CN105132690A - 电子废弃物中提取金银铂钯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子废弃物中提取金银铂钯的方法，属于废弃物资源化利用领域。采用预处理将金属富集，酸洗将贵金属富集，高压氯气浸出实现金、钯、铂的一步浸出，萃取分离提取金，化学沉淀分离提取铂钯，采用氨化法提取银。本发明提供的电子废弃物中提取金银铂钯的方法，能够实现电子废弃物的资源化利用，能够实现电子废弃物中金银铂钯的提取，金银铂钯的回收率高，成本低，流程短，对环境危害少，废水废气产生量少。

Description

电子废弃物中提取金银铂钯的方法
技术领域
本发明涉及电子废弃物中提取金银铂钯的方法，属于废弃物资源化利用领域。
背景技术
我国已成为全球最大的电子产品生产国和电子废弃物产出国。电子垃圾的处理是我国亟待解决的难题。印刷电路板(printedcircuitboard，简称PCB)是电子产品中的重要组成部分，其组成包括有机基板和装配在基板上的含高品位金属的电子元器件，其中的主要金属成分为：Cu、Fe、Sn、Ni、Pb、Zn、Sb、Au、Ag、Pd等，其回收价值远远高于一般的市政垃圾，是一座重要的“城市矿山”。废弃电路板若不能得到有效处理，不仅是对资源的极大浪费，其中的重金属也会对环境造成污染。
比如废旧手机为典型的电子废弃物，随着手机用户的增长以及手机更新换代步伐的加快，废旧手机数量也越来越多。据中国广播网等媒体报道，目前全球每年废弃的手机约有4亿部，其中中国有近1亿部。联合国环境规划署近期发布的《化电子垃圾为资源》报告预测，到2020年，中国废弃手机数量将比2007年增长7倍。
据了解，废旧手机零件中含有铅、镉、汞等多种有害物质，若直接丢弃将严重污染土壤和地下水。一块废旧手机电池的污染强度是普通干电池的100倍，可污染6万升水。如果将废旧手机运到垃圾场焚化，塑料外壳还会产生含氯的有毒物质，甚至是一级致癌物“二恶英”。手机印刷线路板和外壳都含溴阻燃剂，会破坏人体健康，引起甲状腺功能紊乱、内分泌失调以及神经、免疫系统问题等。
机内件里包含多种有价值的材料，包括0.01%的黄金，20%~25%的铜，40%~50%的可再生塑料。一项研究表明，从1吨废弃手机中能提取150克黄金、100公斤铜以及3公斤银。依照我国目前每年废弃1亿部手机估算，这些废旧手机总重达1万吨，若回收处理能提取1500公斤黄金、100万公斤铜、3万公斤银。
寻求经济有效、绿色环保的方法对废弃电路板加以回收利用，不仅可以实现资源的有效循环利用，也可适应当前我国节能减排的大趋势。
而贵金属对于废弃电路板的回收效益来说至关重要，目前对废旧电路板的贵金属回收方法，其回收率以及回收金属的纯度仍不能达到较高水平，而且回收成本较高，且存在流程长，回收过程产生二次污染等缺点。如专利201110223517.3提出了一种从废旧电路板中回收金、钯、铂、银的方法。该方法包括以下步骤：(1)对已提取铜镍铅锡废旧电路板除杂；(2)分离回收钯、银；(3)分离回收铂、金。此工艺回收成本较低，并且回收率和回收金属纯度较高，但存在流程长等缺点。