CN112921356B - 一种从废旧印刷线路板中回收铜的方法 - Google Patents

一种从废旧印刷线路板中回收铜的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112921356B
CN112921356B CN202110084856.1A CN202110084856A CN112921356B CN 112921356 B CN112921356 B CN 112921356B CN 202110084856 A CN202110084856 A CN 202110084856A CN 112921356 B CN112921356 B CN 112921356B
Authority
CN
China
Prior art keywords
copper
electrolyte
anode
plate
cathode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110084856.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112921356A (zh
Inventor
陈梦君
陈姝媛
舒建成
王蓉
梁倩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest University of Science and Technology
Original Assignee
Southwest University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest University of Science and Technology filed Critical Southwest University of Science and Technology
Priority to CN202110084856.1A priority Critical patent/CN112921356B/zh
Publication of CN112921356A publication Critical patent/CN112921356A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112921356B publication Critical patent/CN112921356B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C1/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
    • C25C1/12Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions of copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • C25C7/06Operating or servicing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Abstract

本发明公开了一种从废旧印刷线路板中回收铜的方法,以碱性体系为电解液,采用矿浆电解法,同时进行Cu的浸出和电沉积,可从废旧印刷线路板中回收铜并获得铜产品如铜箔或铜粉,该电解液需包含Cu2+、NH3·H2O、NH4 +、Cl,其中主要以Cu(Ⅱ)为氧化剂,加入NH3·H2O、NH4 +提供配体NH3,并作为缓冲溶液,保证pH,并加入适量Cl,加快阳极Cu的浸出,也可作为导电离子加速溶液中离子的电迁移速率,并降低电阻。本发明能够在同一个装置中同时进行了废手机板中的Cu的浸出和电沉积,大大的缩短了反应时间,降低能耗并获得铜产品。

Description

一种从废旧印刷线路板中回收铜的方法
技术领域
本发明涉及电子废弃物资源化处理和有价金属回收技术,具体涉及一种从废手机板中回收铜的方法。
背景技术
废旧印刷线路板(Waste Printed Circuit Boards, WPCBs),主要由树脂,玻璃纤维,牛皮纸,高纯度的铜箔组成,同时具有危害与资源双重属性。不仅含有大量有毒有害的化学物质,如Pb、Hg、Cr等有毒金属和溴代阻燃剂等有机物;还含有Cu、Fe、Al等有价金属和Ag、Au、Pd等稀贵金属,具有较大的资源回收价值。其铜含量较高,可为铜矿的20-40倍。
国内外从WPCBs中回收铜的成熟方法大致分为机械物理法、火法、湿法。目前,机械物理法是将WPCBs进行破碎,根据材料的物理特性进行分离,一般得到金属的富集体和非金属的混合物,Cu含量约60%左右。虽然污染小,回收率较高,但无法得到纯净的Cu。火法冶金直接将WPCBs加入流态焚烧炉焚烧,得到产物铜锭, 但是会产生二噁英等污染。湿法冶金是将WPCBs与水溶液或其他液体相接触,通过化学反应等,使原料中的Cu转入液相,再去除杂质,对铜进行富集,最后以铜单质化合物的形式回收。为获得纯净的Cu,一般的湿法冶金为浸出、液固分离、溶液净化、溶液中金属提取等单元,步骤繁多。
