CN104775034A - 一种采用离子液体浸出分步回收废旧印制线路板中金属的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用离子液体浸出分步回收废旧印制线路板中金属的方法。该方法以废旧线路板为原料；按照固液质量体积比为1:5～1：20，加入离子液体和氧化剂的水溶液进行浸出，浸出时间为1～3小时；浸出结束后过滤，电解还原滤液中的铜和锌；用氨水溶解滤渣，过滤后用水合肼还原滤液得到粗银，剩余滤渣中加入氢氧化钠溶液溶解，过滤，电解还原滤液中的锡；用盐酸溶解滤渣中的镍，浓缩结晶回收氯化镍；最后用王水溶解滤渣中的金，还原滤液中的金。本发明工艺简单、成本低廉，可以分步浸出线路板中的金属，降低了后续金属还原的难度，避免了大量强酸的使用，改善了操作环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种离子液体浸出废旧印制线路板分步回收金属的方法，属于金属回收和固体废物资源化技术领域。
背景技术
电子废弃物的处理已成为全球亟待解决的问题。而印制电路板是电子产品的重要组成部分，几乎所有的电子电器产品中都使用了印制线路板，因此印制线路板的处理是电子废弃物处理利用的关键所在。废印制线路板不同于一般的固体垃圾，它含有铅、镉、水银、六价铬、聚氯乙烯及卤化物阻燃剂等多种重金属和有毒有害物质。处理不当势必会对环境产生严重的影响；同时废弃印制线路板中又含有金、银、钯、铂等贵金属，有很高的经济价值。据统计 ，1 吨随意收集的电脑板卡中大约含有272 kg塑料、130 kg铜、41 kg铁、29 kg铅、20 kg锡、10 kg锑、9 kg银、18 kg镍、0.45 kg金和钯、铂等贵金属。因此，广泛开展有关废印制线路板回收利用方面的研究，使这些宝贵的二次资源得到科学合理的无害化的处理和资源化利用，对保证人类所需生产和生活资源的供给，促进人类的可持续发展具有十分重要的意义。
常见废弃印制线路板中金属的资源化技术有火法和湿法。火法是将线路板进行机械粉碎后送入焚化炉中进行焚烧将其分解为有机气体与固体物，再对含有多种金属的固体物进行回收处理，本方法的主要问题是其所产生的溴化物、溴气、二恶英和呋喃等会对空气造成严重的污染。湿法处理因所采用的浸出剂不同而分为酸蚀法和选择性浸出法。酸蚀法是用强氧化性的酸(主要是王水)处理废旧印制线路板，使印制线路板中的金属被氧化为离子进入溶液后，从溶液中利用各种金属离子还原性的差异，采用还原、置换或电解处理工艺回收金属。由于需要使用大量强腐蚀性的化学试剂，本法易造成二次污染。室温离子液体是由阳离子和阴离子构成的、在室温或近室温下呈液态的熔盐体系。由于离子液体属低毒物质，其不挥发或者挥发性极低，因而不对大气造成污染，被认为是一类新型的环境友好介质。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种采用离子液体浸出分步提取废旧印制线路板中金属的方法，该方法工艺简单，环境友好。
本发明采用离子液体分步浸出法进行废旧印制线路板中金属的分布回收，主要是利用离子液体能够将铁、铜、锌氧化成离子进入溶液，将铅、银氧化为离子生成沉淀，同时不能溶解金、锡、镍的特点。
本发明提供的一种采用离子液体浸出分步回收废旧印制线路板中金属的方法，具体步骤如下：
（1）将废旧印制线路板粉碎至粒径为1~2mm，按照固液质量体积比为1:5～1：20，加入体积浓度10% - 40%的离子液体和氧化剂的水溶液进行浸出，浸出时间为1～3小时，浸出结束后，过滤，得第一滤液和第一滤渣；其中：氧化剂与离子液体的摩尔比为1:20 – 1:10，
（2）对于第一滤液中的铜离子和锌离子，以不锈钢为阴极，石墨阳极，在电流密度为150-350A/m2的条件下分步电沉积还原得到金属铜、锌；电沉积后的溶液浓缩回收铁后返回浸出环节；用氨水溶解第一滤渣中的氧化银，溶解部分用水合肼还原得到粗银，剩余未溶解的滤渣部分加入氢氧化钠溶液溶解，过滤，得第二滤液和第二滤渣；
（3）以不锈钢板为阴极，钛合金板为阳极，在200-300A/m2的条件电解还原第二滤液得到金属锡，第二滤渣加盐酸溶解，溶解结束后过滤，得到第三滤液和第三滤渣；
（4）中和回收浓缩结晶第三滤液中的镍离子，得到氯化镍；用王水溶解第三滤渣中的金用氢氧化钠调整pH值至1-2后，用亚硫酸钠还原得到金属金；
（5）还原金、银及中和回收镍后的废液进行中和处理。
本发明的步骤（1）中，所述离子液体选自1-乙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐或1-己基-3-甲基咪唑硫酸氢盐的任意一种或多种。
