CN105154680A - 一种从废旧印制线路板表面选择性剥离金属金的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从废旧印制线路板表面选择性剥离金属金的方法。该方法以废旧线路板作为原料，先经预处理脱去元器件，清洗烘干；接着按照固液质量体积比1：5～1：10加入脱金液进行浸出反应，浸出反应时间为2～4h；所述脱金液中，磺酸类溶质质量分数为10.1%～47.0%，氧化剂质量分数为3.5%～11.2%，其余为水；浸出结束后，溶液过滤得到含铜镍溶液和含金箔的滤渣，所述滤液经熔炼得到金锭。浸出后的含铜镍溶液通过电沉积回收铜后循环用于废旧线路板的浸出；循环使用后溶液提取镍；母液循环用于废旧线路板的浸出。本发明工艺简单、成本低廉，可实现废旧线路板中金属金的绿色资源化处理。

Description

一种从废旧印制线路板表面选择性剥离金属金的方法
技术领域
本发明涉及一种从废旧印制线路板表面选择性剥离金属金的方法，属于金属回收和固体废物资源化技术领域。
背景技术
近年来，我国大陆的印刷线路板制造业以平均每年14.4%的增长率高速发展。到1995年，我国印刷线路板的总产量居世界第5位，产值己占世界印刷线路板总产值的5.2%，2000年国内电子工业对印刷线路板的需求量更猛增到15万吨。在电子产品市场总规模己达1万亿元、电子工业产值己居世界第4位的我国，废弃印刷线路板的数量十分巨大。以电子工业发达的广东东莞市为例，每月产生的印刷线路板、覆铜板边角料等电子废弃物就超过5000吨，而整个广东省则超过8000吨。因此，如何处理急剧增加的废弃印刷线路板是包括中国在内的信息和电子行业发展大国所面临的共同课题。
印刷线路板中通常含有30%的塑料，30%的难熔氧化物以及大约40%的金属，几乎包含了元素周期表中所有的元素。丹麦技术大学公布的研究结果表明，在1吨随意收集的废弃印刷线路板中含有大约272kg树脂塑料，130kg铜，铁、锡、锑等金属的含量各约数10kg，金、钯的含量在0.5kg左右。
现有的电路板回收金的工艺主要有火法冶金、湿法冶金。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。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，将其中所含的金属氧化为离子进入到溶液中然后从溶液中利用各种金属离子还原性的差异，采用置换或电解处理工艺回收金属。由于需要使用强腐蚀性的化学试剂，本法易造成二次污染。选择性浸出法主要是利用金和银等贵金属与一些配合剂（如氰化物）反应，生成水溶性的金属络离子，实现贵金属与普通金属的分离，但由于氰化物的毒性限制了该法的运用，并且浸出液难以循环利用，容易造成二次污染。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明采用一种工艺简单、成本低廉的一种从废旧印制线路板表面选择性剥离金属金的方法。该方法使得金箔脱离线路板，达到回收金的目的。本发明技术方案是这样实现的：
本发明提供一种从废旧印制线路板表面选择性剥离金属金的方法，具体步骤如下：
首先，以废旧线路板为原料，经预处理脱去元器件，清洗烘干；接着，按照固液质量体积比1：5～1：10加入脱金液对预处理后废旧线路板进行浸出反应，浸出反应时间为2～4h；浸出结束后，取走废旧线路板，余下混合物过滤得到含铜镍溶液和含金箔的滤渣，所述含金箔的滤渣经熔炼得到金锭；其中：所述脱金液由选择性浸出药剂、氧化剂和水组成。
以总质量为100%计，选择性浸出药剂质量占10.1%～47.0%，氧化剂质量占3.5%～11.2%，其余为水；所述选择性浸出溶剂为烷基磺酸或氨基磺酸。
本发明中，所述烷基磺酸为C1-C6直链烷基磺酸。
本发明中，所述烷基磺酸为甲基磺酸或乙基磺酸。
本发明中，用脱金液进行废旧线路板浸出的溶解机理如下：
Cu+2R-SO3H+H2O2=（R-SO3）2Cu+2H2O
Ni+2R-SO3H+H2O2=(CH3O3S)2Ni+2H2O
其中：R-SO3H中的R为烷基或氨基；优选的为C1～C6支链烷基或氨基；更优选的，为甲基或乙基。
本发明中，所述含铜镍溶液经后处理得到铜和镍。
本发明中，对含铜镍溶液进行后处理步骤包括：
（1）通过电沉积回收铜，反应结束后溶液循环用于废旧线路板的浸出；电沉积采用的电极板为不锈钢极板，电流密度为100～300A/M2；
（2）循环使用后溶液中的镍达到10g/L时，浓缩结晶分离，回收镍。
本发明中，回收镍后的溶液作为脱金液循环用于废旧线路板的浸出。
本发明中，所述的氧化剂为氯化铜或双氧水。
本发明的有益效果在于：
本发明工艺简单、成本低廉，使得线路板中的金属金可以剥离线路板，实现废旧线路板中金属金的绿色资源化处理；
本发明采用剥金思路，针对线路板镀金结构主要是Cu-Ni-Au，使用脱金液氧化浸出镀金层下面的铜和镍，同时浸出含量较少的锡铅，通过溶液搅拌，使金与线路板表面有效分离，得到金箔。避免了使用强酸或氰化物等二次污染严重、剧毒的试剂；剥出的金可以直接进行熔炼，避免了采用还原等工艺步骤；浸出后的含镍铜液体采用电沉积法回收金属铜后可返回浸出，可回收溶液中的金属铜，循环使用后溶液富集的镍通过浓缩结晶分离，母液可返回浸出，避免了废液的排放，实现溶液的闭路循环。
附图说明
图1为本发明方法的整体工艺流程图。
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
以废旧手机线路板为原料，其含Au0.13wt%，含Cu20.9wt%。
提取工艺如图1所示：将预处理脱去元器件后的手机线路板182g，加入到反应容器中，同时加入配制好的脱金液1000ml，其中甲基磺酸质量分数29.6%，双氧水质量分数7.2%，静置浸出3-4个小时。浸出后搅拌溶液，然后取出手机线路板，将其洗净，收集，用于提炼其他金属和非金属材料；将脱金液过滤，得到含铜镍溶液和剥落下来的金箔，将含铜镍溶液通过电沉积得到铜粉或铜片，电沉积工艺为100～300A/M2，极板采用不锈钢极板，电解后液体含铜1g/L，溶液中铜直接回收率91.2%，电解后液体循环使用，溶液中铜的间接回收率能够达到100%；循环使用后溶液含镍达到10g/L时，浓缩结晶分离，母液循环用于废旧线路板的浸出；对剥落下来的金箔进一步除杂后，过滤、干燥、熔炼后，得到0.23g的金，金的回收率达到95%以上。
实施例2
以电脑内存条为原料，Au0.05wt%，含Cu21.1wt%。
提取工艺如图1所示：将预处理脱去元器件后的电脑内存条150g，加入到反应容器中，同时加入配制好的脱金液1000ml，其中甲基磺酸质量分数22.2%，双氧水质量分数8.0%，静置浸出3-4个小时。浸出后搅拌溶液，然后取出手机线路板，将其洗净，收集，用于提炼其他金属和非金属材料；将脱金液过滤，得到含铜溶液和剥落下来的金箔，将含铜镍溶液通过电沉积得到铜粉或铜片，电沉积工艺为100～300A/M2，极板采用不锈钢极板，电解后液体含铜1g/L，溶液中铜的直接回收率90.36%，电解后液体循环使用，溶液中铜的间接回收率能够达到100%；循环使用后溶液含镍达到10g/L时，浓缩结晶分离，母液循环用于废旧线路板的浸出；对剥落下来的金箔进一步除杂后，过滤、干燥、熔炼后，得到0.072g金，金的回收率达到95%以上。
实施例3
以废旧手机线路板为原料，其含Au0.13%，含Cu20.9%。
提取工艺如图1所示：将预处理脱去元器件后的手机线路板103g，加入到反应容器中，同时加入配置好的脱金液1000ml，其中氨基磺酸质量分数13.2%，双氧水质量分数10.68%，静置浸出3-4个小时。浸出后搅拌溶液，然后取出手机线路板，将其洗净，收集，用于提炼其他金属和非金属材料；将脱金液过滤，得到含铜镍溶液和剥落下来的金箔，将含铜镍溶液通过电沉积得到铜粉或铜片，电沉积工艺为100～300A/M2，极板采用不锈钢极板，电解后液体含铜1g/L，溶液中铜的直接回收率89.56%，电解后液体循环使用，溶液中铜的间接回收率能够达到100%；循环使用后溶液含镍达到10g/L时，浓缩结晶分离，母液循环用于废旧线路板的浸出；对剥落下来的金箔进一步除杂后，过滤、干燥、熔炼后，得到0.122g的金，金的回收率达到95%以上。
实施例4
以电脑内存条为原料，Au0.05%，含Cu21.1%。
提取工艺如图1所示：将预处理脱去元器件后的电脑内存条160g，加入到反应容器中，同时加入配置好的脱金液1000ml，其中氨基磺酸质量分数12.5%，双氧水质量分数11.2%，静置浸出3-4个小时。浸出后搅拌溶液，然后取出手机线路板，将其洗净，收集，用于提炼其他金属和非金属材料；将脱金液过滤，得到含铜溶液和剥落下来的金箔，将含铜镍溶液通过电沉积得到铜粉或铜片，电沉积工艺为100～300A/M2，极板采用不锈钢极板，电解后液体含铜1g/L，溶液中铜的直接回收率91.28%，电解后液体循环使用，溶液中铜的间接回收率能够达到100%；循环使用后溶液含镍达到10g/L时，浓缩结晶分离，母液循环用于废旧线路板的浸出；对剥落下来的金箔进一步除杂后，过滤、干燥、熔炼后，得到0.079g金，金的回收率达到95%以上。