专利200910012990.X提出了了一种铅、锡及其合金为捕集剂从电路板上提取贵金属的方法，是将电路板上含有贵金属的元件取下，经破碎、加热、保温、再加热得到含有贵金属的混合物；将铅、锡及其合金中的一种作为捕集剂与混合物混合放入冶金炉中加温熔融，经保温、冷却、去渣，捕集得到的较纯的贵金属合金；该合金作为捕集剂按比例向合金中再加入混合物，经再加温、保温、冷却、去渣，得到更多的贵金属合金；经过多次加入混合物富集提取，合金中的贵金属含量达到10％～15％时，取出合金放到灰皿上吹灰和加酸处理，得到纯贵金属。此有害气体和固体废弃物的排放少，用酸量小，不产生大量含重金属的离子废液排放，利用环保，保护了环境，回收成本低。单由于采用了含铅的物质做为高温下贵金属捕集剂，则产生的铅蒸气对环境和人体会造成很大的伤害。
发明内容
本发明的目的是提供了电子废弃物中提取金银铂钯的方法，能够实现电子废弃物中金银铂钯的提取，金银铂钯的回收率高，成本低，流程短，对环境危害少，废水废气产生量少。
本发明所采用的技术方案为：
电子废弃物中提取金银铂钯的方法，包括以下几个步骤：
（1）预处理，将电子废弃物经过人工拆解，破碎，再经过水力分选，磁选后得到金属富集物，经过氧化焙烧后得到焙烧料；
（2）酸洗，将焙烧料加入硫酸溶液，同时加入氧化剂，在70-99℃反应1-5小时，过滤得到含铜滤液和贵金属富集物；
（3）高压氯气浸出，将贵金属富集物在高压釜内加入酸溶液，在后通入氯气，在温度为105-200℃，压力为0.15-0.5Mpa，反应时间为3-10小时，得到含有金、铂、钯的滤液和含有银的滤渣；
（4）萃取分离金，将含有金、铂、钯的滤液与萃取剂混合，经过2-10级萃取，2-5级洗涤和5-10级反萃得到含金溶液，得到的含金溶液加入还原剂还原得到金粉，经过熔炼得到金锭；
（5）钯、铂分离，将步骤（4）萃取金后的萃余液加入碳酸钠或者碳酸氢钠调节pH7-10，在温度为70-95℃下反应2-5小时，过滤得到含有钯的沉淀和含有铂的溶液；
（6）钯、铂回收，将步骤（5）得到的含有钯的沉淀经过硝酸溶解后加入还原剂还原得到钯粉，将步骤（5）得到的含铂的溶液加入氯化铵得到（NH4）2PtCl6沉淀，在惰性气体环境下煅烧得到铂粉；
（7）银的回收，将步骤（3）得到的含银滤渣加入氨水溶解，氨水与银的摩尔比为1:0.15-0.4，溶解温度为20-50℃，反应时间为2-5小时得到银氨络合物溶液，加入水合肼还原得到银粉。
进一步的，所述步骤（1）中氧化焙烧的焙烧温度为300-800℃，焙烧时间2-5小时。
进一步的，所述步骤（2）中硫酸溶液的浓度为1-5mo/l，氧化剂为氧气、双氧水、三价铁盐、氯酸钠、高锰酸钾、氯气、次氯酸钠中的至少一种，焙烧料与硫酸溶液的质量比为1:5-10。
进一步的，所述步骤（3）中酸溶液为盐酸溶液、硝酸溶液中的至少一种，酸溶液浓度为3-10mol/l，贵金属富集物与氯气的质量比为1:2-5。
进一步的，所述步骤（4）中含有金、铂、钯的滤液与萃取剂的流量比为1:2-5，萃取剂为二丁基卡必醇、二异辛基硫醚、乙醚、磷酸三丁脂与十二烷的混合物、仲辛醇中的至少一种，还原剂为草酸、甲醛、亚硝酸盐、水合肼、铁粉、锌粉中的至少一种，还原温度为20-99℃，还原时间1-5小时，还原剂与金的摩尔比为1:0.2-0.5。
进一步的，所述高压氯气浸出结束后，将高压釜内放空，同时将放空管道伸入氯气吸收剂中进行吸收，吸收液返回步骤（2）中做为氧化剂。
本发明的有益效果为：
1.采用预处理、酸洗可将贵金属进行富集，采用焙烧手段进行预氧化，减少了氧化剂的使用，采用高压氯气浸出，可大大提高氯气的使用率，降低氯气使用量，将高压浸出后剩余的氯气通过吸收剂吸收后返回做为酸洗的氧化剂，可进一步降低成本，此工艺成本低；
