TWI705142B

TWI705142B - 廢鉭電容器回收銀、鉭之方法

Info

Publication number: TWI705142B
Application number: TW108142188A
Authority: TW
Inventors: 李清華; 許景翔; 蔡佳淑; 陳品岑; 張郁奇; 李連耀
Original assignee: 大葉大學; 優勝奈米科技有限公司
Priority date: 2019-11-20
Filing date: 2019-11-20
Publication date: 2020-09-21
Also published as: TW202120699A

Abstract

本發明涉及一種廢鉭電容器回收銀、鉭之方法，係包含有：一前處理步驟，係先對廢鉭電容器進行焙燒、研磨及篩分處理；一除鐵處理步驟，係對經上述步驟的廢鉭電容器粉末進行除鐵；一回收銀步驟，再將除鐵後的廢鉭電容器粉末放入70℃以下的硝酸溶液且浸漬至少3個小時，以成最佳銀浸漬液；再將此最佳銀浸漬液，以鹽酸溶液沉澱至少3小時，可以達成銀沉澱且100%完全回收；一回收鉭步驟，經上述銀浸漬溶蝕過濾後所得的含鉭濾渣，放入100℃以下的飽和氫氧化鈉溶液予以浸漬至少8個小時，將含鉭濾渣中所含矽成分溶出並去除之，以富集含鉭濾渣中之鉭含量，以獲得最終鉭產品。

Description

廢鉭電容器回收銀、鉭之方法

本發明涉及一種3C產品廢棄物回收技術，尤指廢鉭電容器回收銀、鉭之方法之技術範疇。

按，每年鉭電容器的生產量超過300億支，鉭電容器廢料的主要來源有二：其一，在生產這些鉭電容器過程中，會產生各種廢料以及廢鉭電容器；其二，在處理電路板時，會有一部分廢舊鉭電容器，這些廢舊電容器中，含有鉭、銀等金屬，若回收，則具有巨大的經濟效益。

而現有回收鉭電容器中貴金屬的方法，多數先將廢舊的鉭電容器進行破碎，然後對單一的金屬進行回收，缺少對鉭電容器中的金屬，例如鉭和銀的綜合回收，仍然存在著資源的浪費，也不利於環境保護，不符合目前節能環保的大趨勢。

在2013年，中國專利CN103194604「廢舊鉭電容器中回收鉭、銀、錳的方法」係公開揭露一種廢舊鉭電容器中回收鉭、銀、錳的方法，其包括如下的步驟：(1)破碎：將廢舊鉭電容器進行機械破碎；(2)金屬與非金屬的分離，以獲得金屬物料；(3)浸出錳：將分離後的金屬物料按照固液品質比1：2~5的比例加入純水和酸，使得溶液中的H+濃度在0.5~1.5mol/L之間，同時加入還原劑亞硫酸鹽、二氧化硫或硫化氫，還原劑的品質為物料品質的0.5~1.5倍，在60~99℃下反應1~3小時，反應液過濾得到含錳溶液，經過萃取得到純淨的含錳溶液，濃縮結晶得到錳鹽；(4)回收鉭：反應液過濾後的濾渣與炭黑和氯鹽混合在一起，品質比為1：2~3：4~6，在氯化器中700~800℃的溫度條件下進行焙燒，氯鹽在此溫度下變成熔融體，同時在熔融體中通入氯氣鼓泡，氯氣的流量為20~100L/min，反應生成氯化鉭，同時在氯化器的上部裝有冷凝系統，用於冷凝氯化鉭，反應剩餘的氯氣體用堿溶液進行回收，整個焙燒時間為4~6小時，生成的氯化鉭在140~200℃下被冷凝成固體，得到的氯化鉭固體再經過精餾，得到高純度的氯化鉭，再經過鋁熱還原法或者真空碳還原法得到高純度的鉭粉；(5)回收銀：焙燒後的不反應渣用溫度為60~99℃的純水進行洗滌，然後進行過濾，不反應渣與純水的固液品質比為1：1~3，濾液用以回收氯鹽，濾渣按照固液品質比1：0.5~2加入品質百分數為10~13%的氨水，在20~50℃下反應1~2小時，過濾得到的銀氨溶液加入還原劑還原得到銀粉。