本发明的步骤（2）中所述氧化剂选自三氯化铁、氯化铜、过氧化氢或次氯酸钠的任意一种或多种。
本发明的有益效果在于：其由于采用了分步浸出法，能够将印制线路板中的金属分步浸出，降低了金属还原的难度，对贵金属与贱金属的分离有重要意义，避免使用强酸或者氰化物等二次污染严重、剧毒的试剂；浸出后溶液容易处理。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
以废旧电脑印制线路板为原料，各种金属含量（g/g印制线路板）如下：
提取工艺如图1所示：将30g上述粒径1-2mm的破碎料加入到机械搅拌反应器中，同时加入0.4L体积分数30%的1-丁基-3甲基-咪唑硫酸氢盐和40-120ml的过氧化氢水，搅拌浸出1.5-2.5小时。浸出后过滤，以不锈钢为阴极，石墨阳极，在电流密度为200A/m2的条件下分步电沉积还原得到金属铜、锌，电沉积后废液经浓缩回收铁后的回用到浸出环节；滤渣中加入2ml氨水溶解银0.5h后过滤，用水合肼还原滤液中的银；滤渣中加入100ml质量百分比浓度0-20%的氢氧化钠溶解，过滤后以不锈钢板为阴极，钛合金板为阳极，在250A/m2的条件电解还原得到金属锡；滤渣中加入100ml体积百分比浓度8%的稀盐酸溶解镍，过滤，浓缩结晶得到氯化镍；滤渣中加入（硝酸0.0195ml、盐酸0.0439ml）王水溶解金后过滤，滤渣中的金用氢氧化钠调整pH值至1-2后，用亚硫酸钠还原得到金属金。收集还原金、银及中和回收镍后的滤液进行中和处理各种金属的浸出率均达到85%以上。
实施例2
以废旧手机印制线路板为原料，实验测得各种金属含量（g/g印制线路板）如下：
提取工艺如图1所示：将30g上述粒径1-2mm的破碎料加入到机械搅拌反应器中，同时加入0.4L体积分数30%的1-乙基-3甲基-咪唑硫酸氢盐和40-120ml的次氯酸钠溶液，搅拌浸出1.5-2.5小时。浸出后过滤，以不锈钢为阴极，石墨阳极，在电流密度为200A/m2的条件下分步电沉积还原得到金属铜、锌，电沉积后废液经浓缩回收铁后的回用到浸出环节；滤渣中加入2ml氨水还原银0.5h后过滤，用水合肼还原滤液中的银；滤渣中加入100ml质量百分比浓度15%的氢氧化钠溶解，过滤后以不锈钢板为阴极，钛合金板为阳极，在300A/m2的条件电解还原得到金属锡；滤渣中加入100ml体积百分比浓度15%的稀盐酸溶解，过滤，浓缩结晶得到氯化镍；滤渣中加入（硝酸0.0195ml、盐酸0.0439ml）王水溶解金后过滤，滤渣中的金用氢氧化钠调整pH值至1-2后，用亚硫酸钠还原得到金属金。收集还原金、银及中和回收镍后的滤液进行中和处理。各种金属的浸出率均达到85%以上。
Claims (3)
1.一种采用离子液体浸出分步回收废旧印制线路板中金属的方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）将废旧印制线路板粉碎至粒径为1~2mm，按照固液质量体积比为1:5～1：20，加入体积浓度10% - 40%的离子液体和氧化剂的水溶液进行浸出，浸出时间为1～3小时，浸出结束后，过滤，得第一滤液和第一滤渣；其中：氧化剂与离子液体的摩尔比为1:20 – 1:10；
（2）对于第一滤液中的铜离子和锌离子，以不锈钢为阴极，石墨阳极，在电流密度为150-350A/m2的条件下分步电沉积还原得到金属铜、锌；电沉积后的溶液浓缩回收铁后返回浸出环节；用氨水溶解第一滤渣中的氧化银，溶解部分用水合肼还原得到粗银，剩余未溶解的滤渣部分加入氢氧化钠溶液溶解，过滤，得第二滤液和第二滤渣；
（3） 以不锈钢板为阴极，钛合金板为阳极，在200-300A/m2的条件电解还原第二滤液得到金属锡，第二滤渣加盐酸溶解，溶解结束后过滤，得到第三滤液和第三滤渣；
（4） 中和回收浓缩结晶第三滤液中的镍离子，得到氯化镍；用王水溶解第三滤渣中的金用氢氧化钠调整pH值至1-2后，用亚硫酸钠还原得到金属金；
（5）还原金、银及中和回收镍后的废液进行中和处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述离子液体选自1-乙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐或1-己基-3-甲基咪唑硫酸氢盐中的任意一种或多种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述氧化剂选自三氯化铁、氯化铜、过氧化氢或次氯酸钠的任意一种或多种。
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