CN104878205A - 一种回收废旧电路板中有价金属的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种回收废旧电路板中有价金属的方法，属于冶金技术领域。首先将废旧电路板置于真空炉中热解，热解完成后获得热解渣；将热解渣加入石灰石熔剂和还原剂焦炭，熔炼获得阳极铜，阳极铜经铸锭后作为阳极；以阳极铜作为阳极、钛板为阴极进行电解精炼，即能在阴极获得阴极铜，在电解过程中产出富含贵金属的阳极泥；将阳极泥加水进行浆化，加水、调酸后在通入压缩空气或氧气浸出，将浸出矿浆进行固液分离后获得浸出液和贵金属富集的浸出渣，向浸出液中加入铜粉获得碲和硫酸铜。本发明在初次处理过程中采用真空热解的方法，对非金属、铅锡焊料以及热解渣进行了有效分离。
Description
技术领域
本发明涉及一种回收废旧电路板中有价金属的方法，属于冶金技术领域。
背景技术
步入21世纪，电子产品已经成为了人们日常生活必不可少的产品。随着科学技术的迅速发展，电子产品的更新速度也越来越快，人们的巨大消费能力，使得电子产品的使用时间越来越短。据统计，全球每年将产生近5000~10000万吨电子产品废料，并且以每年3%-8%的速度增长。电子产品中含有的铅、汞、镉等重金属及对生物有害的物质如果处理不当，将会对环境造成极大的危害，于是处理电子产品垃圾也成为了人们越发关注的焦点。
另一方面，电子产品垃圾又是放错位置的资源。在印刷电路板中含有贵金属金、银、钯及有色金属铜、铝、锌、镍等，尤其是铜的含量最高约占25%，金与银的的含量也分别可以达到80g/t与3300g/t,远超过自然界中矿石中所含金属的品位。现今自然界中可开采的矿石资源越来越少，品位也越来越低，同时在电路板中还含有大量的有价金属，可以说电子产品垃圾是隐藏在城市当中的矿山。
目前国内外处理废旧电路板的方式主要以机械处理、手工拆卸、火法冶金、湿法冶金、生物技术冶金、电冶金处理电子产品垃圾，在处理过程中取得了一定的成果，但仍存在一定不足，且易产生二次污染，分离工序复杂，成本比较高。结合电子产品日益增多的趋势，处理难度日益增大的现状。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种回收废旧电路板中有价金属的方法。本发明在初次处理过程中采用真空热解的方法，对非金属、铅锡焊料以及热解渣进行了有效分离。针对真空热解渣进行火法熔炼后，再结合电解精炼工艺，回收废旧电路板中的主要产品铜，其他贵金属富集在阳极泥中，再通过加压酸浸的湿法冶金手段从阳极泥中脱铜富集贵金属，本发明通过以下技术方案实现。
一种回收废旧电路板中有价金属的方法，其具体步骤包括如下：
步骤1、首先将破碎成30mm×30mm的废旧电路板置于真空炉中，控制热解压力为1kPa以下，然后以10~15℃／min的升温速率加热到500℃~600℃热解60min，热解过程中所产生挥发气体经由反应器中的排气管排出，再经过冷凝器将气体冷凝成铅锡焊料和不可凝气体，不可凝气体进入水环真空泵后被NaOH溶液去除HBr和CO2气体，净化后的不可凝气体进入气体收集处理系统，进而分离出非金属物质，热解完成后获得热解渣；
步骤2、将步骤1获得的热解渣加入石灰石熔剂和还原剂焦炭，混合均匀后加入电炉中，控制还原温度为1200℃~1400℃条件下熔炼1~3h获得阳极铜，阳极铜经铸锭后作为阳极；