另在2017年，國立成功大學林冠言研究生的「鉭質電容器中鉭資源再生技術研究」係公開揭露鉭電容器回收流程可以分成三部分，先以前處理去除部分之雜質元素，接著以濕法冶金方式分離鉭與其他元素並純化之，最後製備出高純度之氧化鉭產物。在回收流程之前，該研究先對鉭電容器進行特性分析，發現鉭電容器中含有超過40wt%的鉭且存在於電極體中，因此需用前處理方式將鉭電容器中之電極體與其餘物理組成部分做一分離，經由前處理過後的鉭電極體中除了鉭，錳為含量次多之元素，因此需研究最佳之鉭、錳分離方法，首先利用氫氟酸將鉭電容器中的鉭、錳溶出於溶液中以利後續採用濕法冶金分離兩元素，經由浸漬後分別選用選擇性化學沉澱法與溶媒萃取法相互比較其鉭、錳分離效果，發現選擇性化學沉澱法在沉澱鉭的時候，部分的錳有共沉現象產生，分離效果不佳，而經由溶媒萃取之後的鉭、錳分離係數β_(Ta/Mn)高達198801，兩元素在此方法中具有極佳之分離效果，經沉澱、煅燒後可獲得純度高達99.9%以上之五氧化二鉭且整體鉭回收率達98%，達成廢棄鉭電容器資源化之目的。

另在2018年，中國專利CN109065380係公開揭露了一種片式固體電解質鉭電容器用浸漬銀漿回收裝置，包括進料口、固定支架、抽風機、集料箱、容器箱、液體泵、連通管，所述進料口安裝在固定支架頂部，所述進料口的上端面四周設置有環形槽，所述環形槽分別與液體泵和容器箱相連通，所述進料口的下端與集料箱相連通，所述集料箱一側與抽風機相連通，另一側與容器箱相連通。採用本發明所述的銀漿回收裝置，一方面，在不影響片鉭芯子電性能參數的條件下，極大的減少了浸漬銀漿後直接“蘸底”的傳統方式所造成的銀漿的浪費，從而直接降低片式鉭電容器的生產成本；另一方面該回收設備操作簡單，生產效率高。

前述幾種回收廢鉭電容器的方法的文獻資料中，其回收步驟繁瑣，且具高污染性，對環境不友善，無法符合綠能環保之現代趨勢，實有需要對當前現有回收廢鉭電容器的方法來進行改良改善。

緣此，鑑於當前現有廢鉭電容器的回收的問題點，本發明人乃窮極心思開發出一種廢鉭電容器回收銀、鉭之方法，故本發明之目的：在於提供經濟價值高的廢鉭電容器回收銀、鉭之方法；故本發明之另一目的：在於提供回收流程簡化、安全性較高之一種廢鉭電容器回收銀、鉭之方法。

為達上述目的，本發明運用了如下技術手段：關於本發明一種廢鉭電容器回收銀、鉭之方法，係包含有：一前處理步驟，係先對廢鉭電容器進行焙燒、研磨及篩分處理；一除鐵處理步驟，係對經上述步驟處理後的廢鉭電容器粉末進行除鐵處理；一回收銀步驟，再將除鐵後的廢鉭電容器粉末放入70℃以下的硝酸溶液，且浸漬至少3個小時，而將所內含銀予以完全浸漬溶蝕成最佳銀浸漬液中；再將此最佳銀浸漬液，以鹽酸溶液沉澱至少3小時，以達成銀沉澱且100%完全回收；一回收鉭步驟，經上述最佳銀浸漬溶蝕過濾後所得之含鉭濾渣，則以飽和氫氧化鈉溶液，在100℃以下予以浸漬至少8個小時，以進行除矽處理，並將含鉭濾渣中所含矽成分溶出，以富集除矽後增加鉭產品中之鉭含量。

