CN109482335B

CN109482335B - 一种浮选分离废弃线路板中铜与锡的方法

Info

Publication number: CN109482335B
Application number: CN201811434985.3A
Authority: CN
Inventors: 焦芬; 刘维; 覃文庆; 王荀; 韩俊伟; 杨聪仁; 许佳琦
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2018-11-28
Filing date: 2018-11-28
Publication date: 2021-02-09
Anticipated expiration: 2038-11-28
Also published as: CN109482335A

Abstract

本发明公开了一种浮选分离废弃线路板中金属铜与锡的方法，包括以下步骤：将废弃线路板进行物理分选后，得到大颗粒铜产品、铁产品、非金属物料以及铜锡混合物产品；将铜锡合金混合物产品进行磨矿，得到矿浆，向矿浆中先后加入浮选药剂进行浮选，得到铜精料和锡合金尾料；将铜精料进行冶炼得到铜，锡合金尾料分别进行湿法冶金得到铜和锡。本发明首先通过物理分选的方法，将废弃线路板中的铜分为①大颗粒铜产品和②小颗粒铜与铜锡合金，使锡金属富集，更有利于锡的回收。本发明采用了浮选工艺，使得小颗粒铜与铜锡合金得到进一步分离，使得锡进一步富集，更有利于锡金属的分离；而且小颗粒铜的分离也可以减轻后续分离步骤的压力。

Description

一种浮选分离废弃线路板中铜与锡的方法

技术领域

本发明属于金属回收技术领域，具体涉及一种浮选分离废弃线路板中铜与锡的方法。

背景技术

21世纪以来，经济的发展和技术的革新日益加快，电子产业更是如此，电子产品的更迭速度非常之快，且市场需求量很大。但是随之而来的问题是产生的电子废弃物的量巨大且电子废弃物对于环境的破坏比较严重，电子废弃物已经成为已经成为世界增长最快的污染之一。电子废弃物的含有各种有害的物质，比如铅、溴化物等，同时，电子废弃物中含有大量的铜、锡以及金、银等有价值的金属，因此，对废弃电子垃圾的资源回收利用不仅有利于废弃资源的二次利用，还有利于环境友好。

电子废弃物中有一类废弃较多的为线路板，其主要来源于家电、手机等一些废弃电子产品中，其中每年都会淘汰大量的电子产品，因此，这类电子产品会产生大量的废弃线路板，由于线路板上富集了大量的有价金属，且回收价值高，在二次资源再利用领域成为了常见的回收原料。尤其是其中含有大量的贵金属，有研究指出：1吨随意搜集的电子板卡中，可以分离出143kg铜、0.5kg 黄金、40.8kg铁、29.5kg铅、2.0kg锡、18.1kg镍、10.0kg锑。其有价金属的品位已远远高于自然界矿床的有价金属的品位，因此对这一部分的有价金属回收具有着重要意义。

目前，线路板中金属的回收主要是针对含量较高的铜和铁，其采用的方式主要是火法工艺和湿法工艺，在火法工艺中，一些其他金属的存在，往往会与铜形成合金，影响铜的冶炼，尤其是锡金属，其性质与铜相似，易形成铜锡合金。线路板中的锡主要存在形式是焊料和镀锡铜线，主要是以锡合金的为主，其中又以铜锡合金的含量最高。锡金属价格高昂，但是由于铜与铜锡合金的性质差异较小，一般难以分离。目前，为回收线路板中的锡，一般采用湿法冶金借助氧化剂和强酸浸出铜或者利用碱浸出锡，从而实现分离，其过程中由于废水成分复杂，水处理麻烦，污染环境；也有采用物理工艺进行锡回收的，其主要是采用将未破碎前线路板进行加热，从而使锡以熔体的方式脱落，此种方式对于加热的方式、方法要求较高，温度过低锡不容易熔化，温度过高会使线路板产生有毒有害物质，且设备较为复杂。因而寻求一种环保且工艺简单的分离回收废弃线路板中的铜和锡的方法很有必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单，分离效率高的浮选分离废弃线路板中铜与锡的方法。

本发明这种浮选分离废弃线路板中铜与锡的方法，包括以下步骤：

1)将废弃线路板进行物理分选后，得到大颗粒铜产品、铁产品、非金属物料以及铜锡混合物产品(铜锡混合物产品主要是由小颗粒铜单质、铜锡合金和锡单质组成(焊料))；

2)将步骤1)中铜锡合金混合物产品进行磨矿，得到矿浆，向矿浆中先后加入捕收剂、起泡剂、pH调整剂、抑制剂和硫化剂后进行浮选，得到金属铜精料和锡合金尾料；

3)将步骤2)中的铜精料进行冶炼得到铜，锡合金尾料分别进行湿法冶金得到铜和锡。

所述步骤1)中，物理分选工艺，包括以下步骤：

a热解：将废弃线路板进行热解，使其中的非金属碳化；

b破碎与筛分：将步骤1)中热解后的废弃线路板经破碎机进行破碎，然后进行筛分，得到筛上物料和筛下物料；

c摇床与磁选：将步骤2)中的筛上物料与筛下物料分别进行摇床分离，分别得到筛上金属物料和筛上非金属物料，筛下金属物料和筛下非金属物料；将筛上和筛下非金属物料进行合并，得到非金属尾料；将筛上金属物料进行磁选，得到大颗粒粗铜产品和铁产品；将筛下金属物料进行磁选，得到铁产品和铜锡混合物产品。