湿法冶金中的浸出Cu包含酸性和碱性浸出。碱性浸出主要指利用金属离子与氨形成配合物的原理,如金属Cu、Zn、Ag、Ni等,将其氧化物或碳酸化合物等金属化合物直接溶解。与酸法相比,其浸出的金属更具有选择性,如Fe、Al等金属在易在酸性条件下溶解的金属,在弱碱性条件下会生成不溶性物质,从而不会被浸出。目前国内外已经成功使用氨水或铵盐或氨-铵盐直接浸出氧化铜矿或其他铜矿,浸出率均较高,可达90%以上。其中若采用含氯的氨溶液,氯离子可与氨共同作为配位体与铜形成三元配合物,加速铜浸出,或具有活化作用,可促进浸出。与浸出氧化铜矿或其他铜矿不同,浸出废线路板中的铜单质需先加入氧化剂如H2O2、Cu2+,或通过其他方式如加压提高氧气的浓度,将Cu氧化后,才能再利用上述溶液实现浸出。Cu2+与其他氧化剂不同,使用含有Cu2+的氨溶液浸出时生成的是Cu(NH3)2 +,但Cu(NH3)2 2+极易被氧化。在浸出后,一般需经过萃取去除杂质,获得铜氨溶液的富集液,再将其酸化或直接进行电积才能得到电解铜,操作步骤繁多。若酸化后电积,需在电解液温度在较高温度下(58-65 ℃),电流密度为22-30 mA/cm2的条件下,才能取得较高的电流效率(92%-97%)。在不酸化的条件下,在低电流密度下直接电积Cu(NH3)4 2+ 溶液,电流效率不高。若直接电解Cu(NH3)2 +溶液,可获得较高的电流效率,但需在浸出就开始施加氮气氛围,因为Cu(NH3)2 +易被氧化,但这在工业上不便于操作。现目前发现加入乙二胺对Cu(Ⅱ)-氨水-氯化铵体系能够通过提高电流密度(40-60 mA/cm2),使电流效率达90%以上,但这会大大提高电能的损耗。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从废旧印刷线路板中回收铜的方法。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种从废旧印刷线路板中回收铜的方法,具体步骤如下:
S1、将烘干后的废旧印刷线路板粉加入电解槽的阳极室中,以包含15-25 g/L Cu2 +、0.5-2.5 mol/L Cl-、3-5 mol/L NH3·H2O和 0.5-2mol/L NH4 +的碱性溶液为电解液,设置电流密度为20-40 mA/cm2,电解2-5h,电解过程采用机械搅拌;
S2、电解反应完成后,直接得到覆铜钛板,采用氨水洗去表面的铜氨络合物,防止脱氨后在表面产生沉淀,清洗,干燥后收集铜箔或铜粉。
进一步的,电解槽中采用双层耐酸碱滤布或滤膜隔开阳极室和阴极室。
进一步的,废旧印刷线路板粉在电解液中的含量为10-50 g/L;废旧印刷线路板粉的粒径<0.45 mm。
进一步的,Cu2+的来源可以是CuSO4、CuCl2、CuO等。
进一步的,Cl-的来源可以是NH4Cl、NaCl、KCl等,也可以是铜盐CuCl2
进一步的,NH4 +的来源可以是NH4Cl、(NH4)2CO3等。
进一步的,阳极板为DSA,石墨,铂等不溶性阳极。
进一步的,阴极板为钛板,铜板,DSA等使铜优先沉积的阴极材料。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
(1)本发明以碱性体系为电解液,采用矿浆电解法,同时进行Cu的浸出和电沉积,可从废旧印刷线路板中回收铜并获得铜产品如铜箔或铜粉,该电解液需包含Cu2+、NH3·H2O、NH4 +、Cl-,其中主要以Cu(Ⅱ)为氧化剂,以生成Cu(NH3)2 +,加入NH3·H2O、NH4 +提供配体NH3,并作为缓冲溶液,保证pH,并加入适量Cl-,加快阳极Cu的浸出,也可作为导电离子加速溶液中离子的电迁移速率,并降低电阻。
(2)能够在同一个装置中同时进行了废手机板中的Cu的浸出和回收,大大的缩短了反应时间,降低能耗并获得铜产品,是一种绿色高效的技术,运行成本低,回收工艺简单、且不产生二次污染,经济价值高。
(3)本发明在常温、低电流密度下,就能获得较高的回收率和电流效率,甚至可以同时取得90%以上。
(4)本发明对金属具有较高的选择性,主要利用Cu2+作为氧化剂,铁、铝等杂质金属在该体系中不溶,或少溶,形成沉淀,阳极渣可作为资源被进一步回收有价金属。
附图说明
图1为本发明一种从废旧印刷线路板中回收铜的方法的流程图。
图2为本发明一种从废旧印刷线路板中回收铜的方法的装置图。
具体实施方式
下面给出的实施例拟以对本发明作进一步说明,但不能理解为是对本发明保护范围的限制,该领域的技术人员根据上述发明的内容对本发明做出一些非本质的改进和调整,仍属于发明的保护范围。
本发明经过剪切式破碎机WPCBs粉中的Cu的回收方法,使用矿浆电解法,以Cu(Ⅱ)-NH3·H2O-NH4+-Cl-为电解液,其中Cu(Ⅱ)为氧化剂,以生成Cu(NH3)2 + 等Cu(Ⅰ)配合物,减少其他杂质的浸出并有利于阴极铜的沉积;加入NH3·H2O、NH4+提供配体NH3,并作为缓冲溶液,保证pH;Cl-加快铜的浸出,也可作为导电离子加速溶液中离子的电迁移速率,并降低电阻。该法为矿浆电解法,在同一个装置中能够同时实现铜的浸出与电积,并省去萃取等步骤,极大地缩短反应的时间,在常温,低电流密度的实验条件下,就能实现阳极浸出废线路板中的铜,阴极直接获得对应的铜产品,获得较高的回收率和电流效率,期望能够实现资源回收并创造经济效益。
本发明通过碱性矿浆电解从废旧印刷线路板中回收铜的流程过程如图1所示,矿浆电解装置如图2所示。具体过程如下:
S1、将烘干后的废旧手机板粉末加入电解槽阳极室中,配制的电解液中含有Cu2+ (15-25 g/L)、Cl- (0.5-2.5 mol/L)、NH3·H2O (3-5 mol/L)和 NH4 + (0.5-2 mol/L),接通电源后,以钛板和DSA板分别作为阴极和阳极,电流密度设置为20-40 mA/cm2,电解2-5h;电解过程采用机械搅拌。
S2、电解反应完成后,阴极室可直接得到覆铜的钛板,采用氨水洗去表面的铜氨络合物,防止脱氨后在表面产生沉淀,再采用去离子水冲洗,干燥后收集阴极产物,称重;阳极渣同样采用氨水和去离子水冲洗,定容电解液和称重干燥后的阳极渣。
然后完全消解阴极产物和阳极渣,测定其消解液和电解液中铜浓度,计算得出废手机板粉中Cu的回收率和电流效率。
实施例1:
(1)首先称取6g经过机械破碎处理后的金属废线路板粉置于阳极室中,以尺寸为6×7 cm的钛板和DSA板分别作为阴极和阳极:加入200 ml电解液,电解液组成为:20 g/LCu2+ (CuSO4·5H2O)+0.5 mol/L NaCl+4 mol/L NH3·H2O+0.5 mol/L NH4Cl,用机械增力搅拌器在阳极搅拌,接通电源,电流密度为20 mA/cm2,电解3h。电解反应完成后,阴极室可直接得到覆铜的钛板,采用氨水洗去表面的铜氨络合物,防止脱氨后在表面产生沉淀,再采用去离子水冲洗,干燥后收集铜箔,称重,获得的铜箔的纯度可符合阴极铜标准;阳极渣同样采用氨水和去离子水冲洗,定容电解液和称重干燥后的阳极渣;
(2)然后完全消解阴极产物和阳极渣,测定其消解液和电解液中铜浓度,计算得出废手机板粉中Cu的回收率约为98%,电流效率约为99%。
实施例2:
(1)首先称取6g经过机械破碎处理后废手机板粉置于阳极室中,以尺寸为6×7 cm的钛板和DSA板分别作为阴极和阳极:加入200 ml电解液,电解液组成为20 g/L Cu2+(CuSO4·5H2O) +1 mol/L NaCl+4 mol/L NH3·H2O+0.5 mol/L NH4Cl,用机械增力搅拌器在阳极搅拌,接通电源,电流密度为20 mA/cm2下,电解3h。电解反应完成后,阴极室可直接得到覆铜的钛板,采用氨水洗去表面的铜氨络合物,防止脱氨后在表面产生沉淀,再采用去离子水冲洗,干燥后收集铜箔,称重;阳极渣同样采用氨水和去离子水冲洗,定容电解液和称重干燥后的阳极渣;
(2)然后完全消解阴极产物和阳极渣,测定其消解液和电解液中铜浓度,计算得出废手机板粉中Cu的回收率约为91%,电流效率约为96 %。
实施例3:
(1)首先称取6g经过机械破碎处理后废手机板粉置于阳极室中,以尺寸为6×7 cm的钛板和DSA板分别作为阴极和阳极:加入200 ml电解液,电解液组成为20 g/L Cu2+(CuSO4·5H2O) +4 mol/L NH3·H2O+0.5 mol/L NH4Cl配置成200 mL的电解液,用机械增力搅拌器在阳极搅拌,接通电源,电流密度为20 mA/cm2下,电解3h。电解反应完成后,阴极室可直接得到覆铜的钛板,采用氨水洗去表面的铜氨络合物,防止脱氨后在表面产生沉淀,再采用去离子水冲洗,干燥后收集铜箔,称重;阳极渣同样采用氨水和去离子水冲洗,定容电解液和称重干燥后的阳极渣;
(2)然后完全消解阴极产物和阳极渣,测定其消解液和电解液中铜浓度,计算得出废手机板粉中Cu的回收率约为 89%,电流效率约为96 %。
实施例4:
(1)首先称取6g经过机械破碎处理后废手机板粉置于阳极室中,以尺寸为6×7 cm的钛板和DSA板分别作为阴极和阳极:加入200 ml电解液,电解液组成为15 g/L Cu2+ (CuSO4·5H2O) +0.5 mol/L NaCl+4 mol/L NH3·H2O+0.5 mol/L NH4Cl配置成200 mL的电解液,用机械增力搅拌器在阳极搅拌,接通电源,电流密度为20 mA/cm2下,电解3h。电解反应完成后,阴极室可直接得到覆铜的钛板,采用氨水洗去表面的铜氨络合物,防止脱氨后在表面产生沉淀,再采用去离子水冲洗,干燥后收集铜箔,称重;阳极渣同样采用氨水和去离子水冲洗,定容电解液和称重干燥后的阳极渣;
(2)然后完全消解阴极产物和阳极渣,测定其消解液和电解液中铜浓度,计算得出废手机板粉中Cu的回收率约为91%,电流效率约为90%。
实施例5:
(1)首先称取6g经过机械破碎处理后废手机板粉置于阳极室中,以尺寸为6×7 cm的钛板和DSA板分别作为阴极和阳极:加入200 ml电解液,电解液组成为20 g/L Cu2+(CuSO4·5H2O) +0.5 mol/L NaCl+4 mol/L NH3·H2O+2 mol/L NH4Cl,用机械增力搅拌器在阳极搅拌,接通电源,电流密度为20 mA/cm2下,电解3h。电解反应完成后,阴极室可直接得到覆铜的钛板,采用氨水洗去表面的铜氨络合物,防止脱氨后在表面产生沉淀,再采用去离子水冲洗,干燥后收集铜箔和少量铜粉,称重;阳极渣同样采用氨水和去离子水冲洗,定容电解液和称重干燥后的阳极渣;
(2)然后完全消解阴极产物和阳极渣,测定其消解液和电解液中铜浓度,计算得出废手机板粉中Cu的回收率约为 85%,电流效率约为90 %。
实施例6:
