CN105714333B - 一种从废旧线路板上回收焊锡的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从废旧线路板上回收焊锡的方法，该方法包括以下步骤：S1、从废旧线路板上分离包括焊锡颗粒的金属混合粉；S2、在电解条件下，将金属混合粉体加入到以碱溶液为电解液的电解系统中，电解反应获取金属锡。本发明所提供的方法通过从所述废旧线路板上分离包括焊锡颗粒的金属混合粉，能全面回收焊锡，提高锡的回收率；利用金属锡能够与碱溶液反应形成锡离子的特点，将金属混合粉体加入到以碱溶液为电解液的电解系统中，通过电解反应使得金属锡与其他金属(例如铜、银)分离，进而获得海绵锡，这种海绵锡产品纯度较高，可直接铸锭得到锡锭。
Description
技术领域
本发明涉及金属锡回收领域，具体而言，涉及一种从废旧线路板上回收焊锡的方法。
背景技术
随着国内废旧电子电器数量的逐年增长，电子废弃物已成为事关环保和循环经济的重要课题，而废旧线路板是电子废弃物中最复杂，也是最难处理的部件。以往关注的重点往往是贵金属和铜的回收，而实际上线路板还含有平均2wt％左右的焊锡，回收价值也非常高，并且焊锡的脱出，还有助于铜和贵金属的回收。
申请号为201410160701.1的专利申请中公开了一种分离废旧线路板上焊锡的方法和装置，该方法将废旧线路板的焊锡面浸入熔盐中，将焊锡熔化分离。但其只能处理单面板，要求线路板必须有裸露的焊锡面，影响了其在双面板的应用；且达到熔化焊锡温度较高，会排放有毒有害的废气；仍有少量焊锡不可避免的粘附在光板上，影响了焊锡的回收率。
申请号为201310657568.6的专利申请中公开一种使用于废旧线路板上的环保脱锡药液，使用该药液浸泡废旧线路板，使用硝酸溶解焊锡，并脱出线路板上的元器件，但该方法存在脱锡药液配方复杂，成本较高；回收的焊锡是氢氧化锡，还需要进一步处理；药液脱锡产生大量废水，需要进行废水处理的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种从废旧线路板上回收焊锡的方法，以提高金属锡的回收率。
为此，在本发明中提供了一种从废旧线路板上回收焊锡的方法，该方法包括以下步骤：S1、从所述废旧线路板上分离包括焊锡颗粒的金属混合粉；S2、在电解条件下，将所述金属混合粉体加入到以碱溶液为电解液的电解系统中，电解反应获取金属锡。
作为优选，上述S1包括：S11、加热所述废旧线路板，并分离得到裸板、元器件和焊锡颗粒；S12、将所述裸板破碎至0.5mm以下，并通过静电分选，得到金属粉和非金属粉；S13、将所述焊锡颗粒和所述金属粉混合得到所述金属混合粉。
作为优选，上述S11包括：(1)、将所述废旧线路板置于热风滚筒中，在所述热风滚筒滚动的过程中通入温度为180-200℃的热风，以脱除废旧线路板上的元器件形成混合物；(2)、将所述混合物依次通过不同孔径尺寸的振动分级筛，分离得到所述裸板、元器件和焊锡颗粒。
作为优选，上述S12中先将所述裸板破碎至20mm以下，然后再破碎至0.5mm以下。
作为优选，上述S12中通过涡电流静电分选，得到金属粉和非金属粉。
作为优选，上述S2中电解条件包括：槽电压2.5-3.5伏，电流密度150-250安/平方米。
作为优选，上述S2中碱溶液浓度为10-20wt％的氢氧化钠溶液。
作为优选，上述S2中电解系统包括第一阴极和阳极；所述第一阴极具有内部形成电解槽的圆筒结构；所述阳极与所述第一阴极不接触的置于所述第一阴极的电解槽中，所述阳极内部具有用于容纳所述金属混合粉的容纳腔，且所述阳极的侧壁具有与所述容纳腔相通的网状结构。
作为优选，上述S2中电解系统还包括第二阴极，所述第二阴极与所述阳极不接触的置于所述阳极的容纳腔中。
作为优选，上述S2的电解过程中，所述第一阴极绕其轴线方向转动运行。