所述步骤2)中，磨矿至-0.074mm占60-85％；矿浆浓度为20％-40％，浮选采用1次粗选、2～4精选和1次扫选；捕收剂为丁黄药、丁铵黑药和乙基硫氨酯 (z-200)中的一种，其相对原矿的添加量为350-700g/t，起泡剂为松油醇，其相对原矿的添加量为50-150g/t；抑制剂为水玻璃，腐殖酸钠，水溶性淀粉，六偏磷酸钠中的一种，其相对原矿的添加量为75-150g/t；pH调整剂为碳酸钠，氢氧化钠，控制矿浆的pH值为6-11。

所述步骤2)中，浮选机的转速为1000-2000r/min，吸气方式为自吸气；磨矿后矿浆搅拌时间为2-5min，加入捕收剂后搅拌1-4min，加入起泡剂后搅拌 1-3min，浮选刮泡时间为1-4min。

本发明的有益效果：1)本发明首先通过物理分选的方法，将废弃线路板中大量的铜，分为了两个部分①大颗粒铜产品和②小颗粒铜与铜锡合金，使铜优先大量分离，可减少后续铜锡分离步骤的量；而且分离后，使锡金属得到了富集，更有利于锡的回收。2)小颗粒铜与铜锡合金混合物通过物理的方法已经较难进行分离，本发明采用了浮选工艺，进一步使得小颗粒铜与铜锡合金得到进一步分离，使得锡得到进一步富集，更有利于锡金属的分离；而且小颗粒铜的分离也可以减轻后续分离步骤的压力。同时降低了金属铜产品的锡含量，分离后使锡的经济价值也非常高。3)废弃线路板中，金属主要是以金属单质或金属合金的形式存在，本发明是首次采用浮选工艺对铜金属单质与铜锡合金进行分离，且分离效果显著，使铜单质与铜锡合金得到了分离。4)本发明采用的是物理和化学相结合的方法，分离难以分离的合金，在很大的程度上可以降低成本，减少对环境的影响，且有效的提高回收率。 5)本发明的工艺相对较简单，设备常规，易实现产业化发展。

附图说明

图1实施例1的浮选工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

本实施例的浮选工艺流程图如图1所示，其具体包括以下步骤：

废弃将废弃线路板700℃进行热解，将物料物理分选后，得到大颗粒铜产品、铁产品、非金属产品和小颗粒铜锡混合物料。其中小颗粒铜锡混合物料主要为铜单质和铜锡合金(焊料)，铜锡混合产品中铜产品的品位为62.32％，锡的品位为23.79％；。

将铜锡混合产品进行磨矿，磨细至-0.074mm占72％，浮选机在1500r/min 搅拌4min并调节矿浆浓度为30％；接着向矿浆中加入捕收剂黑药(相对原矿的添加量为300g/t)搅拌2min，接着加入起泡剂松油醇(相对原矿的添加剂为50g/t) 搅拌1.5min，并加入pH调整剂氢氧化钠，调节矿浆的pH为7。进行粗选，其中，刮泡时间为2min，得到粗选精料和尾料。接着向粗选精料中加入捕收剂黑药(相对原矿的添加量为100g/t)、起泡剂松油醇(相对原矿的添加剂为50g/t)、抑制剂水玻璃(相对原矿的添加量为100g/t)进行第一次精选，其中，刮泡时间为1min，精选后的精料进入第二次精选，精选后的尾料返回粗选。向第一次精选后的精料中，加入硫化剂(其相对原矿的添加量为100g/t)，进行二次精选，得到二次精选精料和二次精选尾料，精选尾料返回至第一次精选。二次精选精料即为铜精料。浮选完毕后，浮选尾料进行一次扫选，将所有尾料合并，即为锡尾料。浮选过程中铜和锡的含量如下表1所示。由表1可以看出，相对于原矿，铜精料中锡含量已经很少，锡合金尾料中铜的品位明显降低，锡含量明显增加。尾料锡的回收率在90％以上

