CN108913904A - 一种碲化镉薄膜太阳能电池的机械破碎回收处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种碲化镉薄膜太阳能电池的机械破碎回收处理方法，它包括以下步骤：(1)将报废的碲化镉薄膜组件进行机械破碎，破坏各膜层结构，得到小块破碎玻璃；(2)采用强氧化性酸溶液浸出所述小块破碎玻璃，得到第一溶液；(3)将第一溶液进行过滤得到浸出液和第一滤渣；(4)将浸出液进行萃取得到有机相和萃取余液，所述有机液经过反萃及浓缩蒸发得到仲钼酸铵；(5)将萃取余液加入碱性溶液进行沉淀过滤，得到第二滤渣和滤液；(6)将滤液加入酸性溶液后沉淀过滤，得到第三滤渣和废液。该方法可以对报废的碲化镉薄膜组件进行回收，可以高效回收其中有价金属，提高资源利用率，并且对废液进行了净化处理，确保产品链全程环境友好。

Description

一种碲化镉薄膜太阳能电池的机械破碎回收处理方法
技术领域
本发明涉及一种碲化镉薄膜太阳能电池的机械破碎回收处理方法，属于薄膜光伏组件回收技术领域。
背景技术
在传统能源逐渐枯竭，环境问题逐年加剧之际，新能源已逐渐成为各国能源战略的主流，其中，光伏产业在新能源中占据着重要地位。太阳能电池以半导体材料为媒介实现光和电的直接转换，当阳光照射到太阳能电池时，在没有机械传动和污染性副产物的情况下，将太阳光能直接转换成电能。
目前光伏市场上，碲化镉薄膜太阳能电池已广泛投入于光伏发电。然而，碲化镉太阳能电池因含有碲和镉的成分，对环境具有潜在的污染隐患。因此，为了防止碲和镉对环境的污染，需对碲化镉薄膜太阳能电池进行无害化回收处理。太阳能电池回收处理后的副产品包括玻璃、电线、镉渣和碲渣等，均可实现循环再利用。通过回收工艺提高了资源的重复利用率，更重要的是避免了废旧组件有可能对环境造成污染的隐患。
目前，碲化镉薄膜太阳能电池可采用气相法和液相法回收电池中的碲和镉组分。现有技术中采用气相法回收碲和镉的过程如下所述。首先将电池片破碎成小颗粒，然后在管式炉中加热至400℃将EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，一种密封材料)分解成CO2和H2O。而后将炉内抽空，充入氮气和氯气的混合气体，温度保持在450℃左右，其中氮气的分压为200mbar，氯气的分压为5mbar，以进行刻蚀过程，生成CdCl2和TeCl4气体。最后将CdCl2和TeCl4的混合气体通入第一个冷凝槽，温度降至350℃左右，使CdCl2冷凝沉淀；然后再通入第二个冷凝槽，温度降至150℃左右，使TeCl4冷凝沉淀。
现有技术中采用气相法进行碲和镉的回收处理，运作条件要求高，整套系统的设备投入和运行成本较大。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种碲化镉薄膜太阳能电池的回收处理方法，该方法可以对报废的碲化镉薄膜组件进行回收，可以高效回收其中含有的金属锡、镉、碲、钼、铜，提高资源利用率，并且对废液进行了净化处理，确保产品链全程环境友好。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种碲化镉薄膜太阳能电池的回收处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将报废的碲化镉薄膜组件进行机械破碎，破坏各膜层结构，得到小块破碎玻璃；(2)采用强氧化性酸溶液浸出所述小块破碎玻璃，得到第一溶液；(3)将所述第一溶液进行过滤得到浸出液和第一滤渣；(4)将所述浸出液进行萃取得到有机相和萃取余液，所述有机液经过反萃及浓缩蒸发得到仲钼酸铵；(5)将所述萃取余液加入碱性溶液进行沉淀过滤，得到第二滤渣和滤液；(6)将所述滤液加入酸性溶液后沉淀过滤，得到第三滤渣和废液。
优选的，所述步骤(2)中采用的强氧化性酸液为双氧水和硫酸的混合溶液。
优选的所述硫酸浓度为2mol/L，所述硫酸与小块破碎玻璃的液固比是0.5L/kg，所述双氧水与小块破碎玻璃的液固比是200ml/kg，在30-50℃的温度条件下搅拌溶液1h。
优选的，所述步骤(3)中过滤具体为用200目的过滤筛进行过滤。
优选的，所述步骤(4)具体为将所述有机液经过四级逆流萃取，再经过3级氨水反萃，得到反萃液，将所述反萃液进行浓缩蒸发得到浓度为99.9％的仲钼酸铵。
优选的，所述步骤(5)中碱性溶液为硫化钠和氢氧化钠的混合溶液。
优选的，所述步骤(5)中第二滤渣中含有镉、铜、锡等贱金属，滤液中含有碲金属。
优选的，所述步骤(6)中第三滤渣为二氧化碲，经过净化处理后配制成碲碱性电解液，经过碲碱性电积回收其中的金属碲。
优选的，所述步骤(6)中废液经净化系统处理，达标后安全排放。
