CN105296760A - 金属回收反应装置及其回收金属的方法 - Google Patents

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潘晓勇
彭玲
段冰
陈正
李�杰
徐军
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Abstract

本发明涉及金属回收技术，本发明提供一种金属回收反应装置，包括进液口、顶部喷淋系统、反应槽、金属提篮、底部搅拌叶片系统、伺服电机及排液口，所述顶部喷淋系统与进液口连接，进液口与反应槽的底部入口之间设置有循环管道，所述底部搅拌叶片系统设置在反应槽的底部并与伺服电机连接，伺服电机设置在反应槽外，所述金属提篮设置在反应槽内部，排液口设置在反应槽的侧面底部。循环管道上设置有循环泵，循环管道与反应槽的接口处设置有过滤器。本发明适用于废旧电路板中的金属回收。

Description

金属回收反应装置及其回收金属的方法
技术领域
本发明涉及金属回收技术，特别涉及废线路板中金属的回收。
背景技术
全球信息技术革命使电子产品更新换代越来越快，使用寿命终期的电子废弃物迅猛增加。2009年全球电子废弃物为5000多万t，2014年将达7200万t，预计2020年发展中国家产量将是2007年的5倍。贵金属金因高熔点、良好的化学稳定性和热传导性而广泛用于电子产品、家用电器和IT通讯设备制造(约300t/a)。电子废弃物来源广泛，含60多种元素，贵金属含量因废料来源而异，金含量10g/t～10kg/t，贵金属价值约占电子废弃物总价值40％～70％，故有极高回收价值；而所含汞铅等重金属、溴系阻燃剂、卤化物、玻璃、陶瓷和塑料等有机物对环境存在潜在危害。电子废弃物处理措施包括焚烧填埋和回收再利用等，贵金属回收不仅可减轻环境污染，而且避免资源浪费，缓和天然金矿供应紧张的局面，具有重大环保和经济意义。
线路板中金的提取目前在国内外主要分火法、湿法和生物法三大类，国内大多企业目前均采用湿法提金方案。而在湿法提金方案中，又可分为氰化法、王水提取法、硫脲提金法和硫代硫酸盐法几大类。
无论是采用哪一类湿法提金方案，首先一个步骤是对废线路板进行机械破碎，而在破碎过程中不可避免的将产生细小颗粒和粉末，以破碎到70目尺寸为例，破碎后细小颗粒和粉末尺寸2mm以内约占整体质量的5‐10％，此部分粉末在随破碎后线路板进入化学处理环节时会带来一个问题，那就是细小颗粒和粉末将从金属框体/提篮中漏出沉积到反应容器/装置底部，除表面一层外，内部无法与反应化学药液充分接触，从而影响了反应效率和金属回收率。采用简单的化学药液循环或者中/上部机械搅拌无法翻动底部沉积的线路板颗粒和粉末。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的废旧线路板金属回收过程中，反应效率低，反应不充分，反应效率低及回收率低的问题。
为达到上述目的，本发明提供一种金属回收反应装置，包括进液口、顶部喷淋系统、反应槽、金属提篮、底部搅拌叶片系统、伺服电机及排液口，所述顶部喷淋系统与进液口连接，进液口与反应槽的底部入口之间设置有循环管道，所述底部搅拌叶片系统设置在反应槽的底部并与伺服电机连接，伺服电机设置在反应槽外，所述金属提篮设置在反应槽内部，排液口设置在反应槽的侧面底部。
具体地，所述循环管道上设置有循环泵，循环管道与反应槽的接口处设置有过滤器。
所述底部搅拌叶片系统包括若干底部搅拌叶片，底部搅拌叶片之间平行间插设置，每组底部搅拌叶片的转速及旋转方向可单独控制。
进一步地，还包括设置在反应槽内的液位计，用于测量并显示反应槽内液体液位，液位计平行于反应槽的内侧面设置。
具体地，所述排液口上设置有阀门，用于控制排液口的开闭。
对应于上述设备，本发明还提供一种金属回收方法包括如下步骤：
将进行机械破碎后的包含金属材料的颗粒物置于金属提篮中，并将金属提篮放置在反应槽中；
喷淋系统将配置好的反应液通过进液口喷淋，反应液通过循环管道进入反应槽；
通过伺服电机控制设置在反应槽底部的底部搅拌叶片系统进行搅拌，同时开启设置在循环管道上的循环泵，将反应液通过循环管道抽至喷淋系统进行循环喷淋；
反应时间结束后，通过排液口将反应液排出进行后续处理。
具体地，所述反应液与包含金属材料的颗粒物的比例为1：5。
