加苛性碱来中和溶液并沉淀铜、镍、铁等离子，将其过滤，过滤后的废液达标排放，收集滤渣，便于后续集中处理。
实施例2
用清洗剂将废旧电路板表面粘有的灰尘、油污除去，然后用清水冲洗、烘干，得到干净的废旧电路板；在硫酸水溶液中添加络合剂苹果酸和氧化剂高锰酸钾，配置脱金溶液，其中，硫酸的质量浓度为20%、苹果酸的质量浓度为3%、高锰酸钾的质量浓度为13%；温度加热至50℃，将废旧电路板在脱金溶液中静置浸泡2.5h，然后搅拌20min，完成脱金；取出电路板，将其洗涤、烘干、收集，用于提炼其他金属；将脱金溶液过滤，得到含金箔的滤渣和含铜滤液，对滤渣进行洗涤、高温干燥和熔炼，得到金锭，金的回收率达到98%以上；含铜滤液可作为脱金液循环使用，溶液循环多次失效后，向溶液中添加苛性碱来中和溶液并沉淀铜、铁等离子，将其过滤，过滤后的废液达标排放，收集滤渣，便于后续集中处理。
实施例3
用清洗剂将废旧电路板表面粘有的灰尘、油污除去，然后用清水冲洗、烘干，得到干净的废旧电路板；在硫酸水溶液中添加络合剂乳酸和氧化剂高锰酸钾，配置脱金溶液，其中，盐酸的质量浓度为25%、乳酸的质量浓度为4%、高锰酸钾的质量浓度为17%；温度加热至50℃，将废旧电路板在脱金溶液中静置浸泡2h，然后搅拌15min，完成脱金；取出电路板，将其洗涤、烘干、收集，用于提炼其他金属；将脱金溶液过滤，得到含金箔的滤渣和含铜滤液，对滤渣进行洗涤、高温干燥和熔炼，得到金锭，金的回收率达到98%以上；含铜滤液可作为脱金液循环使用，溶液循环多次失效后，向溶液中添加苛性碱来中和溶液并沉淀铜、铁等离子，将其过滤，过滤后的废液达标排放，收集滤渣，便于后续集中处理。
实施例4
用清洗剂将先镀镍后镀铂的废旧钛基镀铂阳极表面粘有的灰尘、油污除去，然后用清水冲洗、烘干，得到干净的废旧钛基镀铂阳极；在盐酸水溶液中添加络合剂葡萄糖酸和氧化剂氯化铁，配置脱铂溶液，其中，盐酸的质量浓度为30%、葡萄糖酸的质量浓度为5%、氯化铁的质量浓度为20%；温度加热至60℃，将废旧钛基镀铂阳极在脱铂溶液中静置浸泡1h，然后搅拌10min，完成脱铂；取出已脱除铂层和镍层的钛基镀铂阳极，将其洗涤、烘干、收集，用于提炼其他金属；将脱铂溶液过滤，得到含铂箔的滤渣和含镍滤液，对滤渣进行洗涤、高温干燥和熔炼，得到铂锭，铂的回收率达到98%以上；含镍滤液可作为脱铂液循环使用，溶液循环多次失效后，向溶液中添加苛性碱来中和溶液并沉淀镍离子，将其过滤，过滤后的废液达标排放，收集滤渣，便于后续集中处理。
实施例5
用清洗剂将先镀镍后镀铑的废旧镀铑银饰品表面粘有的灰尘、油污除去，然后用清水冲洗、烘干，得到干净的废旧镀铑银饰品；在硫酸水溶液中添加络合剂苹果酸和氧化剂高锰酸钾，配置脱铑溶液，其中，硫酸的质量浓度为25%、苹果酸的质量浓度为2%、高锰酸钾的质量浓度为15%；温度加热至60℃，将废旧镀铑银饰品在脱铑溶液中静置浸泡3h，然后搅拌25min，完成脱铑；取出已去除镍层和铑层的镀铑银饰品，将其洗涤、烘干、收集，用于提炼其他金属；将脱铑溶液过滤，得到含铑箔的滤渣和含镍滤液，对滤渣进行洗涤、高温干燥和熔炼，得到铑锭，铑的回收率达到98%以上；含镍滤液可作为脱铑液循环使用，溶液循环多次失效后，向溶液中添加苛性碱来中和溶液并沉淀镍离子，将其过滤，过滤后的废液达标排放，收集滤渣，便于后续集中处理。
实施例6
用清洗剂将先镀镍后镀钯的废旧镀钯银饰品表面粘有的灰尘、油污除去，然后用清水冲洗、烘干，得到干净的废旧镀钯银饰品；在硫酸水溶液中添加络合剂苹果酸和氧化剂高锰酸钾，配置脱钯溶液，其中，硫酸的质量浓度为20%、苹果酸的质量浓度为3%、高锰酸钾的质量浓度为20%；温度加热至50℃，将废旧镀钯银饰品在脱钯溶液中静置浸泡2.5h，然后搅拌20min，完成脱钯；取出已去除镍层和钯层的镀钯银饰品，将其洗涤、烘干、收集，用于提炼其他金属；将脱钯溶液过滤，得到含钯箔的滤渣和含镍滤液，对滤渣进行洗涤、高温干燥和熔炼，得到钯锭，钯的回收率达到98%以上；含镍滤液可作为脱钯液循环使用，溶液循环多次失效后，向溶液中添加苛性碱来中和溶液并沉淀镍等离子，将其过滤，过滤后的废液达标排放，收集滤渣，便于后续集中处理。
