CN110747337A - 一种从光伏材料中回收铝和银的方法 - Google Patents

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易庆平
张云河
苏陶贵
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Abstract

本发明公开了一种从光伏材料中回收铝和银的方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，用盐酸和高氯酸的混合酸腐蚀经预处理后的光伏电池片的表面，之后洗涤光伏电池片的表面，破碎筛分后得到光伏电池片粉末；步骤2，将浓硫酸加入所述步骤1的光伏电池片粉末中，过滤后得到硫酸铝溶液以及滤渣；步骤3，将稀硝酸加入所述步骤2的滤渣中，采用湿法酸浸分离出银；本发明通过加入浓硫酸和稀硝酸，完成光伏电池片中多晶硅、铝离子以及银离子的回收。

Description

一种从光伏材料中回收铝和银的方法
技术领域
本发明属于废旧光伏电池组回收技术领域，具体涉及一种从光伏材料中回收铝和银的方法。
背景技术
作为一种新兴的清洁能源，太阳能光伏产业近年来发展迅猛，太阳能光伏发电在给人类带来清洁能源的同时，废旧光伏组件的回收处理成为不可避免的问题。
至今商业规模生产的太阳电池，主要是单晶硅、多晶硅系列，以单晶硅、多晶硅为基材，以银浆、银铝浆、铝浆为导电材料，将光能、热能转化为电能，太阳能光伏电池片在制作、安装过程中存在一定的边角废料、不合格品，太阳能光伏电池达到使用年限后需要报废处理，电池片中含有大量的硅、银、铝等有价元素，如何高效回收利用，不仅可减少环境污染，还能变废为宝，节约资源。
发明内容
本发明的目的是提供一种从光伏材料中回收铝和银的方法，通过加入浓硫酸和稀硝酸，完成光伏电池片中多晶硅、铝离子以及银离子的回收。
本发明所采用的技术方案是，一种从光伏材料中回收铝和银的方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，用盐酸和高氯酸的混合酸腐蚀经预处理后的光伏电池片的表面，之后洗涤光伏电池片的表面，破碎筛分后得到光伏电池片粉末；
步骤2，将浓硫酸加入所述步骤1的光伏电池片粉末中，过滤后得到硫酸铝溶液以及滤渣；
步骤3，将稀硝酸加入所述步骤2的滤渣中，采用湿法酸浸分离出银。
本发明的特点还在于，
所述步骤1中的预处理为：拆卸光伏电池片外部的铝框和接线盒，并灼烧除去EVA胶膜，之后除去上层玻璃板及底层TPT背板，得到光伏电池片。
所述步骤1中盐酸浓度0.5-3mol/l，高氯酸浓度0.1-1mol/l，腐蚀时间1-60分钟。
所述步骤2中浓硫酸的温度为70-90℃。
所述步骤2中浓硫酸的摩尔浓度为12-18.4mol/L。
所述步骤3中的稀硝酸为：采用60-76％的工业用浓硝酸配制成约3-5mol/L的稀硝酸。
所述步骤3湿法酸浸的具体方法为：稀硝酸与滤渣按质量比3：1加入耐酸反应釜反应，在60℃下反应2-4h。
所述步骤3湿法酸浸过程产生的酸性气体经抽风机集中收集后，采用水膜吸收处理后外排。
本发明的有益效果是，本发明首先给光伏电池片中加入浓硫酸，过滤后得到硫酸铝溶液以及滤渣，之后将稀硝酸加入滤渣中，采用湿法酸浸分离出银，整个过程简单易实现，完成了从光伏材料中回收铝和银。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种从光伏材料中回收铝和银的方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，用盐酸和高氯酸的混合酸腐蚀经预处理后的光伏电池片的表面，之后洗涤光伏电池片的表面，破碎筛分后得到光伏电池片粉末；
其中，盐酸浓度0.5-3mol/l，高氯酸浓度0.1-1mol/l，腐蚀时间1-60分钟；
预处理为：拆卸光伏电池片外部保护用铝框，接线盒，并灼烧除去EVA胶膜，之后除去上层玻璃板及底层TPT背板，得到多晶硅电池片；破碎筛分采用180-220目的筛网；
