CN115216773A - 一种含金属镀层的铜基材料的处理方法 - Google Patents

一种含金属镀层的铜基材料的处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115216773A
CN115216773A CN202110399955.9A CN202110399955A CN115216773A CN 115216773 A CN115216773 A CN 115216773A CN 202110399955 A CN202110399955 A CN 202110399955A CN 115216773 A CN115216773 A CN 115216773A
Authority
CN
China
Prior art keywords
copper
solution
based material
acid solution
metal
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.)
Granted
Application number
CN202110399955.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115216773B (zh
Inventor
余志辉
李会泉
曲景奎
王雨
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.)
Institute of Process Engineering of CAS
Original Assignee
Institute of Process Engineering of CAS
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 Institute of Process Engineering of CAS filed Critical Institute of Process Engineering of CAS
Priority to CN202110399955.9A priority Critical patent/CN115216773B/zh
Publication of CN115216773A publication Critical patent/CN115216773A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115216773B publication Critical patent/CN115216773B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • C23F1/16—Acidic compositions
    • C23F1/28—Acidic compositions for etching iron group metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
    • C22B23/04—Obtaining nickel or cobalt by wet processes
    • C22B23/0453—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B23/0461—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by chemical methods
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B25/00—Obtaining tin
    • C22B25/04—Obtaining tin by wet processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B25/00—Obtaining tin
    • C22B25/06—Obtaining tin from scrap, especially tin scrap
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00—Obtaining refractory metals
    • C22B34/30—Obtaining chromium, molybdenum or tungsten
    • C22B34/32—Obtaining chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/006—Wet processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • C23F1/16—Acidic compositions
    • C23F1/26—Acidic compositions for etching refractory metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • C23F1/16—Acidic compositions