步骤3、以步骤2得到的阳极铜作为阳极、钛板为阴极进行电解精炼，电解液为Cu2+浓度40～50g/L硫酸铜溶液和H2SO4浓度150～180g/L的硫酸溶液，并向电解液液中加入25~50g/tCu胶、20~50g/tCu硫脲和15~40g/tCu的干酪素的添加剂，在220~240A／m2直流电的作用下电解1~3h，即能在阴极获得阴极铜，在电解过程中产出富含贵金属的阳极泥；
步骤4、将步骤3获得的阳极泥按照液固比为3~5:1ml/g加水进行浆化，筛去大颗粒杂质后加入5~10kg的水、浓度为70%~98%硫酸进行调浆至酸度为125g/L，在通入压缩空气或氧气、控制温度为100~150℃、压力为0.6~1.2MPa的条件下浸出60~120min，将浸出矿浆进行固液分离后获得浸出液和贵金属富集的浸出渣，向浸出液中按照固液比为2~4:1ml/g加入铜粉获得碲和硫酸铜。
所述步骤1中废旧电路板中包括以下组分：Cu20%~35%，Te1~3g/t，Au50 ~100g/t，Ag3000 ~4000g/t，玻璃纤维25%~35%，环氧树脂25%~35%。
所述步骤2中石灰石熔剂的加入量占热解渣质量的20%~30%，还原剂焦炭的加入量占热解渣质量的4%~8%。
所述步骤2熔炼过程中产生的烟气用来制酸和余热回收。
本发明的有益效果是：
（1）本发明将真空热解法与电解精炼法有机结合，一方面对非金属、铅锡焊料以及热解渣进行了有效分离，降低生产成本和优化复杂的分离工序及分离过程，减少污染；另一方面针对电路板热解渣的特点，电解精炼大大提高了精铜的产量。
（2）电解精炼后根据废旧电路板金属成分及环保等元素有针对性的选择加压酸浸的湿法冶金手段处理阳极泥，使铜回收率到98%以上并有效的富集了贵金属。
（3）本发明整个工艺流程工序少且周期较短，适用于中小型规模的资源再生企业，经济效益好可大规模投入生产。
附图说明
图1是本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，该回收废旧电路板中有价金属的方法，其具体步骤包括如下：
步骤1、首先将破碎成30mm×30mm的废旧电路板置于真空炉中，控制热解压力为20kPa，然后以10℃／min的升温速率加热到500℃热解60min，热解过程中所产生挥发气体经由反应器中的排气管排出，再经过冷凝器将气体冷凝成铅锡焊料和不可凝气体，不可凝气体进入水环真空泵后被NaOH溶液去除HBr和CO2气体，净化后的不可凝气体进入气体收集处理系统，进而分离出非金属物质，热解完成后获得热解渣；其中废旧电路板中包括以下组分：Cu20%，Te1g/t，Au50g/t，Ag3000g/t，玻璃纤维35%，环氧树脂35%；
步骤2、将步骤1获得的热解渣加入石灰石熔剂和还原剂焦炭，混合均匀后加入电炉中，控制还原温度为1200℃条件下熔炼1h获得阳极铜，阳极铜经铸锭后作为阳极；其中石灰石熔剂的加入量占热解渣质量的20%，还原剂焦炭的加入量占热解渣质量的4%；步骤2熔炼过程中产生的烟气用来制酸和余热回收；
步骤3、以步骤2得到的阳极铜作为阳极、钛板为阴极进行电解精炼，电解液为Cu2+浓度40g/L硫酸铜溶液和H2SO4浓度150g/L的硫酸溶液，并向电解液液中加入25g/tCu胶、20g/tCu硫脲和15g/tCu的干酪素的添加剂，在220A／m2直流电的作用下电解1h，即能在阴极获得阴极铜，在电解过程中产出富含贵金属的阳极泥；