优选地，所述反应液包括硫酸、Fe2(SO4)3、硫脲酸，硫酸体积分数5％-10％，Fe2(SO4)3质量分数0.3％-0.8％，硫脲酸用量10-15g/L。
具体地，底部搅拌叶片系统进行搅拌的转速200-500rpm，同时循环泵按照0.2-0.5L/s流量速度进行药液循环。
优选地，所述底部搅拌叶片系统包括3片搅拌叶片，分别按照顺时针-逆时针-顺时针方向旋转，或，所述底部搅拌叶片系统包括3片搅拌叶片，按顺时针-逆时针-顺时针-逆时针方向旋转。
本发明的有益效果是：本发明提供的金属回收反应装置针对从金属提篮中漏出的，沉积在反应槽装置底部的线路板破碎后粉末和细颗粒，采用螺旋式搅拌叶片设计的底部搅拌装置能够很好的实现粉末的翻动，然后配合液体循环装置能够实现反应装置中线路板碎片/粉末和反应液体的充分接触，保证较高的反应效率，其配套工艺在配合本发明浸泡装置使用时，同传统浸泡方式相比，可使每批次反应时间缩短50％，同时药液损耗也减少了约20％。
附图说明
图1为本发明的的金属回收反应装置的结构示意图；
其中，1为排液口，2为伺服电机，3为底部搅拌叶片系统，4为反应槽，5为金属提篮，6为喷淋系统，7为液位计，8为循环泵，9为过滤器，10为进液口。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述，应当注意的是，实施例仅仅是为了帮助读者更好地理解本发明的技术构思，并不用以限制本发明的保护范围。
本发明提供的金属回收反应装置，如图1所示，包括进液口10、顶部喷淋系统6、反应槽4、金属提篮5、底部搅拌叶片系统3、伺服电机2及排液口1，顶部喷淋系统6与进液口10连接，进液口10与反应槽4的底部入口之间设置有循环管道，底部搅拌叶片系统3设置在反应槽4的底部并与伺服电机2连接，伺服电机2设置在反应槽4外，金属提篮5设置在反应槽4内部，排液口1设置在反应槽4的侧面底部。循环管道上设置有循环泵8，循环管道与反应槽4的接口处设置有过滤器9。底部搅拌叶片系统3包括若干底部搅拌叶片，底部搅拌叶片之间平行间插设置，每组底部搅拌叶片的转速及旋转方向可单独控制。该装置还包括设置在反应槽4内的液位计7，用于测量并显示反应槽4内液体液位，液位计7平行于反应槽4的内侧面设置。排液口1上设置有阀门。
实施例
以下通过实例对利用本发明的金属回收反应装置进行金属回收的流程进行详细说明。
使用前药液从进液口10通过顶部喷淋系统6进入反应槽内，药液用量通过液位计7控制。然后将破碎的线路板放置到金属提篮5内，将金属提篮5浸入到反应槽体4中。底部搅拌叶片系统3通过伺服电机2驱动，在反应过程中开启搅拌，同时开启药液循环系统的循环泵8，将反应槽内药液通过过滤器9抽入循环管道内，输送到顶部喷淋系统6后重新进入反应槽内，从而实现反应药液的有效循环。反应完后药液从排液口1排出进行下一步处理。
底部搅拌叶片在反应槽内采用多组平行间插摆放设计，每组搅拌叶片间插摆放且可以单独控制转速和旋转方向，搅拌叶片组数根据反应槽尺寸和每批次需要处理的线路板数量和状况决定。
实施例：
案例1：反应槽尺寸为150cm×100cm×120cm长方体，底部搅拌叶片直径10cm，平行于长边方向设置，共设置3组，每组之间间隔20cm，与反应槽边沿间距15cm。该系统在用于线路板硫脲提金反应时，可以实现500-1000kg/次产量。
配套该装置开发的金回收工艺使用硫脲+硫酸体系，线路板和药液的固液比为1:5，硫酸体积分数5％-10％，Fe2(SO4)3质量分数0.3％-0.8％，硫脲用量10-15g/L。将破碎后线路板(尺寸在70目水平)加入金属提篮，然后将提篮置入上述反应药液中，反应开始后3组搅拌叶片按顺时针-逆时针-顺时针方向旋转，转速200-500rpm，同时药液循环系统按照0.2-0.5L/s流量速度进行药液循环。
与常规反应装置(仅拥有简单药液循环系统)相比，应用本发明装置后，在保证相同提取率前提下，每批次反应时间从2h/次减少到1h/次，同时药液损耗也减少了约20％，其中金的浸出率能够达到90％-95％。
案例2：反应槽尺寸为200cm×150cm×150cm长方体，底部搅拌叶片直径15cm，平行于长边方向设置，共设置4组，每组之间间隔20cm，与反应槽边沿间距15cm。反应开始后4组搅拌叶片按顺时针-逆时针-顺时针-逆时针方向旋转，转速200-500rpm，同时药液循环系统按照0.2-0.5L/s流量速度进行药液循环。该系统在用于线路板硫脲提金反应时，可以实现800-1500kg/次产量。