    • C23F1/30—Acidic compositions for etching other metallic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/44—Compositions for etching metallic material from a metallic material substrate of different composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/46—Regeneration of etching compositions
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种含金属镀层的铜基材料的处理方法，包括以下步骤：(1)混合含金属镀层的铜基材料和浓度为5～20wt％的酸溶液，利用孔径为0.45～50μm的通气孔通入含氧气体进行反应，得到浸出液和未浸出铜；(2)步骤(1)所述浸出液经扩散渗析，得到扩散渗析后酸溶液和第一溶液；(3)混合步骤(2)所述第一溶液和铁粉，经固液分离，得到铜渣和第二溶液；(4)混合步骤(3)所述第二溶液与碱性物质，分离回收金属沉淀物。本发明所述处理方法实现了铜基材料上的金属镀层的高效分离，回收得到高质量的铜，且处理成本低，工艺流程简单，具有良好的工业化应用前景。

Description

一种含金属镀层的铜基材料的处理方法
技术领域
本发明属于资源再生领域，特别涉及一种含金属镀层的铜基材料的处理方法。
背景技术
近年来，汽车、电子、通讯行业发展非常迅速，产品更新换代速度非常快，其中表面含锡、镍、铬等金属镀层的铜制品废料是再生铜的一个重要来源，回收和利用金属镀层的铜制品废料受到了极大的重视。
CN104263937A公开了一种镍铜锡合金废料的处理方法，该方法对镍铜锡合金废料进行升温熔融后通入硫化剂，经硫化脱锡反应获得锡；对经脱锡处理后的熔融状态废料进行电解获得铜；对经脱铜处理后的熔融状态废料进行电解获得镍。但该方法存在生产流程复杂，工艺成本高等问题。
CN109825716A公开了一种回收镀锡铜板中的铜和锡的方法，该方法将废旧镀锡覆铜板粉碎、分选，经过两次投料加入浸取液中；固液分离得金属铜粉和脱锡液；脱锡液水解反应后固液分离，烘干，焙烧，得二氧化锡粉末，以金属铜和二氧化锡的形态高价值回收了废旧镀锡覆铜板中铜和锡。但该方法存在金属粉末易堆积，流程复杂等问题。
CN106683800B公开了一种废镀锡铜米的资源化处理方法，该处理方法通过纯物理剥离的方式剥落铜米表面的锡，将钢球、废镀锡铜米、介质油按照一定比例加入立式搅拌球磨机，废镀锡铜米表面的锡和少量的铜在钢球的物理摩擦作用下被刮离，得到球磨产物；经过滤、筛分后，加入介质油加热搅拌，将锡熔化凝聚分离。但该方法存在分离后的锡和铜里含介质油杂质，不便于再利用等问题。
因此，亟需开发一种能够回收高质量铜，且处理成本低，工艺流程简单的含金属镀层的铜基材料的处理方法。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种含金属镀层的铜基材料的处理方法，所述处理方法利用酸与微气泡的协同作用，氧化铜基材料表面的金属镀层，实现金属镀层与铜的高效分离，回收高质量的铜，且处理成本低，工艺流程简单，具有良好的工业化应用前景。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种含金属镀层的铜基材料的处理方法，所述方法包括以下步骤：
(1)混合含金属镀层的铜基材料和浓度为5～20wt％的酸溶液，利用孔径为0.45～50μm的通气孔通入含氧气体进行反应，得到浸出液和未浸出铜；
(2)步骤(1)所述浸出液经扩散渗析，得到扩散渗析后酸溶液和第一溶液；
(3)混合步骤(2)所述第一溶液和铁粉，经固液分离，得到铜渣和第二溶液；
(4)混合步骤(3)所述第二溶液与碱性物质，分离回收金属沉淀物。
本发明利用酸与微气泡协同氧化作用，实现金属镀层与铜的深度分离，采用低质量浓度的酸，并控制气体通过特定孔径的通气孔通入，可调节氧化速率，使金属镀层进行氧化反应的同时防止铜的浸出，得到高质量的铜，且处理成本低，操作简单。
本发明中的酸溶液浓度为5～20wt％，例如可以是5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、12wt％、15wt％、17wt％或20wt％。
本发明中通气孔孔径为0.45～50μm，例如可以是0.45μm、0.50μm、1μm、5μm、10μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm或50μm。
优选地，步骤(1)所述铜基材料中金属镀层的组分包括锡、镍或铬中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合为锡和镍的组合、锡和铬的组合、镍和铬的组合或锡、镍和铬三者的组合。