(1)首先称取6g经过机械破碎处理后废手机板粉置于阳极室中,以尺寸为6×7 cm的钛板和DSA板分别作为阴极和阳极:加入200 ml电解液,电解液组成为20 g/L Cu2+(CuSO4·5H2O) +0.5 mol/L NaCl+4 mol/L NH3·H2O+0.5 mol/L NH4Cl,用机械增力搅拌器在阳极搅拌,接通电源,电流密度为40 mA/cm2下,电解3h。电解反应完成后,阴极室可直接得到覆铜的钛板,采用氨水洗去表面的铜氨络合物,防止脱氨后在表面产生沉淀,再采用去离子水冲洗,干燥后收集铜箔和铜粉,称重;阳极渣同样采用氨水和去离子水冲洗,定容电解液和称重干燥后的阳极渣;
(2)然后完全消解阴极产物和阳极渣,测定其消解液和电解液中铜浓度,计算得出废手机板粉中Cu的回收率约为 81%,电流效率约为85%。
实施例7:
(1)首先称取6g经过机械破碎处理后废手机板粉置于阳极室中,以尺寸为6×7 cm的钛板和DSA板分别作为阴极和阳极:加入200 ml电解液,电解液组成为20 g/L Cu2+(CuCl2·2H2O) +4 mol/L NH3·H2O+0.5 mol/L NH4Cl,用机械增力搅拌器在阳极搅拌,接通电源,电流密度为20 mA/cm2下,电解3h。电解反应完成后,阴极室可直接得到覆铜的钛板,采用氨水洗去表面的铜氨络合物,防止脱氨后在表面产生沉淀,再采用去离子水冲洗,干燥后收集铜箔,称重;阳极渣同样采用氨水和去离子水冲洗,定容电解液和称重干燥后的阳极渣;
(2)然后完全消解阴极产物和阳极渣,测定其消解液和电解液中铜浓度,计算得出废手机板粉中Cu的回收率约为 91%,电流效率约为89%。
实施例8:
(1)首先称取4g经过机械破碎处理后废手机板粉置于阳极室中,以尺寸为6×7 cm的钛板和DSA板分别作为阴极和阳极:加入200 ml电解液,电解液组成为20 g/L Cu2+(CuSO4·5H2O) +4 mol/L NH3·H2O+0.25 mol/L NH4(CO3)2+0.5 mol/L NaCl,用机械增力搅拌器在阳极搅拌,接通电源,电流密度为20 mA/cm2下,电解3h。电解反应完成后,阴极室可直接得到覆铜的钛板,采用氨水洗去表面的铜氨络合物,防止脱氨后在表面产生沉淀,再采用去离子水冲洗,干燥后收集铜箔,称重;阳极渣同样采用氨水和去离子水冲洗,定容电解液和称重干燥后的阳极渣;
(2)然后完全消解阴极产物和阳极渣,测定其消解液和电解液中铜浓度,计算得出废手机板粉中Cu的回收率约为87%,电流效率约为96%。
实施例9:
(1)首先称取4g经过机械破碎处理后废手机板粉置于阳极室中,以尺寸为6×7 cm的钛板和DSA板分别作为阴极和阳极:加入200 ml电解液,电解液组成为20 g/L Cu2+(CuSO4·5H2O) +4 mol/L NH3·H2O+0.25 mol/L NH4(CO3)2+1 mol/L NaCl,用机械增力搅拌器在阳极搅拌,接通电源,电流密度为20 mA/cm2下,电解3h。电解反应完成后,阴极室可直接得到覆铜的钛板,采用氨水洗去表面的铜氨络合物,防止脱氨后在表面产生沉淀,再采用去离子水冲洗,干燥后收集铜箔,称重;阳极渣同样采用氨水和去离子水冲洗,定容电解液和称重干燥后的阳极渣;
(2)然后完全消解阴极产物和阳极渣,测定其消解液和电解液中铜浓度,计算得出废手机板粉中Cu的回收率约为90%,电流效率约为96%。
实施例10:
(1)首先称取6g经过机械破碎处理后废手机板粉置于阳极室中,以尺寸为6×7 cm的钛板和DSA板分别作为阴极和阳极:加入200 ml电解液,电解液组成为25 g/L Cu2+(CuSO4·5H2O) +4 mol/L NH3·H2O+0.25 mol/L NH4(CO3)2+0.5 mol/L NaCl,用机械增力搅拌器在阳极搅拌,接通电源,电流密度为20 mA/cm2下,电解3h。电解反应完成后,阴极室可直接得到覆铜的钛板,采用氨水洗去表面的铜氨络合物,防止脱氨后在表面产生沉淀,再采用去离子水冲洗,干燥后收集铜箔,称重;阳极渣同样采用氨水和去离子水冲洗,定容电解液和称重干燥后的阳极渣;
(2)然后完全消解阴极产物和阳极渣,测定其消解液和电解液中铜浓度,计算得出废手机板粉中Cu的回收率约为95%,电流效率约为88%。
对比例1:
(1)首先称取6g经过机械破碎处理后废手机板粉置于阳极室中,以尺寸为6×7 cm的钛板和DSA板分别作为阴极和阳极:加入200 ml电解液,电解液组成为5 g/L Cu2+(CuSO4·5H2O)+0.5 mol/L NaCl+4 mol/L NH3·H2O+0.5 mol/L NH4Cl,用机械增力搅拌器在阳极搅拌,接通电源,电流密度为20 mA/cm2下,电解3h。电解反应完成后,阴极室可直接得沉积下来的铜粉,采用氨水洗去表面的铜氨络合物,防止脱氨后在表面产生沉淀,再采用去离子水冲洗,干燥后收集铜粉,称重;阳极渣同样采用氨水和去离子水冲洗,定容电解液和称重干燥后的阳极渣;
(2)然后完全消解阴极产物和阳极渣,测定其消解液和电解液中铜浓度,计算得出废手机板粉中Cu的回收率约为62 %,电流效率约为89 %,对比例1中减小了电解液中的铜离子浓度,且初始电解液中Cu2+浓度较低导致其他杂质如Zn、Ni等易同Cu共沉积在阴极,降低阴极产物的铜纯度。。
对比例 2:
(1)首先称取6g经过机械破碎处理后废手机板粉置于阳极室中,以尺寸为6×7 cm的钛板和DSA板分别作为阴极和阳极:加入200 ml电解液,电解液组成为20 g/L Cu2+(CuSO4·5H2O)+0.5 mol/L NaCl+2 mol/L NH3·H2O+0.5 mol/L NH4Cl,用机械增力搅拌器在阳极搅拌,接通电源,电流密度为20 mA/cm2下,电解3h。电解反应完成后,阴极室可直接得到覆铜的钛板,采用氨水洗去表面的铜氨络合物,防止脱氨后在表面产生沉淀,再采用去离子水冲洗,干燥后收集铜箔,称重;阳极渣同样采用氨水和去离子水冲洗,定容电解液和称重干燥后的阳极渣;