2.采用高压氯气浸出可将金、钯、铂一次全部浸出，再采用萃取法分离提取金、沉淀法分离铂钯，流程短且分离率高，金、钯、铂的回收率高，银采用氨化法提取，银的回收率高；
3.采用人工拆解，破碎，再经过水力分选，磁选后得到金属富集物，避免高温焚烧和王水洗涤造成的环境和人体的伤害，高压氯气浸出避免氯气的飘溢而对环境造成危害，最终未反应完的氯气经过吸收后重复利用，最大程度的减少对环境的伤害，产生的有害废气少，高压氯气浸出可将金、钯、铂一次全部浸出，再采用萃取法分离提取金、沉淀法分离铂钯，避免了多次浸出提取产生大量废水，属于环保的工艺。
具体实施方式
以下结合具体的实例，对本发明申请所述的电子废弃物中提取金银铂钯的方法进行描述和说明，目的是为了公众更好的理解本发明的技术内容，而不是对所述技术内容的限制，在相同或近似的原理下，对所述工艺步骤进行的改进，包括反应条件、所用试剂改进和替换，达到相同的目的，则都在本发明申请所要求保护的技术方案之内。
实施例一
电子废弃物中提取金银铂钯的方法，包括以下几个步骤：
（1）预处理，将电子废弃物经过人工拆解，破碎，再经过水力分选，磁选后得到金属富集物，经过氧化焙烧后得到焙烧料；
（2）酸洗，将焙烧料加入硫酸溶液，同时加入氧化剂，在85℃反应4小时，过滤得到含铜滤液和贵金属富集物；
（3）高压氯气浸出，将贵金属富集物在高压釜内加入酸溶液，在后通入氯气，在温度为190℃，压力为0.3Mpa，反应时间为5小时，得到含有金、铂、钯的滤液和含有银的滤渣；
（4）萃取分离金，将含有金、铂、钯的滤液与萃取剂混合，经过5级萃取，4级洗涤和6级反萃得到含金溶液，得到的含金溶液加入还原剂还原得到金粉，经过熔炼得到金锭；
（5）钯、铂分离，将步骤（4）萃取金后的萃余液加入碳酸钠调节pH8.5，在温度为90℃下反应3.5小时，过滤得到含有钯的沉淀和含有铂的溶液；
（6）钯、铂回收，将步骤（5）得到的含有钯的沉淀经过硝酸溶解后加入还原剂还原得到钯粉，将步骤（5）得到的含有铂的溶液加入氯化铵得到（NH4）2PtCl6沉淀，在惰性气体环境下煅烧得到铂粉；
（7）银的回收，将步骤（3）得到的含银滤渣加入氨水溶解，氨水与银的摩尔比为1:0.3，溶解温度为45℃，反应时间为3.5小时得到银氨络合物溶液，加入水合肼还原得到银粉。
所述步骤（1）中氧化焙烧的焙烧温度为500℃，焙烧时间3小时。
所述步骤（2）中硫酸溶液的浓度为2.5mo/l，氧化剂为氧气，焙烧料与硫酸溶液的质量比为1:7。
所述步骤（3）中酸溶液为盐酸溶液，酸溶液浓度为6mol/l，贵金属富集物与氯气的质量比为1:4。
所述步骤（4）中含有金、铂、钯的滤液与萃取剂的流量比为1:4，萃取剂为二丁基卡必醇，还原剂为草酸，还原温度为80℃，还原时间4小时，还原剂与金的摩尔比为1:0.4。
所述高压氯气浸出结束后，将高压釜内放空，同时将放空管道伸入氯气吸收剂中进行吸收，吸收液返回步骤（2）中做为氧化剂。
最终得到的金锭、钯粉、铂粉和银粉的纯度为99.96%、99.85%、99.91%和99.9%，金、钯、铂、银的回收率分别为99.0%、98.7%、99.1%和98.6%。
实施例二
电子废弃物中提取金银铂钯的方法，包括以下几个步骤：
（1）预处理，将电子废弃物经过人工拆解，破碎，再经过水力分选，磁选后得到金属富集物，经过氧化焙烧后得到焙烧料；