优选地，所述铜基材料中锡的质量含量为0.1％～10％，例如可以是0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。
优选地，所述铜基材料中镍的质量含量为0.1％～10％，例如可以是0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。
优选地，所述铜基材料中铬的质量含量为0.1％～10％，例如可以是0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。
优选地，所述酸溶液包括硫酸和/或盐酸。
优选地，所述铜基材料与酸溶液的质量比为1:0.5～1:10，例如可以是1:0.5、1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5、1:5.5、1:6、1:6.5、1:7、1:7.5、1:8、1:8.5、1:9、1:9.5或1:10。
本发明中含金属镀层的铜基材料与酸溶液的质量比为1:0.5～1:10可以使得金属镀层进行氧化反应同时防止铜的浸出。
优选地，所述未浸出铜进行熔炼制备金属铜。
优选地，所述反应之后经固液分离，得到未浸出铜和浸出液。
优选地，所述未浸出铜经清洗后再进行熔炼制备金属铜。
优选地，所述清洗包括纯水清洗。
优选地，步骤(1)所述含氧气体包括空气、氧气或臭氧中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合为空气和氧气的组合，空气和臭氧的组合，氧气和臭氧的组合或空气、氧气和臭氧三者的组合。
优选地，所述含氧气体流量为0.1～1.0L/min，例如可以是0.1L/min、0.2L/min.0.3L/min、0.4L/min、0.5L/min、0.6L/min、0.7L/min、0.8L/min、0.9L/min或1.0L/min。
优选地，步骤(1)所述反应的温度为5～60℃，例如可以是5℃、6℃、7℃、8℃、10℃、15℃、20℃、30℃、40℃、50℃或60℃。
优选地，所述反应的时间为0.5～4h，例如可以是0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h或4h。
优选地，步骤(2)所述扩散渗析采用的膜包括阴离子交换膜。
本发明中对扩散渗析的压力不做具体限定，可根据采用的膜和器材的要求来确定实际需要的压力。
优选地，所述扩散渗析的温度为5～60℃，例如可以是5℃、6℃、7℃、8℃、10℃、15℃、20℃、30℃、40℃、50℃或60℃。
优选地，步骤(2)所述扩散渗析后酸溶液返回步骤(1)中作为酸溶液循环利用。
本发明通过扩散渗析方式实现酸溶液的循环利用，大幅降低第一溶液和第二溶液的残酸量，减少碱性物质用量，降低生产成本。
优选地，步骤(3)所述加入铁粉的物质的量为第一溶液中铜物质的量的1.0～2.5倍，例如可以是1.0倍、1.2倍、1.5倍、1.7倍、1.9倍、2.0倍、2.3倍、2.4倍或2.5倍。
本发明中加入铁粉的物质的量为第一溶液中铜物质的量的1.0～2.5倍，通过置换反应置换出第一溶液中的铜离子得到铜渣，实现铜离子与其他金属离子的分离。
优选地，步骤(3)所述混合的温度为5～60℃，例如可以是5℃、6℃、7℃、8℃、10℃、15℃、20℃30℃、40℃、50℃或60℃。
优选地，步骤(3)所述铜渣进行熔炼制备金属铜。
优选地，步骤(4)所述碱性物质包括碱金属的氧化物，碱金属的氢氧化物，碱金属的碳酸盐，碱土金属的氧化物，碱土金属的氢氧化物或碱土金属的碳酸盐中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合为碱金属的氧化物和碱金属的氢氧化物的组合，碱金属的氢氧化物和碱金属碳酸盐的组合，碱金属氧化物与碱金属碳酸盐的组合，碱金属的氧化物、碱金属的氢氧化物和碱金属的碳酸盐三者的组合，碱土金属的氧化物和碱土金属的氢氧化物的组合，碱土金属的氢氧化物和碱土金属碳酸盐的组合，碱土金属氧化物与碱土金属碳酸盐的组合或碱土金属的氧化物、碱土金属的氢氧化物和碱土金属的碳酸盐三者的组合，例如可以是氧化镁和氢氧化钠的组合，氢氧化钠和碳酸钠的组合，氧化镁和碳酸钠的组合或氧化镁、氢氧化钠和碳酸钠三者的组合。
优选地，混合所述第二溶液与碱性物质，调节pH至2～9，例如可以是2、3、4、5、6、7、8或9。
本发明中加入碱性物质调节pH，得到金属镀层氢氧化物沉淀，进行回收利用。
作为本发明所述方法的优选技术方案，所述处理方法包括以下步骤：
(1)按质量比1:0.5～1:10混合含金属镀层的铜基材料和浓度为5～20wt％的酸溶液，利用孔径为0.45～50μm的通气孔通入流量为0.1～1.0L/min的含氧气体，在5～60℃反应0.5～4h，得到浸出液和未浸出铜，所述未浸出铜进行熔炼制备金属铜；所述酸溶液包括硫酸和/或盐酸；所述含氧气体包括空气、氧气或臭氧中的任意一种或至少两种的组合；
(2)步骤(1)所述浸出液经阴离子交换膜进行扩散渗析，扩散渗析的温度为5～60℃，得到扩散渗析后酸溶液和第一溶液，所述扩散渗析后酸溶液返回步骤(1)中作为酸溶液循环利用；