实施例7
用清洗剂将镀银首饰表面粘有的灰尘、油污除去，然后用清水冲洗、烘干，得到干净的镀银首饰；在硫酸水溶液中添加络合剂乳酸和氧化剂高锰酸钾，配置脱银溶液，其中，硫酸的质量浓度为20%、乳酸的质量浓度为3%、高锰酸钾的质量浓度为15%；温度加热至30℃，将镀银首饰在脱银溶液中静置浸泡2.5h，然后搅拌20min，完成脱银；取出已去除银层的镀银首饰，将其洗涤、烘干、收集，用于提炼其他金属；将脱银溶液过滤，得到含银箔的滤渣和含镍滤液，对滤渣进行洗涤、高温干燥和熔炼，得到银锭，银的回收率达到98%以上；含镍滤液可作为脱银液循环使用，溶液循环多次失效后，向溶液中添加苛性碱来中和溶液并沉淀镍等离子，将其过滤，过滤后的废液达标排放，收集滤渣，便于后续集中处理。
本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不是限制，因此凡是依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种从底层电镀铜/镍材料中回收稀贵/惰性金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1) 预处理：对底层电镀铜/镍材料进行洗涤和烘干处理，以去除灰尘或/和油污；
(2) 配置脱稀贵/惰性金属溶液：在无机酸水溶液中添加络合剂和氧化剂，配置成脱稀贵/惰性金属溶液，并将脱稀贵/惰性金属溶液加热至50~70℃；
(3) 氧化络合铜/镍镀层：把烘干后的电镀材料浸泡在脱稀贵/惰性金属溶液中，静置浸泡，使稀贵/惰性金属镀层下的铜/镍镀层发生氧化络合，溶解，而附着在铜/镍镀层上的稀贵/惰性金属以稀贵/惰性金属箔的形式脱下，然后搅拌，使稀贵/惰性金属箔彻底地从电镀材料基体表面脱除；
(4) 过滤、干燥滤渣：取出脱稀贵/惰性金属后的电镀材料，将飘有稀贵/惰性金属箔的含铜/镍溶液过滤，得到含稀贵/惰性金属箔的滤渣和含铜和/或镍离子的滤液，滤渣经洗涤、干燥后得到稀贵/惰性金属箔。
2.根据权利要求1所述的从底层电镀铜/镍材料中回收稀贵/惰性金属的方法，其特征在于，所述步骤(2)中所述脱稀贵/惰性金属溶液中无机酸的质量浓度为20%~50%，络合剂的质量浓度为1%~5%，氧化剂的质量浓度为10%~30%。
3.根据权利要求2所述的从底层电镀铜/镍材料中回收稀贵/惰性金属的方法，其特征在于，所述无机酸为盐酸或硫酸；所述的氧化剂为高锰酸钾、硫酸铁、氯化铁、过氧化氢、或二氧化锰；所述的络合剂为酒石酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸、羟基乙酸、和葡萄糖酸中一种或两种以上的混合。
4.根据权利要求1或2或3所述的从底层电镀铜/镍材料中回收稀贵/惰性金属的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，先将废旧电镀材料在脱稀贵/惰性金属溶液中静置浸泡1~4h，然后搅拌10~30min。
5.根据权利要求4所述的从底层电镀铜/镍材料中回收稀贵/惰性金属的方法，其特征在于，还包括步骤(5) 熔炼：以常规的熔稀贵/惰性金属工艺将稀贵/惰性金属箔放入熔炼炉中熔稀贵/惰性金属成锭。
6.根据权利要求5所述的从底层电镀铜/镍材料中回收稀贵/惰性金属的方法，其特征在于，还包括步骤(6) 滤液处理：滤液可作为脱稀贵/惰性金属溶液循环使用，当循环多次溶液失效后，向溶液中添加苛性碱来中和溶液并沉淀铜、铁等离子，将其过滤，过滤后的废液达标排放，滤渣收集，便于后续集中处理。
7.根据权利要求6所述的从底层电镀铜/镍材料中回收稀贵/惰性金属的方法，其特征在于，还包括步骤(7)将脱稀贵/惰性金属后的电镀材料经洗涤、烘干后，用于后续提炼其他金属。
8.根据权利要求7所述的从底层电镀铜/镍材料中回收稀贵/惰性金属的方法，其特征在于，所述步骤(1)中先用清洗剂将废旧电镀材料表面粘有的灰尘、油污除去，然后用清水冲洗，然后烘干即可。
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