应用本发明的技术方案，通过从所述废旧线路板上分离包括焊锡颗粒的金属混合粉，能全面回收焊锡，提高锡的回收率；利用金属锡能够与碱溶液反应形成锡离子的特点，将所述金属混合粉体加入到以碱溶液为电解液的电解系统中，通过电解反应使得金属锡与其他金属(例如铜、银)分离，进而获得海绵锡，这种海绵锡产品纯度较高，可直接铸锭得到锡锭；此外，本发明所采用的碱溶液电解法分离金属锡的过程中，电解液可循环利用，且碱溶液基本不会溶解除锡外的其他金属，不存在电解液污染更换的问题，不会产生废水，进而友好环境。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1示出了根据本发明一种实施方式中的从废旧线路板上回收焊锡的方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
为了提高废旧线路板上焊锡的回收率，如图1所示，在本发明中提供了一种从废旧线路板上回收焊锡的方法，该方法包括以下步骤：S1、从所述废旧线路板上分离包括焊锡颗粒的金属混合粉；S2、在电解条件下，将所述金属混合粉体加入到以碱溶液为电解液的电解系统中，电解反应获取金属锡。
本发明上述方法通过从所述废旧线路板上分离包括焊锡颗粒的金属混合粉，能全面回收焊锡，提高锡的回收率；利用金属锡能够与碱溶液反应形成锡离子的特点，将所述金属混合粉体加入到以碱溶液为电解液的电解系统中，通过电解反应使得金属锡与其他金属(例如铜、银)分离，进而获得海绵锡，这种海绵锡产品纯度较高，可直接铸锭得到锡锭；此外，本发明所采用的碱溶液电解法分离金属锡的过程中，电解液可循环利用，且碱溶液基本不会溶解除锡外的其他金属，不存在电解液污染更换的问题，不会产生废水，进而友好环境。
根据本发明上述方法，对于S1中从所述废旧线路板上分离包括焊锡颗粒的金属混合粉的步骤并没有特殊要求，其可以采用任意的能够分离包括焊锡颗粒的金属混合粉的方法。与现有技术相区别的是，在本发明中重点在于从所述废旧线路板上分离焊锡的过程中，不仅分离容易分离的焊锡颗粒，还进一步分离不易分离锡的金属混合物，以增加锡的回收率。在本发明的一种优选实施方式中，上述S1包括：S11、加热所述废旧线路板，并分离得到裸板、元器件和焊锡颗粒；S12、将所述裸板破碎至0.5mm以下，并通过静电分选，得到金属粉和非金属粉；S13、将所述焊锡颗粒和所述金属粉混合得到所述金属混合粉。
根据本发明上述方法，对于S11中加热所述废旧线路板，并分离得到裸板、元器件和焊锡颗粒的步骤并没有特殊要求，可以参照本领域的常规方法。例如加热可以通过烤箱加热、可以通过热风加热，分离可以通过手工分离，也可以通过机械分离。在本发明中优选所述S11包括：(1)、将所述废旧线路板置于热风滚筒中，在所述热风滚筒滚动的过程中通入温度为180-200℃的热风，以脱除废旧线路板上的元器件形成混合物；(2)将所述混合物依次通过不同孔径尺寸的振动分级筛，分离得到所述裸板、元器件和焊锡颗粒。
在上述方法中，采用热风滚筒进行旋转加热的过程中，对于旋转的速度并没有特殊要求，只要能够提供一定的动能促使废旧线路板运动即可。此外，在对裸板、元器件和焊锡颗粒中所使用的振动分级筛即为带有振动功能的分级筛，在振动条件下有利于物质的运动筛分。其中对于振动的速度及力量并没有要求，只要能够将裸板、元器件和焊锡颗粒进行分离即可。
根据本发明上述方法，对于所述S12中对裸板进行破碎的方式并没有特殊要求，可以采用本领域的常规方式，只要将裸板破碎至易于静电分选的粒度即可。在本发明中优选先将所述裸板破碎至20mm以下，然后再破碎至0.5mm以下。
根据本发明上述方法，对于所述S12中进行静电分选的方式并没有特殊要求，可以是任意能够实现对金属粉和非金属粉进行分离的方法。在本发明中优选S12中通过涡电流静电分选，得到金属粉和非金属粉。其中，优选进行涡电流静电分选的过程中采用台州伟博环境科技有限公司，型号为GCB300的涡电流静电分选机。
根据本发明上述方法，对于S2中电解条件并没有特殊要求，只要根据本发明的教导，能够使得金属锡形成的锡离子通过电解反应在阴极表面形成金属锡即可。在本发明中优选所述S2中电解条件包括：槽电压2.5-3.5伏，电流密度150-250安/平方米。
根据本发明上述方法，对于S2中所采用的碱溶液并没有特殊要求，只要能够与金属锡发生反应形成锡离子即可。在本发明中优选所述S2中碱溶液浓度为10-20wt％的氢氧化钠溶液。
根据本发明上述方法，对于S2中进行电解反应的电解系统并没有特殊要求，只要适用于将锡离子转化为锡原子即可。在本发明中优选所述S2中电解系统包括第一阴极和阳极；所述第一阴极具有内部形成电解槽的圆筒结构；所述阳极与所述第一阴极不接触的置于所述第一阴极的电解槽中，所述阳极内部具有用于容纳所述金属混合粉的容纳腔，且所述阳极的侧壁具有与所述容纳腔相通的网状结构。