(3)在5～60℃条件下，按铁粉的物质的量为第一溶液中铜物质的量的1.0～2.5倍混合步骤(2)所述第一溶液和铁粉，经固液分离，得到铜渣和第二溶液，所述铜渣进行熔炼制备金属铜；
(4)混合所述第二溶液与碱性物质，调节pH至2～9，分离回收金属沉淀物。
本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
本发明对上述固液分离的方式没有特殊限制，可采用本领域技术人员熟知的任何可用于固液分离的方式进行，例如可以是过滤、离心、沉降或膜分离等方式，可根据实际工艺进行选择。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明提供的含金属镀层的铜基材料的处理方法利用酸与微气泡的协同作用，氧化铜基材料表面的金属镀层，实现金属镀层与铜基体的深度分离，金属镀层的总去除率达90.0％以上，锡去除率可达90.3％以上，镍去除率可达91.2％以上，铬去除率可达90.3％以上，铜基体的直接损失率可达0.46％以下，可得到高质量的铜；
(2)本发明提供的含金属镀层的铜基材料的处理方法利用扩散渗析实现了酸溶液的循环利用，降低了生产成本；
(3)本发明提供的含金属镀层的铜基材料的处理方法在金属镀层氧化反应的同时防止了铜的浸出，实现了金属镀层与铜基体的高效分离，且处理成本低、工艺流程简单，具有良好的工业化应用前景。
附图说明
图1为本发明提供的含金属镀层的铜基材料的处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供的含金属镀层的铜基材料的处理方法的工艺流程图如图1所示，所述处理方法包括以下步骤：
(1)按质量比1:0.5～1:10混合含金属镀层的铜基材料和浓度为5～20wt％的酸溶液，利用孔径为0.45～50μm的通气孔通入流量为0.1～1.0L/min的含氧气体，在5～60℃反应0.5～4h，固液分离得到浸出液和未浸出铜，所述未浸出铜进行熔炼制备金属铜；所述酸溶液包括硫酸和/或盐酸；所述含氧气体包括空气、氧气或臭氧中的任意一种或至少两种的组合；
(2)步骤(1)所述浸出液经阴离子交换膜进行扩散渗析，扩散渗析的温度为5～60℃，得到扩散渗析后酸溶液和第一溶液，所述扩散渗析后酸溶液返回步骤(1)中作为酸溶液循环利用；
(3)在5～60℃条件下，按铁粉的物质的量为第一溶液中铜物质的量的1.0～2.5倍混合步骤(2)所述第一溶液和铁粉，经固液分离，得到铜渣和第二溶液，所述铜渣进行熔炼制备金属铜；
(4)混合所述第二溶液与碱性物质，调节pH至2～9，分离回收金属沉淀物。
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
一、实施例
实施例1
本实施例提供了一种含金属镀层的铜基材料的处理方法，所述方法包括如下步骤：
(1)按质量比1:2混合含金属镀层的铜基材料和20wt％的硫酸溶液，利用孔径为5μm的通气孔通入流量为0.1L/min的氧气，在20℃反应2h，过滤得到浸出液和未浸出铜，所述未浸出铜纯水洗涤后进行熔炼制备金属铜；
所述含金属镀层的铜基材料中金属镀层为锡镍镀层，其中锡占所述铜基材料的2.35wt％，镍占所述铜基材料的0.5wt％；
(2)步骤(1)所述浸出液经S203型号的阴离子交换膜在20℃条件下扩散渗析，得到扩散渗析后酸溶液和第一溶液，所述扩散渗析后酸溶液返回步骤(1)中作为酸溶液循环利用；
(3)在20℃条件下，按铁粉的物质的量为第一溶液中铜物质的量的1.0倍混合第一溶液和铁粉，经过滤实现固液分离，得到铜渣和第二溶液，所述铜渣进行熔炼制备金属铜；
(4)混合所述第二溶液与氢氧化钠，调节pH至8，分离回收锡镍氢氧化物沉淀。
实施例2
本实施例提供了一种含金属镀层的铜基材料的处理方法，所述方法包括如下步骤：
(1)按质量比1:0.5混合含金属镀层的铜基材料和10wt％的硫酸溶液，利用孔径为50μm的通气孔通入流量为0.4L/min的氧气，在40℃反应3h，过滤得到浸出液和未浸出铜，所述未浸出铜纯水洗涤后进行熔炼制备金属铜；
所述含金属镀层的铜基材料中金属镀层为锡铬镀层，其中锡占所述铜基材料的2.5wt％，铬占所述铜基材料的0.6wt％；
(2)步骤(1)所述浸出液经DF120型号的阴离子交换膜在40℃条件下扩散渗析，得到扩散渗析后酸溶液和第一溶液，所述扩散渗析后酸溶液返回步骤(1)中作为酸溶液循环利用；
(3)在40℃条件下，按铁粉的物质的量为第一溶液中铜物质的量的2倍混合第一溶液和铁粉，经过滤实现固液分离，得到铜渣和第二溶液，所述铜渣进行熔炼制备金属铜；
(4)混合所述第二溶液与氧化镁，调节pH至5，分离回收锡铬氢氧化物沉淀。
实施例3
本实施例提供了一种含金属镀层的铜基材料的处理方法，所述方法包括如下步骤：
(1)按质量比1:10混合含金属镀层的铜基材料和15wt％的盐酸溶液，利用孔径为20μm的通气孔通入流量为0.5L/min的体积比为3:2的氧气与空气的混合气体，在60℃反应2h，过滤得到浸出液和未浸出铜，所述未浸出铜纯水洗涤后进行熔炼制备金属铜；
所述含金属镀层的铜基材料中金属镀层为锡镍镀层，其中锡占所述铜基材料的5.1wt％，镍占所述铜基材料的1.2wt％；
