CN106629738A - 一种从晶体硅太阳能板中提取银的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从晶体硅太阳能板中提取银的方法，包括从晶体硅太阳能板中拆解太阳能电池片、用氢氧化钠溶液去除铝层、用有机酸与双氧水的混合溶液浸取银并将银电解得到银粉、用氢氟酸去除杂质、获取高纯度硅料的步骤，该工艺可以对晶体硅太阳能板中的有价值部分进行资源回收，处理工艺简单，浸取银的有机酸与双氧水混合液可以回收利用，降低了处理原料的成本，同时避免了处理过程中产生废酸液对环境造成二次污染，对周围环境影响小，节能环保，具有良好的经济效益，是一种环境友好的资源回收方法。
Description
技术领域
本发明属于固体废弃物处理技术领域，涉及一种废旧太阳能板资源回收方法，具体地说涉及一种从晶体硅太阳能板中提取银的方法。
背景技术
晶体硅太阳能作为绿色能源的一种，从上世纪九十年代开始在全球普及，随着人们对环境保护重视力度的加强，晶体硅太阳能产业更是得到迅猛发展。然而，太阳能电站的寿命周期一般为20-25年，当转化效率降低到一定程度时，电池失效，需要报废更新；另外，在电池、电池组件生产、光伏电站维护过程中也会产生大量报废组件。预计从2020年之后，全球及我国的太阳能电池板的固体废弃物会出现大幅度增长，累计废弃量也会逐渐增加，届时废旧太阳能电池板的处理处置和有价成分的回收利用将会成为一个重要的环保课题。
晶体硅太阳能电池板的主要结构包括正面电极、防反射膜、N型半导体层、PN结、P型半导体层和背面电极，其中正面电极一般为银的栅线电极，如果将报废的太阳能电池板直接丢弃，会浪费大量银资源。
另一方面，晶体硅太阳能电池板生产过程中会产生大量电池废品，对其进行回收利用可以降低成本，特别是在生产中实现有价成分可循环利用以及排废再利用具有极大的经济价值和环保生态效益。
但是现有从废弃晶体硅太阳能电池板中回收银技术中通常采用硝酸或王水等强酸将银浸出，这些强酸对操作环境有很大不良影响，不够环保，处理废液需要后续处理，操作繁琐。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于传统由废弃晶体硅太阳能电池板中回收银的技术多采用硝酸或王水作为浸提液，其对环境影响大、废液难于处理，从而提出一种环境友好、工艺简单、处理液可回收利用的从晶体硅太阳能板中提取银的方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
本发明提供一种从晶体硅太阳能板中提取银的方法，其包括如下步骤：
a、由晶体硅太阳能板中拆解出太阳能电池芯片；
b、采用氢氧化钠溶液浸泡所述太阳能电池芯片，去除芯片的铝层，所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为20-40％；
c、采用有机酸与双氧水混合溶液对除铝层后的电池芯片进行提取银处理，所述有机酸为甲基磺酸，然后将得到的含银溶液电解以回收银粉；
d、将经步骤c提取银后的电池芯片置于氢氟酸溶液中去除电池芯片表面的杂质，得到高纯度硅料。
作为优选，所述甲基磺酸与所述双氧水的体积比为1-9:1。
作为优选，步骤b中所述太阳能电池芯片与所述氢氧化钠溶液的固液质量比为1:3-6，浸泡时间为0.5-3h。
作为优选，所述步骤c中提取银处理的反应温度为50-90℃，反应时间为0.5-6h。
作为优选，所述步骤c中所述的电解，电解电压为0.5-0.8V，电流密度为15-30mA。
作为优选，所述步骤d中，所述氢氟酸溶液中氢氟酸的质量百分数为0.5％。
作为优选，所述步骤a中所述的拆解为机械拆解，所述机械拆解采用数控机床进行。