表1

将得到的铜精料进行冶炼，回收铜；锡合金尾料(主要是焊料)通过湿法冶金，回收浮选尾料里的合金里的锡和铜。

实施例2

将废弃线路板700℃进行热解，将物料选择性剪切破碎后筛分，筛下物料中锡占原废弃线路板的90％左右，将筛下物料除去非金属和磁性物质后，得到铜锡混合物料，其中铜锡混合物料主要包括金属铜和锡合金(焊料)，对其进行浮选，其中铜产品的品位为65.88％，锡的品位为22.33％。将铜锡混合产品进行磨矿，磨细至-0.074mm占85％，浮选机在1000r/min搅拌4min并调节矿浆浓度为 25％；接着向矿浆中加入捕收剂z-200(相对原矿的添加量为350g/t)搅拌3min、接着加入起泡剂2号油(相对原矿的添加剂为50g/t)，并加入pH调整剂碳酸氢钠，调节矿浆的pH为6，进行粗选，其中，刮泡时间为2min，得到粗选精料和尾料。接着向粗选精料中加入捕收剂乙基硫氨酯(Z-200)(相对原矿的添加量为200g/t)、起泡剂松油醇(相对原矿的添加剂为50g/t)、抑制剂水溶性淀粉(相对原矿的添加量为150g/t)进行第一次精选，其中，刮泡时间为2min，精选后的精料进入第二次精选，精选后的尾料返回粗选。向第一次精选后的精料中，加入捕收剂z-200(相对原矿的添加量为100g/t)，进行二次精选，得到二次精选精料和二次精选尾料，精选尾料返回至第一次精选。二次精选精料及为铜精料。浮选完毕后，浮选尾料进行一次扫选，将所有尾料合并，即为锡尾料。浮选过程中铜和锡的含量如下表2所示。从表2我们可以看出，精料中铜含量较高，锡含量较少；尾料中锡的含量得到了进一步富集，锡含量达到了45.74％，更有利于锡的后续回收。

表2

将得到的铜精料进行冶炼，回收铜；锡尾料可通过湿法冶金，回收锡和铜。

Claims

1.一种浮选分离废弃线路板中铜与锡的方法，包括以下步骤：

1）将废弃线路板进行物理分选后，得到大颗粒铜产品、铁产品、非金属物料以及铜锡混合物产品，其中：铜锡混合物产品主要是由小颗粒铜单质、铜锡合金和锡单质组成；

2）将步骤1）中铜锡混合物产品进行磨矿，得到矿浆，向矿浆中先后加入捕收剂、起泡剂、pH调整剂、抑制剂和硫化剂后进行浮选，得到铜精料和锡合金尾料；

3）将步骤2）中的铜精料进行冶炼得到铜，锡合金尾料分别进行湿法冶金得到铜和锡；

所述步骤1）中，物理分选工艺，具体包括以下步骤：

a热解：将废弃线路板进行热解，使其中的非金属碳化；

b破碎与筛分：将步骤a中热解后的废弃线路板经破碎机进行破碎，然后进行筛分，得到筛上物料和筛下物料；

c摇床与磁选：将步骤b中的筛上物料与筛下物料分别进行摇床分离，分别得到筛上金属物料和筛上非金属物料，筛下金属物料和筛下非金属物料；将筛上和筛下非金属物料进行合并，得到非金属尾料；将筛上金属物料进行磁选，得到大颗粒粗铜产品和铁产品；将筛下金属物料进行磁选，得到铁产品和铜锡混合物产品。

2.根据权利要求1所述的浮选分离废弃线路板中铜与锡的方法，其特征在于，所述步骤2）中，磨矿至-0.074mm占60-85%；矿浆浓度为20%-40%，浮选采用1次粗选、2~4精选和1次扫选。

3.根据权利要求1所述的浮选分离废弃线路板中铜与锡的方法，其特征在于，所述步骤2）中，捕收剂为丁黄药、丁铵黑药和z-200中的一种，其相对原矿的添加量为350-700g/t。

4.根据权利要求1所述的浮选分离废弃线路板中铜与锡的方法，其特征在于，所述步骤2）中，起泡剂为松油醇，其相对原矿的添加量为50-150g/t。

5.根据权利要求1所述的浮选分离废弃线路板中铜与锡的方法，其特征在于，所述步骤2）中，抑制剂为水玻璃，腐殖酸钠，水溶性淀粉，六偏磷酸钠中的一种，其相对原矿的添加量为75-150g/t。

6.根据权利要求1所述的浮选分离废弃线路板中铜与锡的方法，其特征在于，所述步骤2）中，pH调整剂为碳酸钠或氢氧化钠，控制矿浆的pH值为6-11。

7.根据权利要求1所述的浮选分离废弃线路板中铜与锡的方法，其特征在于，所述步骤2）中，浮选机的转速为1000-2000r/min，吸气方式为自吸气。

8.根据权利要求1所述的浮选分离废弃线路板中铜与锡的方法，其特征在于，所述步骤2）中，磨矿后矿浆搅拌时间为2-5min，加入捕收剂后搅拌1-4min，加入起泡剂后搅拌1-3min，浮选刮泡时间为1-4min。