这样，由于光伏电池片常常设有铝制金属边框，在进行背板、EVA胶膜的分离之前，需要先拆除铝制金属边框，然后可采用刀片等工具拆除封装材料并对其进行回收，其中，铝制金属边框和封装材料回收后均可用于老化测试，通过研究其老化性能，为寻找延长光伏电池片的寿命做出贡献。
步骤2，给所述步骤1的光伏电池片粉末中加入浓硫酸，过滤后得到硫酸铝溶液以及滤渣；
浓硫酸的温度为70-90℃，摩尔浓度为12-18.4mol/L；
由于银的溶液度很小，因此只有热浓硫酸才能和其进行反应。
步骤3，将稀硝酸加入所述步骤2的滤渣中，采用湿法酸浸分离出银；
采用60-76％的工业用浓硝酸配制成约3-5mol/L的稀硝酸；
湿法酸浸的具体方法为：稀硝酸与滤渣按质量比3：1加入耐酸反应釜反应，在60℃下反应2-4h；
所述步骤3湿法酸浸过程产生的酸性气体经抽风机集中收集后，采用水膜吸收处理后外排。
同现有制备方法相比，本发明主要有以下技术优势：本发明首先给光伏电池片中加入浓硫酸，过滤后得到硫酸铝溶液以及滤渣，之后将稀硝酸加入滤渣中，采用湿法酸浸分离出银，整个过程简单易实现，完成了从光伏材料中回收铝和银。
实施例1
本发明实施例1提供一种从光伏材料中回收铝和银的方法，具体按照以下方法实施：拆卸光伏电池片外部保护用铝框，接线盒，并灼烧除去EVA胶膜，之后除去上层玻璃板及底层TPT背板，得到多晶硅电池片；将多晶硅电池片用0.5％mol/l盐酸和1％mol/l高氯酸混合酸50℃腐蚀表面氮化硅和五氧化二磷60分钟；溶液过滤，将腐蚀后多晶硅电池片破碎并采用180目的筛网进行筛分，得到光伏电池片粉末；给光伏电池片粉末中加入温度为70℃、摩尔浓度为12mol/L的浓硫酸，过滤后得到硫酸铝溶液以及滤渣；最后将稀硝酸加入滤渣中，采用湿法酸浸分离出银，稀硝酸为采用60％的工业用浓硝酸配制成约3mol/L的稀硝酸，湿法酸浸的具体方法为：稀硝酸与滤渣按质量比3：1加入耐酸反应釜反应，在60℃下反应2h，完成光伏电池片中多晶硅、铝离子以及银离子的回收；回收的多晶硅纯度为99.48％，硫酸铝纯度98.76％，硝酸银纯度99.12％。
实施例2
本发明实施例2提供一种从光伏材料中回收铝和银的方法，具体按照以下方法实施：拆卸光伏电池片外部保护用铝框，接线盒，并灼烧除去EVA胶膜，之后除去上层玻璃板及底层TPT背板，得到多晶硅电池片；将多晶硅电池片用1.5％mol/l盐酸和0.8％mol/l高氯酸混合酸40℃腐蚀表面氮化硅和五氧化二磷40分钟；溶液过滤，将腐蚀后多晶硅电池片破碎并采用220目的筛网进行筛分，得到光伏电池片粉末；给光伏电池片粉末中加入温度为90℃、摩尔浓度为18.4mol/L的浓硫酸，过滤后得到硫酸铝溶液以及滤渣；最后将稀硝酸加入滤渣中，采用湿法酸浸分离出银，稀硝酸为采用76％的工业用浓硝酸配制成约5mol/L的稀硝酸，湿法酸浸的具体方法为：稀硝酸与滤渣按质量比3：1加入耐酸反应釜反应，在60℃下反应4h，完成光伏电池片中多晶硅、铝离子以及银离子的回收；回收的多晶硅纯度为99.18％，硫酸铝纯度98.96％，硝酸银纯度99.32％。
实施例3
本发明实施例3提供一种从光伏材料中回收铝和银的方法，具体按照以下方法实施：拆卸光伏电池片外部保护用铝框，接线盒，并灼烧除去EVA胶膜，之后除去上层玻璃板及底层TPT背板，得到多晶硅电池片；将多晶硅电池片用3.2％mol/l盐酸和0.6％mol/l高氯酸混合酸60℃腐蚀表面氮化硅和五氧化二磷20分钟；溶液过滤，将腐蚀后多晶硅电池片破碎并采用200目的筛网进行筛分，得到光伏电池片粉末；给光伏电池片粉末中加入温度为80℃、摩尔浓度为15mol/L的浓硫酸，，过滤后得到硫酸铝溶液以及滤渣；最后将稀硝酸加入滤渣中，采用湿法酸浸分离出银，稀硝酸为采用70％的工业用浓硝酸配制成约4mol/L的稀硝酸，湿法酸浸的具体方法为：稀硝酸与滤渣按质量比3：1加入耐酸反应釜反应，在60℃下反应3h，完成光伏电池片中多晶硅、铝离子以及银离子的回收；回收的多晶硅纯度为99.58％，硫酸铝纯度99.16％，硝酸银纯度99.42％。
实施例4
本发明实施例4提供一种从光伏材料中回收铝和银的方法，具体按照以下方法实施：拆卸光伏电池片外部保护用铝框，接线盒，并灼烧除去EVA胶膜，之后除去上层玻璃板及底层TPT背板，得到多晶硅电池片；将多晶硅电池片用5.5％mol/l盐酸和0.8％mol/l高氯酸混合酸30℃腐蚀表面氮化硅和五氧化二磷30分钟；溶液过滤，将腐蚀后多晶硅电池片破碎并采用220目的筛网进行筛分，得到光伏电池片粉末；给光伏电池片粉末中加入温度为70℃、摩尔浓度为17mol/L的浓硫酸，，过滤后得到硫酸铝溶液以及滤渣；最后将稀硝酸加入滤渣中，采用湿法酸浸分离出银，稀硝酸为采用68％的工业用浓硝酸配制成约4.5mol/L的稀硝酸，湿法酸浸的具体方法为：稀硝酸与滤渣按质量比3：1加入耐酸反应釜反应，在60℃下反应3.5h，完成光伏电池片中多晶硅、铝离子以及银离子的回收；回收的多晶硅纯度为99.18％，硫酸铝纯度98.36％，硝酸银纯度99.22％。
实施例5
本发明实施例5提供一种从光伏材料中回收铝和银的方法，具体按照以下方法实施：拆卸光伏电池片外部保护用铝框，接线盒，并灼烧除去EVA胶膜，之后除去上层玻璃板及底层TPT背板，得到多晶硅电池片；将多晶硅电池片用6％mol/l盐酸和0.21％mol/l高氯酸混合酸50℃腐蚀表面氮化硅和五氧化二磷10分钟；溶液过滤，将腐蚀后多晶硅电池片破碎并采用210目的筛网进行筛分，得到光伏电池片粉末；给光伏电池片粉末中加入温度为85℃、摩尔浓度为13mol/L的浓硫酸，，过滤后得到硫酸铝溶液以及滤渣；最后将稀硝酸加入滤渣中，采用湿法酸浸分离出银，稀硝酸为采用72％的工业用浓硝酸配制成约3.6mol/L的稀硝酸，湿法酸浸的具体方法为：稀硝酸与滤渣按质量比3：1加入耐酸反应釜反应，在60℃下反应2.2h，完成光伏电池片中多晶硅、铝离子以及银离子的回收；回收的多晶硅纯度为99.58％，硫酸铝纯度98.96％，硝酸银纯度99.62％。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种从光伏材料中回收铝和银的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1，用盐酸和高氯酸的混合酸腐蚀经预处理后的光伏电池片的表面，之后洗涤光伏电池片的表面，破碎筛分后得到光伏电池片粉末；
步骤2，将浓硫酸加入所述步骤1的光伏电池片粉末中，过滤后得到硫酸铝溶液以及滤渣；
步骤3，将稀硝酸加入所述步骤2的滤渣中，采用湿法酸浸分离出银。
2.根据权利要求1所述的一种从光伏材料中回收铝和银的方法，其特征在于，所述步骤1中的预处理为：拆卸光伏电池片外部的铝框和接线盒，并灼烧除去EVA胶膜，之后除去上层玻璃板及底层TPT背板，得到光伏电池片。
3.根据权利要求2所述的一种从光伏材料中回收铝和银的方法，其特征在于，所述步骤1中盐酸浓度0.5-3mol/l，高氯酸浓度0.1-1mol/l，腐蚀时间1-60分钟。
4.根据权利要求3所述的一种从光伏材料中回收铝和银的方法，其特征在于，所述步骤2中浓硫酸的温度为70-90℃。
5.根据权利要求4所述的一种从光伏材料中回收铝和银的方法，其特征在于，所述步骤2中浓硫酸的摩尔浓度为12-18.4mol/L。
6.根据权利要求5所述的一种从光伏材料中回收铝和银的方法，其特征在于，所述步骤3中的稀硝酸为：采用60-76％的工业用浓硝酸配制成约3-5mol/L的稀硝酸。
7.根据权利要求6所述的一种从光伏材料中回收铝和银的方法，其特征在于，所述步骤3湿法酸浸的具体方法为：稀硝酸与滤渣按质量比3：1加入耐酸反应釜反应，在60℃下反应2-4h。
8.根据权利要求7所述的一种从光伏材料中回收铝和银的方法，其特征在于，所述步骤3湿法酸浸过程产生的酸性气体经抽风机集中收集后，采用水膜吸收处理后外排。
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