(2)步骤(1)所述浸出液经DF100M型号的阴离子交换膜在60℃条件下扩散渗析，得到扩散渗析后酸溶液和第一溶液，所述扩散渗析后酸溶液返回步骤(1)中作为酸溶液循环利用；
(3)在60℃条件下，按铁粉的物质的量为第一溶液中铜物质的量的2.5倍混合第一溶液和铁粉，经过滤实现固液分离，得到铜渣和第二溶液，所述铜渣进行熔炼制备金属铜；
(4)混合所述第二溶液与碳酸钠，调节pH至8，分离回收锡镍氢氧化物沉淀。
实施例4
本实施例提供了一种含金属镀层的铜基材料的处理方法，所述方法包括如下步骤：
(1)按质量比1:7混合含金属镀层的铜基材料和10wt％的盐酸溶液，利用孔径为0.45μm的通气孔通入流量为1.0L/min的臭氧，在40℃反应4h，过滤得到浸出液和未浸出铜，所述未浸出铜纯水洗涤后进行熔炼制备金属铜；
所述含金属镀层的铜基材料中金属镀层为锡镍镀层，其中锡占所述铜基材料的1.5wt％，镍占所述铜基材料的0.3wt％；
(2)步骤(1)所述浸出液经TWDDA1型号的阴离子交换膜在40℃条件下扩散渗析，得到扩散渗析后酸溶液和第一溶液，所述扩散渗析后酸溶液返回步骤(1)中作为酸溶液循环利用；
(3)在40℃条件下，按铁粉的物质的量为第一溶液中铜物质的量的1.5倍混合第一溶液和铁粉，经过滤实现固液分离，得到铜渣和第二溶液，所述铜渣进行熔炼制备金属铜；
(4)混合所述第二溶液与氢氧化钠，调节pH至9，分离回收锡镍氢氧化物沉淀。
实施例5
本实施例提供了一种含金属镀层的铜基材料的处理方法，所述方法包括如下步骤：
(1)按质量比1:5混合含金属镀层的铜基材料和5wt％的盐酸溶液，利用孔径为40μm的通气孔通入流量为0.1L/min的体积比为1:1的氧气和空气的混合气体，在5℃反应4h，沉降得到浸出液和未浸出铜，所述未浸出铜纯水洗涤后进行熔炼制备金属铜；
所述含金属镀层的铜基材料中金属镀层为锡镍铬镀层，其中锡占所述铜基材料的10wt％，镍占所述铜基材料的10wt％，铬占所述铜基材料的10wt％；
(2)步骤(1)所述浸出液经TWDDA2型号的阴离子交换膜在5℃条件下扩散渗析，得到扩散渗析后酸溶液和第一溶液，所述扩散渗析后酸溶液返回步骤(1)中作为酸溶液循环利用；
(3)在5℃条件下，按铁粉的物质的量为第一溶液中铜物质的量的1.5倍混合第一溶液和铁粉，,经过滤实现固液分离，得到铜渣和第二溶液，所述铜渣进行熔炼制备金属铜；
(4)混合所述第二溶液与氢氧化钠，调节pH至2，分离回收锡镍铬氢氧化物沉淀。
实施例6
本实施例提供了一种含金属镀层的铜基材料的处理方法，所述方法包括如下步骤：
(1)按质量比1:5混合含金属镀层的铜基材料和5wt％的硫酸溶液，利用孔径为0.45μm的通气孔通入流量为0.5L/min的体积比为1:5的臭氧和空气的混合气体，在30℃反应0.5h，离心得到浸出液和未浸出铜，所述未浸出铜纯水洗涤后进行熔炼制备金属铜；
所述含金属镀层的铜基材料中金属镀层为锡镍铬镀层，其中锡占所述铜基材料的0.1wt％，镍占所述铜基材料的0.1wt％，铬占所述铜基材料的0.1wt％；
(2)步骤(1)所述浸出液经DF100型号的阴离子交换膜在30℃条件下扩散渗析，得到扩散渗析后酸溶液和第一溶液，所述扩散渗析后酸溶液返回步骤(1)中作为酸溶液循环利用；
(3)在30℃条件下，按铁粉的物质的量为第一溶液中铜物质的量的1.5倍混合第一溶液和铁粉，,经过滤实现固液分离，得到铜渣和第二溶液，所述铜渣进行熔炼制备金属铜；
(4)混合所述第二溶液与氢氧化钠，调节pH至5，分离回收锡镍铬氢氧化物沉淀。
实施例7
本实施例提供了一种含金属镀层的铜基材料的处理方法，所述方法包括如下步骤：
(1)按质量比1:8混合含金属镀层的铜基材料和酸溶液，利用孔径为0.45μm的通气孔通入流量为0.5L/min的体积比为1:2的氧气和空气的混合气体，在30℃反应0.5h，离心得到浸出液和未浸出铜，所述未浸出铜纯水洗涤后进行熔炼制备金属铜；
所述含金属镀层的铜基材料中金属镀层为铬层，其中铬占所述铜基材料的10wt％；所述酸溶液为按体积比1:1混合的5wt％的盐酸和10wt％的硫酸混合溶液；
(2)步骤(1)所述浸出液经DF120M型号的阴离子交换膜在30℃条件下扩散渗析，得到扩散渗析后酸溶液和第一溶液，所述扩散渗析后酸溶液返回步骤(1)中作为酸溶液循环利用；
(3)在30℃条件下，按铁粉的物质的量为第一溶液中铜物质的量的1.5倍混合第一溶液和铁粉，经过滤实现固液分离，得到铜渣和第二溶液，所述铜渣进行熔炼制备金属铜；
(4)混合所述第二溶液与氢氧化钠，调节pH至6，分离回收铬氢氧化物沉淀。
实施例8
本实施例提供了一种含金属镀层的铜基材料的处理方法，所述方法除含金属镀层的铜基材料与酸溶液的混合质量比设置为1:0.2外，其余均与实施例1相同。
实施例9
本实施例提供了一种含金属镀层的铜基材料的处理方法，所述方法除含金属镀层的铜基材料与酸溶液的混合质量比设置为1:20外，其余均与实施例1相同。
二、对比例
对比例1