(2)然后完全消解阴极产物和阳极渣,测定其消解液和电解液中铜浓度,计算得出废手机板粉中Cu的回收率约为 38%,电流效率约为87 %,对比例2中的氨水浓度较低,无法达到生成铜氨络合物的pH值。
对比例 3:
(1)首先称取6g经过机械破碎处理后废手机板粉置于阳极室中,以尺寸为6×7 cm的钛板和DSA板分别作为阴极和阳极:加入200 ml电解液,电解液组成为20 g/L Cu2+(CuSO4·5H2O)+0.5 mol/L NaCl+6 mol/L NH3·H2O+0.5 mol/L NH4Cl,用机械增力搅拌器在阳极搅拌,接通电源,电流密度为20 mA/cm2下,电解3h。电解反应完成后,阴极室可直接得到覆铜的钛板,采用氨水洗去表面的铜氨络合物,防止脱氨后在表面产生沉淀,再采用去离子水冲洗,干燥后收集铜箔,称重;阳极渣同样采用氨水和去离子水冲洗,定容电解液和称重干燥后的阳极渣;
(2)然后完全消解阴极产物和阳极渣,测定其消解液和电解液中铜浓度,计算得出废手机板粉中Cu的回收率约为65%,电流效率约为65%,对比例3中加入更多氨水,在相同电流密度下,阳极会发生析氮反应,不利于阳极铜的浸出,溶液中的Cu+或Cu2+未得到补充,降低了电流效率。
对比例4:
(1)首先称取6g经过机械破碎处理后废手机板粉置于阳极室中,以尺寸为6×7 cm的钛板和DSA板分别作为阴极和阳极:加入200 ml电解液,电解液组成为20 g/L Cu2+(CuSO4·5H2O)+0.5 mol/L NaCl+4 mol/L NH3·H2O,用机械增力搅拌器在阳极搅拌,接通电源,电流密度为20 mA/cm2下,电解3h。电解反应完成后,阴极室可直接得到覆铜的钛板,采用氨水洗去表面的铜氨络合物,防止脱氨后在表面产生沉淀,再采用去离子水冲洗,干燥后收集铜箔和少量铜粉,称重;阳极渣同样采用氨水和去离子水冲洗,定容电解液和称重干燥后的阳极渣;
(2)然后完全消解阴极产物和阳极渣,测定其消解液和电解液中铜浓度,计算得出废手机板粉中Cu的回收率约为 47%,电流效率约为97 %,对比例4中没有加入NH4 +,使得溶液的pH值会变化较大,不利于铜氨离子形成。
对比例5:
(1)首先称取6g经过机械破碎处理后废手机板粉置于阳极室中,以尺寸为6×7 cm的钛板和DSA板分别作为阴极和阳极:加入200 ml电解液,电解液组成为20 g/L Cu2+(CuSO4·5H2O) +0.5 mol/L NaCl+4 mol/L NH3·H2O+1 mol/L NH4Cl,用机械增力搅拌器在阳极搅拌,接通电源,电流密度为50 mA/cm2下,电解3h。电解反应完成后,阴极室可直接得到覆铜的钛板,采用氨水洗去表面的铜氨络合物,防止脱氨后在表面产生沉淀,再采用去离子水冲洗,干燥后收集铜粉,称重;阳极渣同样采用氨水和去离子水冲洗,定容电解液和称重干燥后的阳极渣;
(2)然后完全消解阴极产物和阳极渣,测定其消解液和电解液中铜浓度,计算得出废手机板粉中Cu的回收率约为 48%,电流效率约为69%,对比例5中提高了电流密度,由标准条件下20 mA/cm2变为 50 mA/cm2,电流密度增加,增加了阳极的副反应,阳极发生析氮反应, 不利于浸出铜。
以上结合具体实施方式对本发明做了详细说明,其目的在帮助相关技术人员更好的了解本发明,并不能限定本发明的保护范围,凡是在本发明设计本质上做出的修饰,都应在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种从废旧印刷线路板中回收铜的方法,其特征在于,以碱性体系为电解液,采用矿浆电解法,同时进行Cu的浸出和电沉积,具体步骤如下:
S1、将烘干后的废旧印刷线路板粉加入电解槽的阳极室中,以包含15-25 g/L Cu2+、0.5-2.5 mol/L Cl-、3-5 mol/L NH3·H2O和 0.5-2mol/L NH4 +的碱性溶液为电解液,设置电流密度为20-40 mA/cm2,电解2-5h,电解过程采用机械搅拌;
S2、电解反应完成后,直接得到覆铜钛板,采用氨水洗去表面的铜氨络合物,防止脱氨后在表面产生沉淀,清洗,干燥后收集阴极产物;
其中,Cl-的来源为NH4Cl、NaCl、KCl和铜盐CuCl2中任意一种或几种;
NH4 +的来源为NH4Cl、(NH4)2CO3中任意一种或几种;
电解槽中采用双层耐酸碱滤布或滤膜隔开阳极室和阴极室。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,废旧印刷线路板粉在电解液中的含量为10-50 g/L。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,废旧印刷线路板粉的粒径<0.45 mm。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,Cu2+的来源为CuSO4、CuCl2、CuO中任意一种或几种。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,阳极板选自DSA、石墨、铂不溶性阳极中任意一种。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,阴极板选自钛板、铜板、DSA中任意一种。