本申请与现有技术相比，其详细说明如下：废弃的碲化镉电池组件包括碲化镉电池组件发电系统淘汰的电池板、碲化镉电池组件生产过程中产生的破碎镀膜玻璃板以及切割产生的边角余料、碲化镉镀膜工序产生的残料及从腔体回收的碲化镉粉末以及碲化镉合成过程产生的不合格品等，这些报废产品中含有多种有价金属，如果直接排放不仅造成资源浪费并且会对环境造成污染，因此，本申请提供了一种报废碲化镉薄膜组件的回收利用的方法，组件中的有价金属主要有锡、镉、碲、铜、钼等，因此本申请先采用机械破碎的方法将电池组件进行破碎，然后将其溶解在强氧化性酸液中，得到酸解液，过滤后滤渣为玻璃渣，浸出液为含有多种金属的混合溶液，首先采用萃取法回收其中的钼，经4级逆流萃取，钼的萃取率可达99％，再经3级氨水返萃及返萃液浓缩蒸发得仲钼酸铵，浓度可以达到99.9％。萃取后的余液加入加硫化钠+及氢氧化钠溶液碱性沉降过滤除镉、铜、锡等贱金属，沉淀物脱水后可直接出售或继续开展分离回收，碲留在碱性溶液中。加酸调PH值沉淀出二氧化碲，经过净化处理后配制成碲碱性电解液，经过碲碱性电积回收其中的金属碲(4N)；回收金属碲(4N)通过真空蒸馏获得光伏级5N高纯碲。最后对废弃液进行无害化处理后，安全排放。以上回收方法可以使整个综合回收工艺有价金属回收率高，综合利用率高，并且排放安全，对环境友好，并且该工艺前期设备投资较少，工艺也较简单。
附图说明
图1为本发明的碲化镉薄膜太阳能电池的回收工艺流程图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
本发明提供了一种碲化镉薄膜太阳能电池的回收处理方法，具体包括以下步骤：(1)将报废的碲化镉薄膜组件进行机械破碎，破坏各膜层结构，得到小块破碎玻璃；(2)采用强氧化性酸溶液浸出所述小块破碎玻璃，得到第一溶液，其中强氧化性酸液为双氧水和硫酸的混合溶液，所述硫酸浓度为2mol/L，所述硫酸与小块破碎玻璃的液固比是0.5L/kg，所述双氧水与小块破碎玻璃的液固比是200ml/kg，在30-50℃的温度条件下搅拌溶液1h；(3)将所述第一溶液进行过滤得到浸出液和第一滤渣，过滤用200目的过滤筛进行过滤；(4)将所述浸出液进行萃取得到有机相和萃取余液，所述有机液经过反萃及浓缩蒸发得到仲钼酸铵，具体的将所述有机液经过四级逆流萃取，再经过3级氨水反萃，得到反萃液，将所述反萃液进行浓缩蒸发得到浓度为99.9％的仲钼酸铵；(5)将所述萃取余液加入碱性溶液进行沉淀过滤，得到第二滤渣和滤液，其中碱性溶液为硫化钠和氢氧化钠的混合溶液，第二滤渣中含有镉、铜、锡等贱金属，滤液中含有碲金属；(6)将所述滤液加入酸性溶液后沉淀过滤，得到第三滤渣和废液，第三滤渣为二氧化碲，经过净化处理后配制成碲碱性电解液，经过碲碱性电积回收其中的金属碲，废液经净化系统处理，达标后安全排放。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种碲化镉薄膜太阳能电池的回收处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将报废的碲化镉薄膜组件进行机械破碎，破坏各膜层结构，得到小块破碎玻璃；(2)采用强氧化性酸溶液浸出所述小块破碎玻璃，得到第一溶液；(3)将所述第一溶液进行过滤得到浸出液和第一滤渣；(4)将所述浸出液进行萃取得到有机相和萃取余液，所述有机液经过反萃及浓缩蒸发得到仲钼酸铵；(5)将所述萃取余液加入碱性溶液进行沉淀过滤，得到第二滤渣和滤液；(6)将所述滤液加入酸性溶液后沉淀过滤，得到第三滤渣和废液。
2.根据权利要求1所述的碲化镉薄膜太阳能电池的回收处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中采用的强氧化性酸液为双氧水和硫酸的混合溶液。
3.根据权利要求2所述的碲化镉薄膜太阳能电池的回收处理方法，其特征在于，所述硫酸浓度为2mol/L，所述硫酸与小块破碎玻璃的液固比是0.5L/kg，所述双氧水与小块破碎玻璃的液固比是200ml/kg，在30-50℃的温度条件下搅拌溶液1h。
4.根据权利要求1所述的碲化镉薄膜太阳能电池的回收处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中过滤具体为用200目的过滤筛进行过滤。
5.根据权利要求1所述的碲化镉薄膜太阳能电池的回收处理方法，其特征在于，所述步骤(4)具体为将所述有机液经过四级逆流萃取，再经过3级氨水反萃，得到反萃液，将所述反萃液进行浓缩蒸发得到浓度为99.9％的仲钼酸铵。
6.根据权利要求1所述的碲化镉薄膜太阳能电池的回收处理方法，其特征在于，所述步骤(5)中碱性溶液为硫化钠和氢氧化钠的混合溶液。
7.根据权利要求1所述的碲化镉薄膜太阳能电池的回收处理方法，其特征在于，所述步骤(5)中第二滤渣中含有镉、铜、锡等贱金属，滤液中含有碲金属。
8.根据权利要求1所述的碲化镉薄膜太阳能电池的回收处理方法，其特征在于，所述步骤(6)中第三滤渣为二氧化碲，经过净化处理后配制成碲碱性电解液，经过碲碱性电积回收其中的金属碲。
9.根据权利要求1所述的碲化镉薄膜太阳能电池的回收处理方法，其特征在于，所述步骤(6)中废液经净化系统处理，达标后安全排放。
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