本对比例提供了一种含金属镀层的铜基材料的处理方法，所述方法除步骤(1)中不通入氧气外，其余均与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供了一种含金属镀层的铜基材料的处理方法，所述方法除步骤(1)中硫酸溶液的浓度为30wt％外，其余均与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供了一种含金属镀层的铜基材料的处理方法，所述方法除步骤(1)中硫酸溶液的浓度为0.5wt％外，其余均与实施例1相同。
对比例4
本对比例提供了一种含金属镀层的铜基材料的处理方法，所述方法除步骤(1)中通气孔孔径设置为80μm外，其余均与实施例1相同。
对比例5
本对比例提供了一种含金属镀层的铜基材料的处理方法，所述方法除步骤(1)中通气孔孔径设置为0.15μm外，其余均与实施例1相同。
通过ICP方法测定实施例1～9以及对比例1～5中的反应前后铜基材料中锡镍铬的含量进而计算锡镍铬的去除率，通过测定铜基材料反应前后铜的含量计算铜基体的直接损失率，结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003019776620000141
Figure BDA0003019776620000151
表1中“/”表示没有该数据。
从表1可以看出以下几点：
(1)综合实施例1～7可以看出，本发明提供的含金属镀层的铜基材料的处理方法能够实现金属镀层与铜基体有效分离的同时保证铜基体的直接损失率较低，其中金属镀层的总去除率达90.0％以上，锡去除率可达90.3％以上，镍去除率可达91.2％以上，铬去除率可达90.3％以上，铜基体的直接损失率可达0.46％以下；
(2)综合实施例1与实施例8～9可以看出，实施例1中含金属镀层的铜基材料与酸溶液的混合质量比为1:2，相较于实施例8～9中质量比分别为1:0.2和1:20而言，实施例1的锡去除率可达94.5％，镍去除率可达93.8％，而实施例8中锡去除率仅为56.3％，镍去除率仅为62.7％；实施例9中锡去除率较实施例1增加较少，为95.1％，镍去除率较实施例1略微下降，为93.6％，但铜基体的直接损失率显著增加为2.46％，且由于使用了大量的酸溶液，需要进行循环利用的酸溶液也增多，反应及循环设备占地面积增大，处理成本增加；由此表明，本发明将含金属镀层的铜基材料与酸溶液的混合质量比控制在特定范围，更好地平衡了含金属镀层的铜基材料的处理效果与处理成本；
(3)综合实施例1与对比例1可看出，对比例1中没有在酸处理的同时通入含氧气体进行协同处理，锡镍镀层与铜基材料的分离效果较差，其中锡去除率仅为22.4％，镍去除率仅为10.6％；由此表明，本发明采用酸溶液与含氧气体协同处理含金属镀层的铜基材料，能够大大提高金属镀层的去除效果；
(4)综合实施例1与对比例2～3可以看出，实施例1中硫酸浓度为20wt％，相较于对比例2～3中硫酸浓度分别为30wt％和0.5wt％而言，实施例1的锡去除率可达94.5％，镍去除率可达93.8％，铜基体的直接损失率为0.2％，而对比例2中锡和镍去除率较实施例1仅略微增加，但铜基体的直接损失率明显增加为12.9％；对比例3中锡去除率较实施例1大幅度降低，仅为12.3％，镍去除率也比实施例1大幅度降低，仅为10.8％；由此表明，本发明采用5～20wt％的酸溶液与含氧空气协同作用，可以实现金属镀层与铜基体高效分离的同时防止铜基体的浸出；
(5)综合实施例1与对比例4～5可以看出，实施例1中通气孔孔径为5μm，相较于对比例4～5中通气孔孔径为80μm和0.15μm而言，实施例1的锡去除率可达94.5％，镍去除率可达93.8％，铜基体的直接损失率为0.2％，而对比例4中锡和镍的去除率较实施例1大幅度降低，锡去除率仅为76.5％，镍去除率仅为69.4％；对比例5中锡和镍的去除率较实施例1略微增加，锡去除率为95.7％，镍去除率为94.9％，但铜基体的直接损失率明显增加为6.79％；由此表明，本发明在酸溶液与含氧气体协同作用时，控制通气孔径为0.45～50μm，可以实现金属镀层与铜基体高效分离的同时防止铜基体的浸出。
综上所述，本发明提供的含金属镀层的铜基材料的处理方法采用酸溶液与含氧气体协同处理含金属镀层的铜基材料，能够大大提高金属镀层的去除效果；控制酸溶液浓度为5～20wt％，通气孔径为0.45～50μm，可以高效分离金属镀层与铜基体的同时保证铜基体的直接损失率较小；含金属镀层的铜基材料与酸溶液的混合质量比进一步控制为1:0.5～1:10，在保证金属镀层去除效果及铜基体直接损失较小的前提下，降低了生产成本，金属镀层的总去除率可达90.0％以上，锡去除率可达90.3％以上，镍去除率可达91.2％以上，铬去除率可达90.1％以上，铜基体的直接损失率可达0.46％以下，具有良好的工业化应用前景。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种含金属镀层的铜基材料的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：
(1)混合含金属镀层的铜基材料和浓度为5～20wt％的酸溶液，利用孔径为0.45～50μm的通气孔通入含氧气体进行反应，得到浸出液和未浸出铜；
(2)步骤(1)所述浸出液经扩散渗析，得到扩散渗析后酸溶液和第一溶液；
(3)混合步骤(2)所述第一溶液和铁粉，经固液分离，得到铜渣和第二溶液；