CN202110084856.1A 2021-01-22 2021-01-22 一种从废旧印刷线路板中回收铜的方法 Active CN112921356B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110084856.1A CN112921356B (zh) 2021-01-22 2021-01-22 一种从废旧印刷线路板中回收铜的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110084856.1A CN112921356B (zh) 2021-01-22 2021-01-22 一种从废旧印刷线路板中回收铜的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112921356A CN112921356A (zh) 2021-06-08
CN112921356B true CN112921356B (zh) 2022-05-27

Family

ID=76164063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110084856.1A Active CN112921356B (zh) 2021-01-22 2021-01-22 一种从废旧印刷线路板中回收铜的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112921356B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113818047B (zh) * 2021-09-27 2022-08-12 西南科技大学 一种从再生铜熔炼飞灰中回收铜的方法

Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4028202A (en) * 1975-07-16 1977-06-07 Kennecott Copper Corporation Direct electrochemical recovery of copper from dilute ammoniacal solutions
US4066520A (en) * 1976-09-01 1978-01-03 Envirotech Corporation Slurry electrowinning process
US4282082A (en) * 1980-01-29 1981-08-04 Envirotech Corporation Slurry electrowinning apparatus
GB9501075D0 (en) * 1994-01-21 1995-03-08 Olin Corp Nodular copper/nickel alloy treatment for copper foil
CN1121360A (zh) * 1993-04-19 1996-04-24 美格马·科伯公司 制造金属铜粉、铜氧化物和铜箔的方法
WO1999014403A1 (en) * 1997-09-18 1999-03-25 Eramet Marietta Inc. Process for making manganese
WO2000043574A1 (en) * 1999-01-25 2000-07-27 Alpha Fry Limited Process for the recovery of tin, tin alloys or lead alloys from printed circuit boards
CN101353803A (zh) * 2008-09-09 2009-01-28 西北有色金属研究院 一种用矿浆电解法从钼精矿中浸出钼和铼的方法
CN101575715A (zh) * 2009-06-22 2009-11-11 中南大学 一种从电子废弃物中提取有价金属的方法
JP2011195878A (ja) * 2010-03-18 2011-10-06 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 銅硫化物からの銅の回収方法
CN104131316A (zh) * 2014-07-04 2014-11-05 中南大学 在氯离子氨性体系中电解分离铜、钴镍的方法及其产品的应用
CN105112674A (zh) * 2015-09-18 2015-12-02 中南大学 一种废弃电路板全湿法回收工艺
CN105220181A (zh) * 2015-09-18 2016-01-06 中南大学 基于电化学法从废旧电路板中回收铜制备高纯超细铜粉的工艺
CN105297077A (zh) * 2015-12-03 2016-02-03 陈梦君 一种废弃印刷线路板中金属的回收方法
CN106756091A (zh) * 2016-12-19 2017-05-31 长江大学 一种废弃线路板中金属铜的提取方法
CN107460503A (zh) * 2017-09-14 2017-12-12 西南科技大学 从废旧印刷线路板中回收微纳米铜粉的方法