作为优选，所述步骤c中所述的电解在以石墨为阳极、不锈钢为阴极的电解槽中进行。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的从晶体硅太阳能板中提取银的方法，包括从晶体硅太阳能板中拆解太阳能电池片、用氢氧化钠溶液去除铝层、用有机酸与双氧水的混合溶液浸取银并将银电解得到银粉、用氢氟酸去除杂质、获取高纯度硅料的步骤，该工艺可以对晶体硅太阳能板中的有价值部分进行资源回收，处理工艺简单，浸取银的有机酸与双氧水混合液可以回收利用，降低了处理原料的成本，同时避免了处理过程中产生废酸液对环境造成二次污染，对周围环境影响小，节能环保，具有良好的经济效益，是一种环境友好的资源回收方法。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明实施例所述的从晶体硅太阳能板中提取银的方法的流程图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种从晶体硅太阳能板中提取银的方法，如图1所示，其包括如下步骤：
a、将2000W的废旧太阳能组件通过精密的自动化数控机床进行机械拆解，破碎分选可得到铝20kg、铜1kg、塑料34kg、超白玻璃100kg，并分选出太阳能电池芯片，用水将太阳能电池芯片冲洗干净；
b、采用氢氧化钠溶液浸泡所述太阳能电池芯片，去除芯片的铝层，此过程的反应方程式为：2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑，采用的所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为30％，然后对浸出液进行固液分离，液体进入铝回收工序，固体进入下一步处理，氢氧化钠溶液浸泡过程中，太阳能电池芯片与氢氧化钠溶液的固液质量比为1:4，浸泡时间为2h，至铝被完全去除；
c、采用有机酸与双氧水混合溶液对除铝层后的电池芯片进行提取银处理，本实施例中，所述有机酸为甲基磺酸，所述甲基磺酸与双氧水的体积比为7:1，混合溶液从电池芯片上浸取银的反应温度为75℃，反应时间为5h，反应过程涉及到的反应方程式如下：
2Ag+H2O2→Ag2O+H2O，
Ag2O+2CH3SO3H→2CH3SO3Ag+H2O，
2CH3SO3H+2Ag+H2O2→2CH3SO3Ag+2H2O；
然后将得到的含银溶液注入以石墨为阳极、不锈钢为阴极的电解槽中，在槽电压0.65V、电流密度25mA的操作条件下进行电解以回收银粉；
d、将经步骤c提取银后的电池芯片置于氢氟酸质量百分数为0.5％的氢氟酸溶液中，去除电池芯片(硅片)表面的氮化硅等杂质，得到高纯度硅料60kg。
铝回收工序是将含铝溶液中的铝转化为氧化铝，本实施例中可得6kg氧化铝，电池芯片上的铝回收率可达93％，电解后得到的银粉回收率可达95％，所述方法是一种高效、环保的回收银等资源的工艺方法。
实施例2
本实施例提供一种从晶体硅太阳能板中提取银的方法，如图1所示，其包括如下步骤：
a、将2000W的废旧太阳能组件通过精密的自动化数控机床进行机械拆解，破碎分选可得到铝20kg、铜1kg、塑料34kg、超白玻璃100kg，并分选出太阳能电池芯片，用水将太阳能电池芯片冲洗干净；
b、采用氢氧化钠溶液浸泡所述太阳能电池芯片，去除芯片的铝层，此过程的反应方程式为：2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑，采用的所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为20％，然后对浸出液进行固液分离，液体进入铝回收工序，固体进入下一步处理，氢氧化钠溶液浸泡过程中，太阳能电池芯片与氢氧化钠溶液的固液质量比为1:3，浸泡时间为3h，至铝被完全去除；
c、采用有机酸与双氧水混合溶液对除铝层后的电池芯片进行提取银处理，本实施例中，所述有机酸为甲基磺酸，所述甲基磺酸与双氧水的体积比为1:1，混合溶液从电池芯片上浸取银的反应温度为50℃，反应时间为6h，反应过程涉及到的反应方程式如下：
2Ag+H2O2→Ag2O+H2O，
Ag2O+2CH3SO3H→2CH3SO3Ag+H2O，
2CH3SO3H+2Ag+H2O2→2CH3SO3Ag+2H2O；
然后将得到的含银溶液注入以石墨为阳极、不锈钢为阴极的电解槽中，在槽电压0.5V、电流密度30mA的操作条件下进行电解以回收银粉；
d、将经步骤c提取银后的电池芯片置于氢氟酸质量百分数为0.5％的氢氟酸溶液中，去除电池芯片表面的氮化硅等杂质，得到高纯度硅料55kg。