Claims (7)

1.一种从废旧印制线路板表面选择性剥离金属金的方法，其特征在于，具体步骤如下：
首先，以废旧线路板为原料，经预处理脱去元器件，清洗烘干；接着，按照固液质量体积比1：5～1：10加入脱金液对预处理后废旧线路板进行浸出反应，浸出反应时间为2～4h；浸出结束后，对溶液搅拌后，取走废旧线路板，余下混合物过滤得到含铜镍溶液和含金箔的滤渣，所述含金箔的滤渣经熔炼得到金锭；其中：所述脱金液由选择性浸出药剂、氧化剂和水组成，以总质量为100%计，选择性浸出药剂质量占10.1%～47.0%，氧化剂质量占3.5%～11.2%，其余为水；所述选择性浸出溶剂为烷基磺酸或氨基磺酸。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述烷基磺酸为C1-C6直链烷基磺酸。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述烷基磺酸为甲基磺酸或乙基磺酸。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述含铜镍溶液经后处理得到铜和镍。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：对含铜镍溶液进行后处理步骤包括：
（1）通过电沉积回收铜，反应结束后溶液循环用于废旧线路板的浸出；电沉积采用的电极板为不锈钢极板，电流密度为100～300A/M2；
（2）循环使用后溶液中的镍达到10g/L时，浓缩结晶分离，回收镍。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，回收镍后的溶液作为脱金液循环用于废旧线路板的浸出。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的氧化剂为氯化铜或双氧水。
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