WO2018047147A1 (en) * 2016-09-12 2018-03-15 Attero Recycling Pvt. Ltd. Process for recovering pure cobalt and nickel from spent lithium batteries
CN108950218A (zh) * 2018-08-14 2018-12-07 李桃英 一种从废旧印刷线路板中回收金、银和铜的方法
CN108998673A (zh) * 2018-08-14 2018-12-14 李桃英 一种从废旧印刷线路板中回收金、银和硫酸铜的方法
CN109371422A (zh) * 2018-12-24 2019-02-22 广东省稀有金属研究所 一种碱性蚀刻废液制备电积金属铜的方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6869519B2 (en) * 2001-09-27 2005-03-22 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Electrolytic process for the production of metallic copper and apparatus therefor
US20090288956A1 (en) * 2008-05-22 2009-11-26 James Carl Dills System For Recycling Printed Circuit Boards
CN106119852B (zh) * 2015-08-31 2019-09-03 叶旖婷 一种酸性氯化铜蚀刻液的电解回收及再生工艺

Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4028202A (en) * 1975-07-16 1977-06-07 Kennecott Copper Corporation Direct electrochemical recovery of copper from dilute ammoniacal solutions
US4066520A (en) * 1976-09-01 1978-01-03 Envirotech Corporation Slurry electrowinning process
US4282082A (en) * 1980-01-29 1981-08-04 Envirotech Corporation Slurry electrowinning apparatus
CN1121360A (zh) * 1993-04-19 1996-04-24 美格马·科伯公司 制造金属铜粉、铜氧化物和铜箔的方法
GB9501075D0 (en) * 1994-01-21 1995-03-08 Olin Corp Nodular copper/nickel alloy treatment for copper foil
WO1999014403A1 (en) * 1997-09-18 1999-03-25 Eramet Marietta Inc. Process for making manganese
WO2000043574A1 (en) * 1999-01-25 2000-07-27 Alpha Fry Limited Process for the recovery of tin, tin alloys or lead alloys from printed circuit boards
CN101353803A (zh) * 2008-09-09 2009-01-28 西北有色金属研究院 一种用矿浆电解法从钼精矿中浸出钼和铼的方法
CN101575715A (zh) * 2009-06-22 2009-11-11 中南大学 一种从电子废弃物中提取有价金属的方法
JP2011195878A (ja) * 2010-03-18 2011-10-06 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 銅硫化物からの銅の回収方法
CN104131316A (zh) * 2014-07-04 2014-11-05 中南大学 在氯离子氨性体系中电解分离铜、钴镍的方法及其产品的应用
CN105112674A (zh) * 2015-09-18 2015-12-02 中南大学 一种废弃电路板全湿法回收工艺
CN105220181A (zh) * 2015-09-18 2016-01-06 中南大学 基于电化学法从废旧电路板中回收铜制备高纯超细铜粉的工艺
CN105297077A (zh) * 2015-12-03 2016-02-03 陈梦君 一种废弃印刷线路板中金属的回收方法
WO2018047147A1 (en) * 2016-09-12 2018-03-15 Attero Recycling Pvt. Ltd. Process for recovering pure cobalt and nickel from spent lithium batteries
CN106756091A (zh) * 2016-12-19 2017-05-31 长江大学 一种废弃线路板中金属铜的提取方法