Claims (10)

1.金属回收反应装置，其特征在于，包括进液口(10)、顶部喷淋系统(6)、反应槽(4)、金属提篮(5)、底部搅拌叶片系统(3)、伺服电机(2)及排液口(1)，所述顶部喷淋系统(6)与进液口(10)连接，进液口(10)与反应槽(4)的底部入口之间设置有循环管道，所述底部搅拌叶片系统(3)设置在反应槽(4)的底部并与伺服电机(2)连接，伺服电机(2)设置在反应槽(4)外，所述金属提篮(5)设置在反应槽(4)内部，排液口(1)设置在反应槽(4)的侧面底部。
2.如权利要求1所述的金属回收反应装置，其特征在于，所述循环管道上设置有循环泵(8)，循环管道与反应槽(4)的接口处设置有过滤器(9)。
3.如权利要求1或2所述的金属回收反应装置，其特征在于，所述底部搅拌叶片系统(3)包括若干底部搅拌叶片，底部搅拌叶片之间平行间插设置，每组底部搅拌叶片的转速及旋转方向可单独控制。
4.如权利要求3所述的金属回收反应装置，其特征在于，还包括设置在反应槽(4)内的液位计(7)，用于测量并显示反应槽(4)内液体液位，液位计(7)平行于反应槽(4)的内侧面设置。
5.如权利要求4所述的金属回收反应装置，其特征在于，所述排液口(1)上设置有阀门。
6.金属回收方法，应用于如权利要求1至5任一所述的金属回收反应装置，其特征在于，包括如下步骤：
将进行机械破碎后的包含金属材料的颗粒物置于金属提篮中，并将金属提篮放置在反应槽中；
喷淋系统将配置好的反应液通过进液口喷淋，反应液通过循环管道进入反应槽；
通过伺服电机控制设置在反应槽底部的底部搅拌叶片系统进行搅拌，同时开启设置在循环管道上的循环泵，将反应液通过循环管道抽至喷淋系统进行循环喷淋；
反应时间结束后，通过排液口将反应液排出进行后续处理。
7.如权利要求6所述的金属回收方法，其特征在于，按体积计，所述反应液与包含金属材料的颗粒物的比例为1：5。
8.如权利要求6或7所述的金属回收方法，其特征在于，所述反应液包括硫酸、Fe2(SO4)3、硫脲酸，硫酸体积分数5％-10％，Fe2(SO4)3质量分数0.3％-0.8％，硫脲酸用量10-15g/L。
9.如权利要求6或7所述的金属回收方法，其特征在于，底部搅拌叶片系统进行搅拌的转速200-500rpm，同时循环泵按照0.2-0.5L/s流量速度进行药液循环。
10.如权利要求9所述的金属回收方法，其特征在于，所述底部搅拌叶片系统包括3片搅拌叶片，分别按照顺时针-逆时针-顺时针方向旋转，或，所述底部搅拌叶片系统包括3片搅拌叶片，按顺时针-逆时针-顺时针-逆时针方向旋转。
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