根据本发明上述方法，所采用的电解系统通过将阴极设置为具有内部形成电解槽的圆筒结构，有利于增加阴极的表面积，使得锡离子能够电解沉积在阴极的表面以得到所需海绵锡；将阳极设置为内部具有用于容纳所述金属混合粉的容纳腔，且所述阳极的侧壁具有与所述容纳腔相通的网状结构，有利于使得金属混合粉体中锡元素与电解液发生反应所生产的锡离子穿过阳极的网状侧壁，电解沉积在阴极的表面上，在此过程中不与碱溶液发生反应的其他金属保留在阳极的容纳腔中以与金属锡分离；而这些残留的电解残渣可以用于回收铜以及其他贵金属。
根据本发明上述方法，优选S2中所采用电解系统还包括第二阴极，所述第二阴极与所述阳极不接触的置于所述阳极的容纳腔中。通过设置第二阴极，有利于进一步增加阴极的表面积，进而有利于锡的电解沉积。优选地，该第二阴极具有圆柱结构。
根据本发明上述方法，优选S2中所采用电解系统在电解过程中，所述第一阴极绕其轴线方向转动运行。通过促使第一阴极绕其轴线方向转动运行，有利于消除在电解过程中电解液的浓度差极化，进而在降低电能消耗的同时，提高产品质量。在促使第一阴极绕其轴线方向转动运行的过程中，对于第一阴极的旋转速度并没有特殊要求，可以根据实际情况进行合理调整，在本发明中优选所述第一阴极的旋转速度为3-8转/分钟。
以下将结合具体实施例进一步说明本发明从废旧线路板上回收焊锡的方法的有益效果。
在如下实施例中所采用的装置包括：
热风滚筒：商购自湖南朝晖环境科技有限公司Y800型号的装置；
振动分级筛：商购自新乡市振动筛机厂公司S49型号的装置；
涡电流静电分选装置：商购自台州伟博环保设备科技有限公司公司GCB300型号的装置；
电解系统：包括第一阴极、阳极和第二阴极，其中：
第一阴极：具有内部形成电解槽的圆筒结构；
阳极：与所述第一阴极不接触的置于所述第一阴极的电解槽中，所述阳极的内部具有用于容纳所述金属混合粉的容纳腔，且所述阳极的侧壁具有与所述容纳腔相通的网状结构；
第二阴极：与所述阳极不接触的置于所述阳极的容纳腔中，且所述第二阴极具有圆柱形结构；
第一阴极、阳极和第二阴极同轴设置。
在如下实施例中所采用的线路板：
为了便于对比说明本发明从废旧线路板上回收焊锡的方法的有益效果，在如下实施例中所采用的线路板为经废旧电视机拆解工艺生产的线路板，平均尺寸为300cm×250cm，经检测，以各线路板的平均重量100wt％为基准，各线路板上中焊锡的平均含量为2.3wt％。
实施例1
用于说明本发明从废旧线路板上回收焊锡的方法
将前述得到的废旧线路板置于Y800热风滚筒中，以20转/分钟速度转动滚筒，同时通入温度为185℃的热风，加热处理30分钟后得到混合物；将所述混合物置于S49振动分级筛中，使所述混合物依次通过不同孔径尺寸的振动分级筛，分离得到所述裸板(表面残留有焊锡颗粒)、元器件和焊锡颗粒。
将所述裸板经一次破碎至粒度为20mm左右，再进一步破碎至粒度小于0.5mm，将破碎颗粒加入至涡电流静电分选装置中，得到金属粉和非金属粉。将所述焊锡颗粒和金属粉混合，得到混合金属粉。
将浓度为15wt％的氢氧化钠溶液加入至电解系统中第一阴极内部的电解槽中，将所述混合金属粉加入至阳极内部的容纳腔中。在槽电压为3伏，电流密度为200安/平方米，第一阴极绕其轴线转速为5转/分钟的条件下进行电解反应，反应48小时后停止反应，收集第一阴极和第二阴极表面电解沉积的海绵锡产品，经检测换算，所得到的海绵锡产品的纯度为99.1％、收率为98.7％。
实施例2
从废旧线路板上回收焊锡的方法：参照实施例1中方法，区别在于，在电解反应过程中，槽电压为3.5伏，电流密度为250安/平方米；
经检测换算，所得到的海绵锡产品的纯度为98.4％、收率为98.9％。
实施例3
从废旧线路板上回收焊锡的方法：参照实施例1中方法，区别在于，在电解反应过程中，槽电压为2.5伏，电流密度为150安/平方米；
经检测换算，所得到的海绵锡产品的纯度为99.3％、收率为93.4％。
实施例4
从废旧线路板上回收焊锡的方法：参照实施例1中方法，区别在于，在电解反应过程中，第一阴极静止不动。
经检测换算，所得到的海绵锡产品的纯度为97.4％、收率为87.8％。