铝回收工序是将含铝溶液中的铝转化为氧化铝，本实施例中可得5.5kg氧化铝，电池芯片上的铝回收率可达91％，电解后得到的银粉回收率可达93％，所述方法是一种高效、环保的回收银等资源的工艺方法。
实施例3
本实施例提供一种从晶体硅太阳能板中提取银的方法，如图1所示，其包括如下步骤：
a、将2000W的废旧太阳能组件通过精密的自动化数控机床进行机械拆解，破碎分选可得到铝20kg、铜1kg、塑料34kg、超白玻璃100kg，并分选出太阳能电池芯片，用水将太阳能电池芯片冲洗干净；
b、采用氢氧化钠溶液浸泡所述太阳能电池芯片，去除芯片的铝层，此过程的反应方程式为：2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑，采用的所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为40％，然后对浸出液进行固液分离，液体进入铝回收工序，固体进入下一步处理，氢氧化钠溶液浸泡过程中，太阳能电池芯片与氢氧化钠溶液的固液质量比为1:6，浸泡时间为0.5h，至铝被完全去除；
c、采用有机酸与双氧水混合溶液对除铝层后的电池芯片进行提取银处理，本实施例中，所述有机酸为甲基磺酸，所述甲基磺酸与双氧水的体积比为9:1，混合溶液从电池芯片上浸取银的反应温度为90℃，反应时间为0.5h，反应过程涉及到的反应方程式如下：
2Ag+H2O2→Ag2O+H2O，
Ag2O+2CH3SO3H→2CH3SO3Ag+H2O，
2CH3SO3H+2Ag+H2O2→2CH3SO3Ag+2H2O；
然后将得到的含银溶液注入以石墨为阳极、不锈钢为阴极的电解槽中，在槽电压0.8V、电流密度15mA的操作条件下进行电解以回收银粉；
d、将经步骤c提取银后的电池芯片置于氢氟酸质量百分数为0.5％的氢氟酸溶液中，去除电池芯片表面的氮化硅等杂质，得到高纯度硅料58kg。
铝回收工序是将含铝溶液中的铝转化为氧化铝，本实施例中可得5.8kg氧化铝，电池芯片上的铝回收率可达92％，电解后得到的银粉回收率可达94％，所述方法是一种高效、环保的回收银等资源的工艺方法。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种从晶体硅太阳能板中提取银的方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、由晶体硅太阳能板中拆解出太阳能电池芯片；
b、采用氢氧化钠溶液浸泡所述太阳能电池芯片，去除芯片的铝层，所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为20-40％；
c、采用有机酸与双氧水混合溶液对除铝层后的电池芯片进行提取银处理，所述有机酸为甲基磺酸，然后将得到的含银溶液电解以回收银粉；
d、将经步骤c提取银后的电池芯片置于氢氟酸溶液中去除电池芯片表面的杂质，得到高纯度硅料。
2.根据权利要求1所述的从晶体硅太阳能板中提取银的方法，其特征在于，所述甲基磺酸与所述双氧水的体积比为1-9:1。
3.根据权利要求2所述的从晶体硅太阳能板中提取银的方法，其特征在于，步骤b中所述太阳能电池芯片与所述氢氧化钠溶液的固液质量比为1:3-6，浸泡时间为0.5-3h。
4.根据权利要求3所述的从晶体硅太阳能板中提取银的方法，其特征在于，所述步骤c中提取银处理的反应温度为50-90℃，反应时间为0.5-6h。
5.根据权利要求4所述的从晶体硅太阳能板中提取银的方法，其特征在于，所述步骤c中所述的电解，电解电压为0.5-0.8V，电流密度为15-30mA。
6.根据权利要求5所述的从晶体硅太阳能板中提取银的方法，其特征在于，所述步骤d中，所述氢氟酸溶液中氢氟酸的质量百分数为0.5％。
7.根据权利要求6所述的从晶体硅太阳能板中提取银的方法，其特征在于，所述步骤a中所述的拆解为机械拆解，所述机械拆解采用数控机床进行。
8.根据权利要求7所述的从晶体硅太阳能板中提取银的方法，其特征在于，所述步骤c中所述的电解在以石墨为阳极、不锈钢为阴极的电解槽中进行。
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