(4)混合步骤(3)所述第二溶液与碱性物质，分离回收金属沉淀物。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(1)所述铜基材料中金属镀层的组分包括锡、镍或铬中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述铜基材料中锡的质量含量为0.1％～10％；
优选地，所述铜基材料中镍的质量含量为0.1％～10％；
优选地，所述铜基材料中铬的质量含量为0.1％～10％；
优选地，所述酸溶液包括硫酸和/或盐酸；
优选地，所述铜基材料与酸溶液的质量比为1:0.5～1:10；
优选地，所述未浸出铜进行熔炼制备金属铜。
3.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，步骤(1)所述含氧气体包括空气、氧气或臭氧中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述含氧气体的流量为0.1～1.0L/min。
4.根据权利要求1～3任一项所述的处理方法，其特征在于，步骤(1)所述反应的温度为5～60℃；
优选地，所述反应的时间为0.5～4h。
5.根据权利要求1～4任一项所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)所述扩散渗析采用的膜包括阴离子交换膜；
优选地，所述扩散渗析的温度为5～60℃。
6.根据权利要求1～5任一项所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)所述扩散渗析后酸溶液返回步骤(1)中作为酸溶液循环利用。
7.根据权利要求1～6任一项所述的处理方法，其特征在于，步骤(3)所述加入铁粉的物质的量为第一溶液中铜物质的量的1.0～2.5倍；
优选地，步骤(3)所述混合的温度为5～60℃。
8.根据权利要求1～7任一项所述的处理方法，其特征在于，步骤(3)所述铜渣进行熔炼制备金属铜。
9.根据权利要求1～8任一项所述的处理方法，其特征在于，步骤(4)所述碱性物质包括碱金属的氧化物、碱金属的氢氧化物、碱金属的碳酸盐、碱土金属的氧化物、碱土金属的氢氧化物或碱土金属的碳酸盐中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，混合所述第二溶液与碱性物质，调节pH至2～9。
10.根据权利要求1～9任一项所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：
(1)按质量比1:0.5～1:10混合含金属镀层的铜基材料和浓度为5～20wt％的酸溶液，利用孔径为0.45～50μm的通气孔通入流量为0.1～1.0L/min的含氧气体，在5～60℃反应0.5～4h，得到浸出液和未浸出铜，所述未浸出铜进行熔炼制备金属铜；所述酸溶液包括硫酸和/或盐酸；所述含氧气体包括空气、氧气或臭氧中的任意一种或至少两种的组合；
(2)步骤(1)所述浸出液经阴离子交换膜进行扩散渗析，扩散渗析的温度为5～60℃，得到扩散渗析后酸溶液和第一溶液，所述扩散渗析后酸溶液返回步骤(1)中作为酸溶液循环利用；
(3)在5～60℃条件下，按铁粉的物质的量为第一溶液中铜物质的量的1.0～2.5倍混合步骤(2)所述第一溶液和铁粉，经固液分离，得到铜渣和第二溶液，所述铜渣进行熔炼制备金属铜；
(4)混合所述第二溶液与碱性物质，调节pH至2～9，分离回收金属沉淀物。
CN202110399955.9A 2021-04-14 2021-04-14 一种含金属镀层的铜基材料的处理方法 Active CN115216773B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110399955.9A CN115216773B (zh) 2021-04-14 2021-04-14 一种含金属镀层的铜基材料的处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110399955.9A CN115216773B (zh) 2021-04-14 2021-04-14 一种含金属镀层的铜基材料的处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115216773A true CN115216773A (zh) 2022-10-21
CN115216773B CN115216773B (zh) 2024-07-19

Family

ID=83604225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110399955.9A Active CN115216773B (zh) 2021-04-14 2021-04-14 一种含金属镀层的铜基材料的处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115216773B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001294948A (ja) * 2000-04-13 2001-10-26 Furuya Kinzoku:Kk 金属電極から貴金属を回収する処理方法
