CN110983048A - 一种从废弃线路板回收金属锡和铅的方法 - Google Patents

一种从废弃线路板回收金属锡和铅的方法 Download PDF

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周大明
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Abstract

本发明公开了一种从废弃线路板回收金属锡和铅的方法，包括如下步骤：S1.将去除电子元件的废弃线路板破碎；S2.将破碎后的废弃线路板置于电解槽体中，加入盐酸溶液；将惰性电极分别置于电解槽的的阳极室和阴极室中；设置电压为6～8V，进行电化学反应浸出，收集反应液和析出物，回收得到金属锡和铅。本发明方法铅的最高浸出浓度为1234mg/L，锡的最高浸出浓度为4159mg/L，而金属铜的浸出浓度仅为14.803mg/L，实现了在废弃线路板中金属铅和锡的高效选择性回收。

Description

一种从废弃线路板回收金属锡和铅的方法
技术领域
本发明涉及废弃物回收领域，更具体地，涉及一种从废弃线路板回收金属锡和铅的方法。
背景技术
随着经济的发展以及电子技术的日益成熟，电子废弃物的数量近几年来快速增加。线路板作为电子行业的基础元件，是电子产品的重要组分。废弃线路板中所含有大量的金属，既有较大的环境危害又有高回收价值，因此，无害化和资源化回收线路板意义重大。
从废弃线路板中回收铅和锡的关键是使目标金属和线路板其它组分分离，目前针对废弃线路板的回收处理方法可分为机械破碎处理、火法及湿法等。机械破碎处理主要是将拆卸电子元件后的废弃印刷线路板先用机械破碎，使金属和非金属得到单体解离，然后根据各种组分物理特性的差异，采用风力分选、磁选、筛分、涡流分选和电选等选矿的方法来分离其中组分，以得到金属和非金属，然而其对于特定种类的金属分离效果不好，尤其是铅和锡。火法冶金即是通过加热的方式去除非金属物质，而金属则在高温环境中形成熔融盐，后续再通过各种分离方法回收金属。火法冶金的优点在于冶金工艺成熟，金属回收率高，但火法冶金过程易排出大量的大气污染物，造成二次污染。湿法冶金则是利用水溶剂，如酸溶液，将合适粒度的废弃颗粒浸出并使其在溶液中进行一系列物理化学反应改变回收物的形态进而将其从线路板中分离出来。专利CN105525099A、CN106455337A、CN101864519A等均公开了从废弃印制线路板中回收锡和铅的方法，然而上述方法分离得到的铅和锡含量并不高，且还含有铜等其它金属离子，无法实现金属铅和锡的金高效选择性回收。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供一种从废弃线路板回收金属锡和铅的方法。
本发明的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：
一种从废弃线路板回收金属锡和铅的方法，包括如下步骤：
S1.将去除电子元件的废弃线路板破碎；
S2.将破碎后的废弃线路板置于电解槽体中，加入盐酸溶液；将惰性电极分别置于电解槽的的阳极室和阴极室中；设置电压为6～8V，进行电化学反应浸出，收集反应液和析出物，回收得到金属锡和铅。
本发明方法以盐酸溶液作为电解质，在一定的电压下进行电化学反应高效浸出废弃线路板中的金属锡和铅。实现了废弃线路板中金属铅和锡的高效资源化回收；而金属铜的浸出浓度低，实现了废弃线路板中锡和铅的选择性回收。
优选地，所述盐酸溶液浓度为1～3mol/L。
更优选地，所述盐酸溶液浓度为3mol/L。
优选地，所述破碎后的废弃线路与盐酸溶液的质量体积比为0.025～0.075g/mL。
优选地，所述电压为8V。
优选地，所述电化学反应浸出的反应时间为6～9h。
优选地，所述惰性电极为铂电极。
本发明从废弃线路板回收金属锡和铅的方法中所述的电化学反应装置为一个电解槽，电解槽由槽体(反应室II)、阳极室(反应室I)和阴极室(反应室III)，槽体与阳极室和阴极室用砂芯隔膜隔开。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种利用电化学浸出法从废弃线路板中高效回收金属锡、铅的方法，以盐酸溶液作为电解质，在一定的电压下进行电化学反应高效浸出废弃线路板中的金属锡和铅。实现了废弃线路板中金属铅和锡的高效资源化回收。铅的最高浓度为1234mg/L，锡的最高浓度为4159mg/L，而金属铜的浸出浓度仅为14.803mg/L，从而实现了废弃线路板中金属铅和锡的高效选择性回收，具有较大的应用前景。
附图说明
图1为本发明废弃线路板反应装置图。
图2为辅助剂对铅在阴、阳极中浓度的影响。
图3为辅助剂对锡在阴、阳极中浓度的影响。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
本发明自行组装一种电化学反应反应装置，如图1所示，为一个电解槽，电解槽由槽体(反应室II)、阳极室(反应室I)和阴极室(反应室III)，槽体与阳极室和阴极室用砂芯隔膜隔开。
实施例1
表1电化学反应参数表
反应编号 废线路板质量(g) 试剂 试剂体积(ml) 试剂浓度(mol/L) 电压(V)
1 0.8256 柠檬酸 20 1 8
2 0.8780 氨水 20 1 8
3 0.9795 盐酸 20 1 8
4 0.8445 盐酸 20 1 4
5 1.4545 盐酸 20 1 6
6 1.0923 盐酸 20 2 8
7 0.6998 盐酸 20 3 8
按表1所示，使用不同种类的辅助剂进行反应1、2、3，根据线路板的溶解情况和电极处金属锡、铅的析出情况选择合适的辅助剂。反应1步骤如下：将废弃线路板的主板和元器件分离，元器件分类后另行处理，线路板主板用老虎钳处理成长宽均为1cm左右的小碎块。将称取好的废弃线路板碎片加入电化学反应装置反应室Ⅱ(反应装置结构见图1)，加入转子，用20ml移液管移取20ml1mol/L的柠檬酸溶液加入反应装置中充当辅助剂，打开磁力搅拌器搅动辅助剂使其快速分摊到三个反应室中。将惰性铂电极置于左右反应槽中，面对面放置，铂电极的电极片没入辅助剂中，调节电压到8V，连接导线开始反应。每隔3小时阴阳极各取1ml反应液，用19ml 3mol/L硝酸稀释后保存。反应9小时。整个过程中若电极处有物质析出，一并收集并用20ml硝酸溶解并保存。基于上述操作步骤按表1改变反应条件进行反应2、3。
表2线路板溶解情况
Figure BDA0002311310680000031
Figure BDA0002311310680000041
如表2所示，对比反应1、2、3可知以盐酸为辅助剂的反应3线路板溶解效果最好。以有机酸柠檬酸为辅助剂的反应1溶解效果次之，以氨水为辅助剂的反应2线路板几乎没有溶解效果。
表3阴极析出物表征结果
反应编号 铅含量(mg/L) 锡含量(mg/L)
1 0 0
2 0 0
3 2518 3609
4 104.7 277.0
5 2873 6840
6 1259 3698
7 2241 18834
如表3所示，对比反应1、2、3可知三种辅助剂中只有使用盐酸作为辅助剂的反应才会生成固体。上述结果表明，以盐酸为辅助剂的反应浸出效果最好，以有机酸(柠檬酸)为辅助剂的反应浸出效果次之，以氨水为辅助剂的反应浸出效果最差，由此认为对于铅和锡而言，盐酸是很好的辅助剂，而柠檬酸与氨水不是理想的辅助剂。
实施例2
按照实例1的操作步骤，变更反应条件(见表1)进行反应3、4、5根据反应结果对反应装置电压进行优化，如表2所示，对比反应3、4、5可知电压为8V的反应3线路板溶解效果最好，电压为6V的反应5次之，电压为4V的反应4线路板溶解效果最差。
实施例3
按照实例1的操作步骤，变更反应条件(见表1)进行反应3、6、7，根据反应结果对辅助剂浓度进行优化，结果如图2所示，可以看出以3mol/L的盐酸为辅助剂的反应7，阳极中铅的含量明显高于其他组，而且在阴极几乎没有铅，由此可知盐酸的浓度上升会对铅的溶解有促进作用，而且会使其集中到阳极。由图3所示，锡的浸出效果与铅相似，以3mol/L的盐酸为电解液的反应7中，阳极中锡的含量明显多于其他组，且在阴极中锡的含量明显少于阳极，由此可知盐酸的浓度上升会对锡的溶解有促进作用，而且会使其集中到阳极。
表4反应3、6、7阴阳极反应液表征结果
Figure BDA0002311310680000051
上述结果表明，当铅在反应电压为8V，以3mol/L的盐酸作为辅助剂的条件下，最高浸出浓度为1234mg/L。本条件也是锡的最佳浸出条件，其最高浸出浓度为4159mg/L。在此条件下，金属铜的浸出浓度进为14.803mg/L，表明在该优化的条件下，可以实现废弃线路板表面Pb、Sn焊点的选择性高效浸出回收。

Claims (7)

1.一种从废弃线路板回收金属锡和铅的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.将去除电子元件的废弃线路板破碎；
S2.将破碎后的废弃线路板置于电解槽体中，加入盐酸溶液；将惰性电极分别置于电解槽的阳极室和阴极室中；设置电压为6～8V，进行电化学反应浸出，收集反应液和析出物，回收得到金属锡和铅。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述盐酸溶液浓度为1～3mol/L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述破碎后的废弃线路与盐酸溶液的质量体积比为0.025～0.075g/mL。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电压为8V。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电化学反应浸出的反应时间为6～9h。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述盐酸溶液浓度为3mol/L。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述惰性电极为铂电极。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104630826A (zh) * 2015-01-29 2015-05-20 中南大学 一种从锡阳极泥中回收锡的工艺
CN110373548A (zh) * 2019-08-29 2019-10-25 云南龙蕴科技环保股份有限公司 一种废电路板湿法脱锡工艺

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104630826A (zh) * 2015-01-29 2015-05-20 中南大学 一种从锡阳极泥中回收锡的工艺
CN110373548A (zh) * 2019-08-29 2019-10-25 云南龙蕴科技环保股份有限公司 一种废电路板湿法脱锡工艺

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