由上述实施例及对比例的结果可知，采用本发明所提供的从废旧线路板上回收焊锡的方法，通过从所述废旧线路板上分离包括焊锡颗粒的金属混合粉，能全面回收焊锡，提高锡的回收率；利用金属锡能够与碱溶液反应形成锡离子的特点，将所述金属混合粉体加入到以碱溶液为电解液的电解系统中，通过电解反应使得金属锡与其他金属(例如铜、银)分离，进而获得海绵锡，这种海绵锡产品纯度较高，可直接铸锭得到锡锭。
同时，与申请号为201410160701.1的中国专利申请中所提及的方法相比，本发明所提供的这种从废旧线路板上回收焊锡的方法，对于整个工艺流程的温度要求较低，最高操作温度低于200℃，能够避免二噁英(250℃)等有毒有害气体产生的可能性。而且，本发明所提供的这种从废旧线路板上回收焊锡的方法在加热废旧线路板时，可以采用具有密封内腔的热风滚筒，可以简单的废气进行收集处理，以实现友好环境的目的。
此外，与申请号为201310657568.6的中国专利申请中所提及的方法相比，本发明所提供的这种从废旧线路板上回收焊锡的方法，不需要采用硝酸对锡进行溶解，而是通过采用的碱溶液电解法分离金属锡，其中电解液可循环利用，且碱溶液基本不会溶解除锡外的其他金属，不存在电解液污染更换的问题，不会产生废水，进而有利于友好环境。而且，本发明所提供的这种方式所回收的金属锡可直接铸锭，不需二次处理，有利于简化工艺流程，降低工艺成本。
当然，以上是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种从废旧线路板上回收焊锡的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、从所述废旧线路板上分离包括焊锡颗粒的金属混合粉；
S2、在电解条件下，将所述金属混合粉体加入到以碱溶液为电解液的电解系统中，电解反应获取金属锡；
所述S1包括：
S11、加热所述废旧线路板，并分离得到裸板、元器件和焊锡颗粒；
S12、将所述裸板破碎至0.5mm以下，并通过静电分选，得到金属粉和非金属粉；
S13、将所述焊锡颗粒和所述金属粉混合得到所述金属混合粉。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S11包括：
(1)、将所述废旧线路板置于热风滚筒中，在所述热风滚筒滚动的过程中通入温度为180-200℃的热风，以脱除废旧线路板上的元器件形成混合物；
(2)、将所述混合物依次通过不同孔径尺寸的振动分级筛，分离得到所述裸板、元器件和焊锡颗粒。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S12中先将所述裸板破碎至20mm以下，然后再破碎至0.5mm以下。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S12中通过涡电流静电分选，得到金属粉和非金属粉。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述S2中电解条件包括：槽电压2.5-3.5伏，电流密度150-250安/平方米。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述S2中碱溶液浓度为10-20wt％的氢氧化钠溶液。
7.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述S2中电解系统包括第一阴极和阳极；所述第一阴极具有内部形成电解槽的圆筒结构；所述阳极与所述第一阴极不接触的置于所述第一阴极的电解槽中，所述阳极内部具有用于容纳所述金属混合粉的容纳腔，且所述阳极的侧壁具有与所述容纳腔相通的网状结构。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述S2中电解系统还包括第二阴极，所述第二阴极与所述阳极不接触的置于所述阳极的容纳腔中。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述S2的电解过程中，所述第一阴极绕其轴线方向转动运行。
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