所述廢鉭電容器回收銀、鉭之方法，其中該前處理步驟中的粉末設為小於50目數(0.297mm)，但不以此操作條件為限。

所述廢鉭電容器回收銀、鉭之方法，其中在該回收銀之浸漬溶蝕步驟中所使用硝酸溶液3N~5N，所使用鹽酸溶液濃度設為11N~12N，但不以此操作條件為限。

所述廢鉭電容器回收銀、鉭之方法，其中在該回收銀步驟中所使用的浸漬固液比條件設為1.5g/50ml~5g/50ml，最佳設為3g/50ml。

所述廢鉭電容器回收銀、鉭之方法，其中在該回收銀之沉澱步驟中所使用鹽酸沉澱溶液的含量設為2ml/20ml的最佳銀浸漬液的含量。

所述廢鉭電容器回收銀、鉭之方法，其中在該回收銀步驟中所使用沉澱法的最佳操作溫度設為27℃。

所述廢鉭電容器回收銀、鉭之方法，其中在該回收鉭之除矽步驟中所使用浸漬固液比條件設為0.5g/250ml~2g/250ml，最佳設為1g/250ml。

所述廢鉭電容器回收銀、鉭之方法，其中在該回收鉭步驟中，一次除矽的鉭產品中之鉭富集增加率為37.12%，二次除矽的鉭產品中之鉭富集增加率為57.90%。

本發明運用上述技術手段，可以達到如下功效：

1.近年來我國電子業蓬勃發展，貴金屬「銀」及稀有金屬「鉭」需求量大增，由於我國缺乏天然銀、鉭等天然金屬資源，必須仰賴國外進口，故本發明廢鉭電容器回收銀、鉭之方法極具價值，其所回收銀、鉭等金屬產品，可以供應國內外市場使用。

2.本發明的廢鉭電容器回收方法相當簡化，各步驟流程的操作條件簡單，可降低其回收成本，而且免用腐蝕性強的王水來回收銀、鉭等金屬資源；換言之，不需要用使用高危險的化學物質來處理，故本發明方法屬於低汙染性且友善環境的綠色回收技術，符合綠能環保之現代化趨勢。

A:廢鉭電容器回收銀、鉭之方法

a、b、c、d:步驟

圖1：係為本發明廢鉭電容器回收銀、鉭之方法之步驟流程圖。

圖2：係為本發明廢鉭電容器回收銀、鉭之方法之具體的、較佳操作條件的流程示意圖。

本發明涉及一種廢鉭電容器回收銀、鉭之方法A，如圖1及圖2所示，係主要提供廢鉭電容器之回收銀、鉭等金屬產品，使用本發明回收技術可以達到回收率較高的銀、鉭等金屬材，其中本發明的回收方法係包含有：一前處理步驟a、一除鐵處理步驟b、一回收銀步驟c及一回收鉭步驟d。

所述前處理步驟a，如圖1及圖2所示，係先對廢鉭電容器進行焙燒、研磨及篩分處理；換言之，將所收集到廢鉭電容器先進行焙燒，焙燒作業完成後在進行研磨成粉狀，再將粉末進行篩分，而粉末最佳的細度為50網目(mesh)以下，即其粒徑大約為0.297mm以下。

所述除鐵處理步驟b，如圖1及圖2所示，係對經上述步驟處理後的廢鉭電容器粉末進行除鐵處理，其除鐵處理方式係以使用磁鐵方式，以磁性將鐵金屬從粉末吸出。

所述回收銀步驟c，如圖1及圖2所示，再將除鐵後的廢鉭電容器粉末放入70℃以下的硝酸溶液，且浸漬至少3個小時，而將該廢鉭電容器粉末所內含銀予以100%完全浸漬溶蝕成最佳銀浸漬液中；再將此最佳銀浸漬液，再以鹽酸溶液且以27℃的操作溫度來沉澱至少3小時，以達成銀沉澱且100%完全回收；進一步，該回收銀步驟c中所使用硝酸溶液3N~5N(最佳為4N硝酸溶液)，所使用鹽酸溶液濃度設為11N~12N(最佳為12N鹽酸溶液)，而所使用鹽酸溶液的含量設為1/10的最佳銀浸漬液的含量，即每20ml最佳銀浸漬液使用2ml的鹽酸溶液來沉澱銀，另所使用的浸漬固液比條件設為1.5g/50ml~5g/50ml(最佳設為3g/50ml)。