步骤4、将步骤3获得的阳极泥按照液固比为4:1ml/g加水进行浆化，筛去大颗粒杂质后加入5kg的水、浓度为70%硫酸进行调浆至酸度为125g/L，在通入压缩空气、控制温度为100℃、压力为0．6MPa的条件下浸出60min，将浸出矿浆进行固液分离后获得浸出液和贵金属富集的浸出渣，向浸出液中按照固液比为2:1ml/g加入铜粉获得碲和硫酸铜。
在上述条件下进行回收废旧电路板里面的有价金属，经过测定，铜的回收率为98.5％，银的回收率为95.0％，金的回收率为95.9％。
实施例2
如图1所示，该回收废旧电路板中有价金属的方法，其具体步骤包括如下：
步骤1、首先将破碎成30mm×30mm的废旧电路板置于真空炉中，控制热解压力为100kPa，然后以15℃／min的升温速率加热到600℃热解60min，热解过程中所产生挥发气体经由反应器中的排气管排出，再经过冷凝器将气体冷凝成铅锡焊料和不可凝气体，不可凝气体进入水环真空泵后被NaOH溶液去除HBr和CO2气体，净化后的不可凝气体进入气体收集处理系统，进而分离出非金属物质，热解完成后获得热解渣；其中废旧电路板中包括以下组分：Cu35%，Te3g/t，Au100g/t，Ag4000g/t，玻璃纤维25%，环氧树脂35%；
步骤2、将步骤1获得的热解渣加入石灰石熔剂和还原剂焦炭，混合均匀后加入电炉中，控制还原温度为1300℃条件下熔炼3h获得阳极铜，阳极铜经铸锭后作为阳极；其中石灰石熔剂的加入量占热解渣质量的30%，还原剂焦炭的加入量热解渣质量的8%；步骤2熔炼过程中产生的烟气用来制酸和余热回收；
步骤3、以步骤2得到的阳极铜作为阳极、钛板为阴极进行电解精炼，电解液为Cu2+浓度50g/L硫酸铜溶液和H2SO4浓度180g/L的硫酸溶液，并向电解液液中加入50g/tCu胶、50g/tCu硫脲和40g/tCu的干酪素的添加剂，在230A／m2直流电的作用下电解2h，即能在阴极获得阴极铜，在电解过程中产出富含贵金属的阳极泥；
步骤4、将步骤3获得的阳极泥按照液固比为3:1ml/g加水进行浆化，筛去大颗粒杂质后加入10kg的水、浓度为98%硫酸进行调浆至酸度为125g/L，在通入压缩空气、控制温度为150℃、压力为1.2MPa的条件下浸出120min，将浸出矿浆进行固液分离后获得浸出液和贵金属富集的浸出渣，向浸出液中按照固液比为4:1ml/g加入铜粉获得碲和硫酸铜。
在上述条件下进行回收废旧电路板里面的有价金属，经过测定，铜的回收率为98.7％，银的回收率为95.6％，金的回收率为96.5％。
实施例3
如图1所示，该回收废旧电路板中有价金属的方法，其具体步骤包括如下：
步骤1、首先将破碎成30mm×30mm的废旧电路板置于真空炉中，控制热解压力为60kPa，然后以12℃／min的升温速率加热到550℃热解60min，热解过程中所产生挥发气体经由反应器中的排气管排出，再经过冷凝器将气体冷凝成铅锡焊料和不可凝气体，不可凝气体进入水环真空泵后被NaOH溶液去除HBr和CO2气体，净化后的不可凝气体进入气体收集处理系统，进而分离出非金属物质，热解完成后获得热解渣；其中废旧电路板中包括以下组分：Cu28%，Te1g/t，Au50g/t，Ag3000g/t，玻璃纤维30%，环氧树脂30%；
步骤2、将步骤1获得的热解渣加入石灰石熔剂和还原剂焦炭，混合均匀后加入电炉中，控制还原温度为1300℃条件下熔炼3h获得阳极铜，阳极铜经铸锭后作为阳极；其中石灰石熔剂的加入量占热解渣质量的25%，还原剂焦炭的加入量占热解渣质量的6%；步骤2熔炼过程中产生的烟气用来制酸和余热回收；
步骤3、以步骤2得到的阳极铜作为阳极、钛板为阴极进行电解精炼，电解液为Cu2+浓度45g/L硫酸铜溶液和H2SO4浓度160g/L的硫酸溶液，并向电解液液中加入45g/tCu胶、40g/tCu硫脲和30g/tCu的干酪素的添加剂，在240A／m2直流电的作用下电解3h，即能在阴极获得阴极铜，在电解过程中产出富含贵金属的阳极泥；
步骤4、将步骤3获得的阳极泥按照液固比为5:1ml/g加水进行浆化，筛去大颗粒杂质后加入8kg的水、浓度为84%硫酸进行调浆至酸度为125g/L，在通入压缩空气、控制温度为120℃、压力为1.0MPa的条件下浸出90min，将浸出矿浆进行固液分离后获得浸出液和贵金属富集的浸出渣，向浸出液中按照固液比为3:1ml/g加入铜粉获得碲和硫酸铜。
在上述条件下进行回收废旧电路板里面的有价金属，经过测定，铜的回收率为99.2％，银的回收率为95.2％，金的回收率为96.1％。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种回收废旧电路板中有价金属的方法，其特征在于具体步骤包括如下：
步骤1、首先将破碎成30mm×30mm的废旧电路板置于真空炉中，控制热解压力为1kPa以下，然后以10~15℃／min的升温速率加热到500℃~600℃热解60min，热解过程中所产生挥发气体经由反应器中的排气管排出，再经过冷凝器将气体冷凝成铅锡焊料和不可凝气体，不可凝气体进入水环真空泵后被NaOH溶液去除HBr和CO2气体，净化后的不可凝气体进入气体收集处理系统，进而分离出非金属物质，热解完成后获得热解渣；
步骤2、将步骤1获得的热解渣加入石灰石熔剂和还原剂焦炭，混合均匀后加入电炉中，控制还原温度为1200℃~1400℃条件下熔炼1~3h获得阳极铜，阳极铜经铸锭后作为阳极；
步骤3、以步骤2得到的阳极铜作为阳极、钛板为阴极进行电解精炼，电解液为Cu2+浓度40～50g/L硫酸铜溶液和H2SO4浓度150～180g/L的硫酸溶液，并向电解液液中加入25~50g/tCu胶、20~50g/tCu硫脲和15~40g/tCu的干酪素的添加剂，在220~240A／m2直流电的作用下电解1~3h，即能在阴极获得阴极铜，在电解过程中产出富含贵金属的阳极泥；
步骤4、将步骤3获得的阳极泥按照液固比为3~5:1ml/g加水进行浆化，筛去大颗粒杂质后加入5~10kg的水、浓度为70%~98%硫酸进行调浆至酸度为125g/L，在通入压缩空气或氧气、控制温度为100~150℃、压力为0.6~1.2MPa的条件下浸出60~120min，将浸出矿浆进行固液分离后获得浸出液和贵金属富集的浸出渣，向浸出液中按照固液比为2~4:1ml/g加入铜粉获得碲和硫酸铜。
2.根据权利要求1所述的回收废旧电路板中有价金属的方法，其特征在于：所述步骤1中废旧电路板中包括以下质量组分：Cu20%~35%，Te1~3g/t，Au50~100g/t，Ag3000 ~4000g/t，玻璃纤维25%~35%，环氧树脂25%~35%。
3.根据权利要求1所述的回收废旧电路板中有价金属的方法，其特征在于：所述步骤2中石灰石熔剂的加入量占热解渣质量的20%~30%，还原剂焦炭的加入量占热解渣质量的4%~8%。
4.根据权利要求1所述的回收废旧电路板中有价金属的方法，其特征在于：所述步骤2熔炼过程中产生的烟气用来制酸和余热回收。
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