US20110182786A1 (en) * 2010-01-22 2011-07-28 Molycorp Minerals, Llc Hydrometallurgical process and method for recovering metals
US20130081515A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-04 Polytech Kagawa Co., Ltd. Method for recovering metal copper from coated copper wires
CN107299228A (zh) * 2017-05-26 2017-10-27 昆明理工大学 一种湿法炼锌净化铜渣提取金属铜的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001294948A (ja) * 2000-04-13 2001-10-26 Furuya Kinzoku:Kk 金属電極から貴金属を回収する処理方法
US20110182786A1 (en) * 2010-01-22 2011-07-28 Molycorp Minerals, Llc Hydrometallurgical process and method for recovering metals
US20130081515A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-04 Polytech Kagawa Co., Ltd. Method for recovering metal copper from coated copper wires
CN107299228A (zh) * 2017-05-26 2017-10-27 昆明理工大学 一种湿法炼锌净化铜渣提取金属铜的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张义祥;杨金英;: "铜镍铬一次快速退除法", 电镀与精饰, no. 02, 31 December 1981 (1981-12-31) *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115216773B (zh) 2024-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108220998B (zh) 一种硫酸锰电解液净化除氯的方法
EP4194572A1 (en) Method for recycling iron and aluminum in nickel-cobalt-manganese solution
CN101509069A (zh) 一种全湿法选择性浸出水钴矿的方法
CN107746957B (zh) 一种从铜阳极泥分铜液中回收稀贵金属的方法
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
CN107630146A (zh) 镍回收方法
CN107287429A (zh) 一种铁含量高、铜镍含量低的电镀污泥的回收处理方法
CN105420500B (zh) 一种湿法冶金分离提取废旧印刷线路板中金属全组分的方法
CN110747344A (zh) 一种循环铜盐脱氯剂的制备再生方法
CN103466683B (zh) 一种高纯度电镀级氧化铜的制备方法
CN113667833A (zh) 一种用于锌湿法冶炼的净化除镉方法
CN105200242B (zh) 一种从含砷炼铅氧气底吹炉烟灰中回收镉的方法
CN101186976A (zh) 从含铟物质中回收铟的方法
CN114318417A (zh) 低品位氧化锰三矿法生产电解锰的方法
CN102002584A (zh) 利用制酸尾气从锌电解阳极泥中回收锰、铅、银的方法
CN111118544A (zh) 一种含铁酸性废液的处理方法
CN107815540A (zh) 一种湿法冶炼金属镍钴及其盐类产品的方法
CN104178629B (zh) 从废弃电子线路板多金属粉末中回收有价金属的方法
KR20180085255A (ko) 주석과 은의 합금으로 이루어진 주석 스크랩으로부터 주석과 은을 연속적이고 동시적으로 회수하는 방법
CN108070722B (zh) 一种从银电解母液沉铜渣中回收有价金属的方法
CN101195869A (zh) 一种氧化镍矿氯化氧化处理后物料的浸出方法
CN115216773B (zh) 一种含金属镀层的铜基材料的处理方法
CN116190844A (zh) 一种废旧锂离子电池粉的浸出方法
CN113122735B (zh) 一种碱法锌粉联合冶炼方法
CN104164570A (zh) 一种贵金属熔炼渣的预处理方法

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