所述回收鉭步驟d，經上述最佳銀浸漬溶蝕過濾後所得之含鉭濾渣，則以飽和氫氧化鈉溶液，在100℃以下予以浸漬至少8個小時，以進行除矽處理，並將含鉭濾渣中所含矽成分溶出，以富集含鉭濾渣中之鉭含量，以獲得最終鉭產品，此鉭產品中鉭之富集增加率為37.12%，若再以同樣方式進行二次除矽，則鉭產品中之鉭富集增加率為57.90%；進一步，所使用浸漬固液比條件設為0.5g/250ml~2g/250ml(最佳設為1g/250ml)。

藉由上述步驟構成本發明廢鉭電容器回收銀、鉭之方法A，如圖2所示者，其所提供最佳回收流程如下：首先將收集廢鉭電容，予以焙燒研磨除鐵後，再以4N硝酸、固液比3g/50ml、70℃下予以浸漬3小時，以將100%之銀予以浸漬溶蝕至最佳銀浸漬液中。再將此最佳銀浸漬液，以鹽酸沉澱3小時，以達成100%之銀沉澱回收。而經銀浸漬溶蝕過濾後所得之含鉭濾渣，則以飽和氫氧化鈉、固液比1g/250ml、100℃下予以浸漬8小時，進行除矽以將含鉭濾渣中之矽成分溶出，以富集除矽後鉭產品中之鉭含量，經檢測得知除矽後，鉭產品中之鉭富集增加率為37.12%。

本發明係關於一種「廢鉭電容器回收銀、鉭之方法」，且其各實施例的構成結構、製程均未曾見於諸書刊或公開使用，誠符合專利申請要件，懇請鈞局明鑑，早日准予專利，至為感禱；需陳明者，以上所述乃是本案之具體實施例及所運用之技術原理，若依本案之構想所作之改變，其所產生之功能作用仍未超出說明書及圖式所涵蓋之精神時，均應在本案之範圍內，合予陳明。

A:廢鉭電容器回收銀、鉭之方法

a、b、c、d:步驟

Claims

一種廢鉭電容器回收銀、鉭之方法，係包含有：一前處理步驟，係先對廢鉭電容器進行焙燒、研磨及篩分處理；一除鐵處理步驟，係對經上述步驟處理後的廢鉭電容器粉末進行除鐵處理；一回收銀步驟，再將除鐵後的廢鉭電容器粉末放入70℃以下的硝酸溶液，其浸漬固液比條件設為1.5g/50ml~5g/50ml，且浸漬至少3個小時，而將所內含銀予以完全浸漬溶蝕成最佳銀浸漬液中；再將此最佳銀浸漬液，以加入1/10的最佳銀浸漬液含量的鹽酸溶液，並設定操作溫度為27℃，沉澱至少3小時，以達成銀沉澱且100%完全回收；一回收鉭步驟，經上述最佳銀浸漬溶蝕過濾後所得之含鉭濾渣，則以飽和氫氧化鈉溶液，其浸漬固液比條件設為0.5g/250ml~2g/250ml，在100℃以下予以浸漬至少8個小時，以進行除矽處理，並將含鉭濾渣中所含矽成分溶出，以富集除矽後增加鉭產品中之鉭含量。
如請求項1所述廢鉭電容器回收銀、鉭之方法，其中該前處理步驟中的粉末設為小於50目數(0.297mm)。
如請求項1所述廢鉭電容器回收銀、鉭之方法，其中在該回收銀步驟中所使用硝酸溶液3N~5N，所使用鹽酸溶液濃度設為11N~12N。
如請求項1所述廢鉭電容器回收銀、鉭之方法，其中在該回收鉭步驟中，一次除矽的鉭產品中之鉭富集增加率為37.12%，二次除矽的鉭產品中之鉭富集增加率為57.90%。
如請求項1所述廢鉭電容器回收銀、鉭之方法，其中在該除鐵處理步驟中，以磁吸方式進行除鐵。