（2）酸洗，将焙烧料加入硫酸溶液，同时加入氧化剂，在95℃反应4小时，过滤得到含铜滤液和贵金属富集物；
（3）高压氯气浸出，将贵金属富集物在高压釜内加入酸溶液，在后通入氯气，在温度为195℃，压力为0.45Mpa，反应时间为8小时，得到含有金、铂、钯的滤液和含有银的滤渣；
（4）萃取分离金，将含有金、铂、钯的滤液与萃取剂混合，经过8级萃取，4级洗涤和8级反萃得到含金溶液，得到的含金溶液加入还原剂还原得到金粉，经过熔炼得到金锭；
（5）钯、铂分离，将步骤（4）萃取金后的萃余液加入碳酸氢钠调节pH9，在温度为85℃下反应5小时，过滤得到含有钯的沉淀和含有铂的溶液；
（6）钯、铂回收，将步骤（5）得到的含有钯的沉淀经过硝酸溶解后加入还原剂还原得到钯粉，将步骤（5）得到的含有铂的溶液加入氯化铵得到（NH4）2PtCl6沉淀，在惰性气体环境下煅烧得到铂粉；
（7）银的回收，将步骤（3）得到的含银滤渣加入氨水溶解，氨水与银的摩尔比为1:0.35，溶解温度为45℃，反应时间为4小时得到银氨络合物溶液，加入水合肼还原得到银粉。
所述步骤（1）中氧化焙烧的焙烧温度为700℃，焙烧时间3小时。
所述步骤（2）中硫酸溶液的浓度为4mo/l，氧化剂为三价铁盐，焙烧料与硫酸溶液的质量比为1:6。
所述步骤（3）中酸溶液为硝酸溶液，酸溶液浓度为8mol/l，贵金属富集物与氯气的质量比为1:4。
所述步骤（4）中含有金、铂、钯的滤液与萃取剂的流量比为1:4.5，萃取剂为磷酸三丁脂与十二烷的混合物，还原剂为水合肼，还原温度为75℃，还原时间3小时，还原剂与金的摩尔比为1:0.45。
所述高压氯气浸出结束后，将高压釜内放空，同时将放空管道伸入氯气吸收剂中进行吸收，吸收液返回步骤（2）中做为氧化剂。
最终得到的金锭、钯粉、铂粉和银粉的纯度为99.91%、99.81%、99.91%和99.82%，金、钯、铂、银的回收率分别为99.1%、98.5%、99.0%和98.2%。
实施例三
电子废弃物中提取金银铂钯的方法，包括以下几个步骤：
（1）预处理，将电子废弃物经过人工拆解，破碎，再经过水力分选，磁选后得到金属富集物，经过氧化焙烧后得到焙烧料；
（2）酸洗，将焙烧料加入硫酸溶液，同时加入氧化剂，在75℃反应2小时，过滤得到含铜滤液和贵金属富集物；
（3）高压氯气浸出，将贵金属富集物在高压釜内加入酸溶液，在后通入氯气，在温度为165℃，压力为0.4Mpa，反应时间为8小时，得到含有金、铂、钯的滤液和含有银的滤渣；
（4）萃取分离金，将含有金、铂、钯的滤液与萃取剂混合，经过7级萃取，4级洗涤和7级反萃得到含金溶液，得到的含金溶液加入还原剂还原得到金粉，经过熔炼得到金锭；
（5）钯、铂分离，将步骤（4）萃取金后的萃余液加入碳酸钠调节pH7.5，在温度为85℃下反应4小时，过滤得到含有钯的沉淀和含有铂的溶液；
（6）钯、铂回收，将步骤（5）得到的含有钯的沉淀经过硝酸溶解后加入还原剂还原得到钯粉，将步骤（5）得到的含有铂的溶液加入氯化铵得到（NH4）2PtCl6沉淀，在惰性气体环境下煅烧得到铂粉；
（7）银的回收，将步骤（3）得到的含银滤渣加入氨水溶解，氨水与银的摩尔比为1:0.35，溶解温度为25℃，反应时间为4小时得到银氨络合物溶液，加入水合肼还原得到银粉。
所述步骤（1）中氧化焙烧的焙烧温度为500℃，焙烧时间4小时。
所述步骤（2）中硫酸溶液的浓度为4mo/l，氧化剂为次氯酸钠，焙烧料与硫酸溶液的质量比为1:7。
所述步骤（3）中酸溶液为盐酸溶液，酸溶液浓度为5mol/l，贵金属富集物与氯气的质量比为1:4。
所述步骤（4）中含有金、铂、钯的滤液与萃取剂的流量比为1:4，萃取剂为仲辛醇，还原剂为铁粉，还原温度为85℃，还原时间2小时，还原剂与金的摩尔比为1:0.35。
所述高压氯气浸出结束后，将高压釜内放空，同时将放空管道伸入氯气吸收剂中进行吸收，吸收液返回步骤（2）中做为氧化剂。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.电子废弃物中提取金银铂钯的方法，其特征在于：包括以下几个步骤：
（1）预处理，将电子废弃物经过人工拆解，破碎，再经过水力分选，磁选后得到金属富集物，经过氧化焙烧后得到焙烧料；
（2）酸洗，将焙烧料加入硫酸溶液，同时加入氧化剂，在70-99℃反应1-5小时，过滤得到含铜滤液和贵金属富集物；
（3）高压氯气浸出，将贵金属富集物在高压釜内加入酸溶液，在后通入氯气，在温度为105-200℃，压力为0.15-0.5Mpa，反应时间为3-10小时，得到含有金、铂、钯的滤液和含有银的滤渣；
（4）萃取分离金，将含有金、铂、钯的滤液与萃取剂混合，经过2-10级萃取，2-5级洗涤和5-10级反萃得到含金溶液，得到的含金溶液加入还原剂还原得到金粉，经过熔炼得到金锭；
（5）钯、铂分离，将步骤（4）萃取金后的萃余液加入碳酸钠或者碳酸氢钠调节pH7-10，在温度为70-95℃下反应2-5小时，过滤得到含有钯的沉淀和含有铂的溶液；
（6）钯、铂回收，将步骤（5）得到的含有钯的沉淀经过硝酸溶解后加入还原剂还原得到钯粉，将步骤（5）得到的含有铂的溶液加入氯化铵得到（NH4）2PtCl6沉淀，在惰性气体环境下煅烧得到铂粉；
（7）银的回收，将步骤（3）得到的含银滤渣加入氨水溶解，氨水与银的摩尔比为1:0.15-0.4，溶解温度为20-50℃，反应时间为2-5小时得到银氨络合物溶液，加入水合肼还原得到银粉。
2.根据权利要求1所述的电子废弃物中提取金银铂钯的方法，其特征在于：所述步骤（1）中氧化焙烧的焙烧温度为300-800℃，焙烧时间2-5小时。
3.根据权利要求1所述的电子废弃物中提取金银铂钯的方法，其特征在于：所述步骤（2）中硫酸溶液的浓度为1-5mo/l，氧化剂为氧气、双氧水、三价铁盐、氯酸钠、高锰酸钾、氯气、次氯酸钠中的至少一种，焙烧料与硫酸溶液的质量比为1:5-10。
4.根据权利要求1所述的电子废弃物中提取金银铂钯的方法，其特征在于：所述步骤（3）中酸溶液为盐酸溶液、硝酸溶液中的至少一种，酸溶液浓度为3-10mol/l，贵金属富集物与氯气的质量比为1:2-5。
5.根据权利要求1所述的电子废弃物中提取金银铂钯的方法，其特征在于：所述步骤（4）中含有金、铂、钯的滤液与萃取剂的流量比为1:2-5，萃取剂为二丁基卡必醇、二异辛基硫醚、乙醚、磷酸三丁脂与十二烷的混合物、仲辛醇中的至少一种，还原剂为草酸、甲醛、亚硝酸盐、水合肼、铁粉、锌粉中的至少一种，还原温度为20-99℃，还原时间1-5小时，还原剂与金的摩尔比为1:0.2-0.5。
6.根据权利要求1所述的电子废弃物中提取金银铂钯的方法，其特征在于：所述高压氯气浸出结束后，将高压釜内放空，同时将放空管道伸入氯气吸收剂中进行吸收，吸收液返回步骤（2）中做为氧化剂。
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