CN107460503A (zh) * 2017-09-14 2017-12-12 西南科技大学 从废旧印刷线路板中回收微纳米铜粉的方法
CN108950218A (zh) * 2018-08-14 2018-12-07 李桃英 一种从废旧印刷线路板中回收金、银和铜的方法
CN108998673A (zh) * 2018-08-14 2018-12-14 李桃英 一种从废旧印刷线路板中回收金、银和硫酸铜的方法
CN109371422A (zh) * 2018-12-24 2019-02-22 广东省稀有金属研究所 一种碱性蚀刻废液制备电积金属铜的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Recovery of high purity copper from waste printed circuit boards of mobile phones by slurry electrolysis with ammonia-ammonium system";Wang, Jiqin 等;《SEPARATION AND PURIFICATION TECHNOLOGY》;20210623;第275卷;文献号:119180 *
"Superfine copper powders recycled from concentrated metal scraps of waste printed circuit boards by slurry electrolysis";sha Zhang 等;《Journal of cleaner production》;20170319;第152卷;第1-6页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112921356A (zh) 2021-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101575715B (zh) 一种从电子废弃物中提取有价金属的方法
CN101392325B (zh) 一种从废弃印刷线路板中提取金的方法
CN105112674B (zh) 一种废弃电路板全湿法回收工艺
CN101928840B (zh) 一种从废旧电路板中回收金、银的方法
CN100554452C (zh) 一种含铜硫化矿湿法提取铜的方法
JP4551994B2 (ja) 印刷回路板から錫、錫合金または鉛合金の回収方法
KR101640462B1 (ko) 폐기물로부터 금속을 회수하기 위한 습식 제련 공정 및 장치
NZ252952A (en) Process and apparatus for leaching minerals using acidic electrolyte with decreasing oxidation potential
WO2001090445A1 (fr) Procede de production de metal de purete superieure
CN104264184A (zh) 一种从废旧线路板中提取金属铜的方法
KR101685931B1 (ko) 구리함유자원을 이용한 귀금속 농축 회수방법
Wang et al. Sustainable electrochemical recovery of high-purity Cu powders from multi-metal acid solution by a centrifuge electrode
CN111041207A (zh) 一种电化学浸金剂及从废旧镀金线路板中回收金的方法
CN104988317A (zh) 一种从废旧线路板中提取金属银的方法
CN104388987A (zh) 一种从废旧印刷线路板的金属粉末中电解制备铜粉的方法
KR20170019246A (ko) Led 또는 전자제품 폐기물로부터 유가금속의 회수 방법
CN112921356B (zh) 一种从废旧印刷线路板中回收铜的方法
Liang et al. Electrolyte circulation: Metal recovery from waste printed circuit boards of mobile phones by alkaline slurry electrolysis
PL111879B1 (en) Method of recovery of copper from diluted acid solutions
CN108517410A (zh) 一种湿法冶金回收印制线路板(pcb)中金属铜的方法
KR101364521B1 (ko) 다종 결합 금속 내 주석의 분리회수방법
GB2368349A (en) Electrolytic extraction of metals; recycling
JP2004300490A (ja) コバルトの回収方法
CA2593046A1 (en) Procedure and device to obtain metal powder, plates or cathodes from any metal-containing material
JP2015086436A (ja) 有価物の回収方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant