一種從廢舊手機(jī)電子元器件中回收鈀（Pd）的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從廢舊手機(jī)電子元器件中回收鈀（Pd）的方法，包括步驟：（1）將廢舊手機(jī)電子元件進(jìn)行機(jī)械破碎；（2）實(shí)現(xiàn)非金屬物料和含Pd的金屬物料的分離，并將金屬物料研磨至100目以上；（3）將含金屬Pd粉末加入到含有HCl?CuCl2?NaClO體系的反應(yīng)器中獲得浸Pd液；（4）將浸Pd液抽濾得到含Pd濾液和濾渣；（5）向含Pd溶液中加入TOA?TBP?磺化煤油體系萃取Pd得到含Pd富集有機(jī)相；（6）向含Pd有機(jī)相中加入氨水還原，分液及水相過濾后加入鹽酸，得到Pd(NH3)2Cl2固體。本發(fā)明具有高效環(huán)保、工藝適應(yīng)性強(qiáng)、資源綜合利用率高、應(yīng)用前景廣闊等特點(diǎn)，可創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境及社會效益。
【專利說明】
—種從廢舊手機(jī)電子元器件中回收鈀(Pd)的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于二次資源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種廢舊手機(jī)電子元器件中高效環(huán)?；厥这Z(Pd)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著科技的提高和發(fā)展以及社會對于電子產(chǎn)品性能的追求，電子產(chǎn)品更新不斷加快，這也預(yù)示著電子產(chǎn)品被淘汰的速度日趨嚴(yán)重。電子產(chǎn)品每年理論報(bào)廢量超過5000萬臺，并且以年均20%的速度增長。而手機(jī)的使用壽命尤為短，手機(jī)作為人們所使用最廣的電子產(chǎn)品，其廢棄量更不容忽視。據(jù)工信部統(tǒng)計(jì)，2015年I月國內(nèi)手機(jī)用戶數(shù)量達(dá)到12.35億，是世界第一手機(jī)使用大國。
[0003]電子廢棄物中雖然含有對人類健康造成危害的物質(zhì)(鎘、鹵化物阻燃劑等)，但電子產(chǎn)品在制造過程中為了達(dá)到各種性能使用了大量的貴重金屬。有研究顯示，廢棄線路板大約可以占到電子垃圾總量的3%，線路板含非金屬70% (包括塑料、玻璃纖維等)，銅16%，焊料4%，鐵3%，鎳2%，銀0.05%，金0.03%，鈀0.01%，而不足線路板總重的1%的貴金屬卻集中了其超過80%的商業(yè)價(jià)值。將蘊(yùn)含豐富稀貴金屬的電子廢棄物中稀貴金屬回收利用，不僅使稀貴金屬得到充分的回收利用，而且可以減少礦山的開采，減少環(huán)境污染。與從金屬礦山開采加工相比，從廢棄線路板中提煉各種稀貴金屬要容易得多。
[0004]目前國內(nèi)外對于手機(jī)元器件中金屬鈀的回收并沒有專門的研究，主要集中于電子廢棄物線路板中金屬回收這一塊，回收技術(shù)已經(jīng)不只是使用單一的技術(shù)方法，多采用多種技術(shù)聯(lián)合?；静捎梦锢頇C(jī)械法進(jìn)行預(yù)處理，后采用火法處理技術(shù)、濕法處理技術(shù)和生物處理技術(shù)。機(jī)械物理法由于其無法將各金屬單獨(dú)回收，只能是作為金屬富集前處理技術(shù);火法處理過程中無法避免二噁英、溴化物等有毒有害物質(zhì)和異味的產(chǎn)生，較難收集與處理，逸入大氣中會對空氣造成污染，危害人體健康。容易造成二次污染且投資較大;而生物處理技術(shù)的研究相對較少，由于其微生物存活條件苛刻、處理周期長，難以達(dá)到工業(yè)化的要求。
[0005]鈀在電子廢棄物中含量低，回收比較困難，從廢舊手機(jī)電子元件中回收鈀的方法主要可分為火法和濕法兩大類?；鸱ㄊ菍⒑F金屬的電子廢料進(jìn)行高溫熔煉，使貴金屬富集在一般金屬中，再用電解法或濕法加以回收。目前應(yīng)用比較普遍的是濕法，即將貴金屬浸出到溶液中形成離子狀態(tài)，然后從溶液中提取出來，由此形成了各種不同的提取工藝。概括起來主要是:硝酸或王水溶解，然后分別用溶劑萃取法、陰離子樹脂交換法、丁基黃藥法、氯化銨沉淀法等。其主要工藝流程如下圖1所示。
[0006]現(xiàn)階段對于Pd的回收工藝研究較少，基本采用以上的工藝流程，火法灼燒無法避免的帶來大氣污染，而采用硝酸、王水等強(qiáng)酸浸出，污染嚴(yán)重，易腐蝕設(shè)備;而氯化銨沉淀只適用于高含量Pd;采用溶劑萃取，現(xiàn)階段所使用Pd的萃取劑大多價(jià)格較貴;采用離子交換法時(shí)，交換樹脂易老化，成本高。
[0007]本發(fā)明所提供的HCl-CuCl2-NaC10體系浸Pd方法能夠填補(bǔ)現(xiàn)今廢舊手機(jī)電子元件中Pd回收技術(shù)空白，采用TOA-TBP-磺化煤油萃取體系具有高萃取率、低成本的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明所提供的浸出體系與萃取體系具有高效環(huán)保、工藝適應(yīng)性強(qiáng)、資源綜合利用率高、應(yīng)用前景廣闊等特點(diǎn)，可創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境及社會效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種從廢舊手機(jī)電子元器件中回收Pd的方法，解決現(xiàn)階段廢舊手機(jī)電子元件中高污染、高危害酸法回收Pd的難題，其能實(shí)現(xiàn)對廢舊手機(jī)電子元件中的貴金屬Pd及其它多種有價(jià)成分的清潔高效回收。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
一種從廢舊手機(jī)電子元器件中回收鈀(Pd)的方法，該回收鈀(Pd)的方法分為預(yù)處理，HCl-CuCl2-NaC10體系浸Pd，TOA-TBP-磺化煤油體系萃取Pd和氨水還原、鹽酸沉淀Pd四部分，具體包括如下步驟:
(1)將廢舊手機(jī)電子元件進(jìn)行機(jī)械破碎；
(2)將步驟(I)中所獲的電子元件粉末進(jìn)行物理分選，實(shí)現(xiàn)含環(huán)氧樹脂為主的非金屬物料和含Pd的金屬物料的分離，接著將金屬物料研磨至100目以上；
(3)將步驟(2)中所得的含金屬Pd粉末加入到含有HCl-CuCl2-NaC10體系的反應(yīng)器中，控制反應(yīng)溫度浸?(1，獲得浸?(1液，所述!1(:1-(:11(:12-似(:10體系按質(zhì)量百分比包括93.55%的HCl、5.23%的CuCl2、I.22%的NaClO，其中HCl的濃度為2mol/L;
(4)將步驟(3)中所得的浸Pd液倒入抽濾裝置，獲得到含Pd濾液和濾渣；
(5)將步驟(4)中的含Pd溶液中加入TOA-TBP-磺化煤油體系萃取Pd，分液后得到含Pd富集有機(jī)相，所述TOA-TBP-磺化煤油體系按體積百分比包括4%的Τ0Α、16%的TBP、80%的磺化煤油；
(6)將步驟(5)中含Pd有機(jī)相中加入氨水還原，靜置分液，水相過濾后加入鹽酸，得到Pd(NH3)2Cl2固體，有機(jī)相可多次萃取后經(jīng)過高溫蒸餾的方式再生利用。
[0010]進(jìn)一步地，所述步驟(I)中，采用包括錘式破碎機(jī)、圓盤粉碎機(jī)及萬能破碎機(jī)的組合，實(shí)現(xiàn)廢舊手機(jī)電子元器件的粉碎。
[0011]進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，采用包括風(fēng)選、浮選、電磁分選中的單一分選方式或其組合，實(shí)現(xiàn)廢舊手機(jī)電子元件中非金屬物料與金屬物料的分離。
[0012]進(jìn)一步地，所述步驟(3)中，對含金屬Pd粉末采用HCl-CuCl2-NaC10體系浸取Pd，控制溫度為80°C、固液比1:50、攪拌器400轉(zhuǎn)/分鐘、浸取時(shí)間為3h。
[0013]進(jìn)一步地，所述的反應(yīng)器為耐酸密閉性反應(yīng)器，同時(shí)設(shè)置有酸性氣體吸收處理裝置。
[0014]進(jìn)一步地，所述步驟(4)的抽濾裝置采用真空抽濾裝置，實(shí)現(xiàn)含Pd溶液和濾渣的分離。
[0015]進(jìn)一步地，所述步驟(5)中，TOA-TBP-磺化煤油體系萃取Pd采用機(jī)械攪拌，反應(yīng)時(shí)間為5min，靜置30min分液，獲得含Pd富集有機(jī)相。
[0016]進(jìn)一步地，所述步驟(6)中，采用濃度為0.lmol/L的氨水還原有機(jī)相中Pd，采用濃度為2mol/L的鹽酸沉淀氨水中的Pd，得到含Pd產(chǎn)品。
[0017]進(jìn)一步地，所述步驟(6)中，加入氨水還原前還包括步驟:使用2mol/L HCl水洗三次有機(jī)相，水洗有機(jī)相是因?yàn)檩腿r(shí)可能會將一些其他金屬也同時(shí)萃取，鹽酸水洗后可以將有機(jī)相中其他賤金屬去除。
[0018]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
(I)本發(fā)明提供的廢舊手機(jī)電子元件的預(yù)處理工藝是采用物理破碎與分選技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)廢舊手機(jī)電子元件中非金屬物料與金屬物料的分離。工藝流程相對簡單，金屬富集效果好，具有顯著的環(huán)境效益和社會效益。
[0019](2)本發(fā)明所采用的HCl-CuCl2-NaC10浸Pd體系，與現(xiàn)有的火法、酸化法及其它浸Pd體系相比，具有環(huán)保、低毒、穩(wěn)定性好、浸出時(shí)間快及浸出率高等優(yōu)勢。
[0020](3)本發(fā)明所采用TOA-TBP-磺化煤油萃取Pd體系，萃取劑價(jià)格相對低廉，大大降低了萃取成本，具有萃取效率高，用量少等優(yōu)點(diǎn)。
[0021 ] (4)本發(fā)明所提供回收Pd的方法，Pd的浸出率約為94%，浸出率較高，萃取還原Pd的效率可達(dá)98%，Pd的總回收率約為92.12%，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0022]圖1是現(xiàn)有工藝系統(tǒng)流程圖。
[0023]圖2是本發(fā)明工藝系統(tǒng)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合實(shí)施例旨在進(jìn)一步說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。
實(shí)施例
[0025]一種從廢舊手機(jī)電子元器件中回收鈀(Pd)的方法，該回收鈀(Pd)的方法分為預(yù)處理，HCl-CuCl2-NaC10體系浸?(1，1'(^(三正辛胺)48?(磷酸三丁酯)-磺化煤油體系萃取?(1和氨水還原、鹽酸沉淀Pd四部分，具體包括如下步驟:
(1)隨機(jī)選取500部廢舊手機(jī)，手工拆解后取下電路板，采用熱風(fēng)槍將電路板上的手機(jī)元器件吹落，采用顎式破碎機(jī)及球磨機(jī)將廢舊手機(jī)電子元件破碎成粉末；
(2)將步驟(I)中所獲的電子元件粉末進(jìn)行物理分選，分別得到約500g金屬粉末與約1500 g環(huán)氧樹脂粉末，實(shí)現(xiàn)含環(huán)氧樹脂為主的非金屬物料和含Pd的金屬物料的分離，接著將金屬物料研磨至100目以上；
(3)將步驟(2)中所得的含金屬Pd粉末稱取4g加入到含有190mL2mol/L HCl的機(jī)械攪拌反應(yīng)器中，并同時(shí)加入2.56g CuCl2UOmL NaC1，控制溫度80°C、固液比1: 50、攪拌器在400轉(zhuǎn)/分鐘條件下浸取反應(yīng)3h，濕法浸出作業(yè)要求在耐酸密閉性能良好的反應(yīng)器中進(jìn)行，該反應(yīng)器需配備有酸性氣體的吸收處理裝置；
(4)將步驟(3)中所得的浸Pd液倒入真空抽濾裝置，獲得到含Pd濾液和濾渣，測定得到Pd的浸出率約為94%;
(5 )將步驟(4)中的含Pd溶液中加入TOA-TBP-磺化煤油體系中，所述TOA-TBP-磺化煤油體系按體積百分百包括4%的Τ0Α、16%的TBP、80%的磺化煤油，0/A為1:10，常溫下，400轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌器下攪拌5min后靜置半小時(shí)分液后得到含Pd富集有機(jī)相；
(6)將步驟(5)中含Pd有機(jī)相加入0.lmol/L氨水還原，靜置分液，水相過濾后加入等體積的2mol/L鹽酸，得到Pd(NH3)2Cl2固體，有機(jī)相可多次萃取后經(jīng)過高溫蒸餾的方式再生利用。
[0026]具體而言，所述步驟(2)中，采用包括風(fēng)選、浮選、電磁分選中的單一分選方式或其組合，實(shí)現(xiàn)廢舊手機(jī)電子元件中非金屬物料與金屬物料的分離。
[0027]具體而言，所述步驟(6)中，加入氨水還原前還包括步驟:使用2mol/L HCl水洗三次有機(jī)相，水洗有機(jī)相是因?yàn)檩腿r(shí)可能會將一些其他金屬也同時(shí)萃取，鹽酸水洗后可以將有機(jī)相中其他賤金屬去除。
[0028]本實(shí)施例的Pd的還原率約為98%，Pd的總回收率約為92.12%。
[0029]以上說明及所示的實(shí)施例，不可解析為限定本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想。在本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域持有相同知識者可以將本發(fā)明的技術(shù)性思想以多樣的形態(tài)改良變更，如不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域結(jié)合原料的種類和Pd含量的不同，可在本系統(tǒng)核心工藝的基礎(chǔ)上對該工藝體系適當(dāng)選擇選用，這樣的改良及變更應(yīng)理解為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種從廢舊手機(jī)電子元器件中回收鈀(Pd)的方法，其特征在于，該回收鈀(Pd)的方法分為預(yù)處理，此1-(:11(:12-他(:10體系浸?(1，1'(^48?-磺化煤油體系萃取?(1和氨水還原、鹽酸沉淀Pd四部分，具體包括如下步驟: (1)將廢舊手機(jī)電子元件進(jìn)行機(jī)械破碎； (2)將步驟(I)中所獲的電子元件粉末進(jìn)行物理分選，實(shí)現(xiàn)含環(huán)氧樹脂為主的非金屬物料和含Pd的金屬物料的分離，接著將金屬物料研磨至100目以上； (3)將步驟(2沖所得的含金屬Pd粉末加入到含有HCl-CuCl2-NaC10體系的反應(yīng)器中，控制反應(yīng)溫度浸Pd，獲得浸Pd液，所述HCl-CuCl2-NaC10體系按質(zhì)量百分比包括93.55%的HCl、5.23%的CuCl2、I.22%的NaClO，其中HCl的濃度為2mol/L; (4)將步驟(3)中所得的浸Pd液倒入抽濾裝置，獲得到含Pd濾液和濾渣； (5)將步驟(4)中的含Pd溶液中加入TOA-TBP-磺化煤油體系萃取Pd，分液后得到含Pd富集有機(jī)相，所述TOA-TBP-磺化煤油體系按體積百分比包括4%的Τ0Α、16%的TBP、80%的磺化煤油； (6)將步驟(5)中含Pd有機(jī)相中加入氨水還原，靜置分液，水相過濾后加入鹽酸，得到Pd(NH3)2Cl2 固體。2.如權(quán)利要求1所述從廢舊手機(jī)電子元器件中回收鈀(Pd)的方法，其特征在于:所述步驟(I)中，采用包括錘式破碎機(jī)、圓盤粉碎機(jī)及萬能破碎機(jī)的組合，實(shí)現(xiàn)廢舊手機(jī)電子元器件的粉碎。3.如權(quán)利要求1所述從廢舊手機(jī)電子元器件中的回收鈀(Pd)方法，其特征在于:所述步驟(2)中，采用包括風(fēng)選、浮選、電磁分選中的單一分選方式或其組合，實(shí)現(xiàn)廢舊手機(jī)電子元件中非金屬物料與金屬物料的分離。4.如權(quán)利要求1所述從廢舊手機(jī)電子元器件中回收鈀(Pd)的方法，其特征在于:所述步驟(3)中，對含金屬Pd粉末采用HCl-CuCl2-NaC10體系浸取Pd，控制溫度為80°C、固液比1:50、攪拌器400轉(zhuǎn)/分鐘、浸取時(shí)間為3h。5.如權(quán)利要求1所述從廢舊手機(jī)電子元器件中回收鈀(Pd)的方法，其特征在于:所述的反應(yīng)器為耐酸密閉性反應(yīng)器，同時(shí)設(shè)置有酸性氣體吸收處理裝置。6.如權(quán)利要求1所述從廢舊手機(jī)電子元器件中回收鈀(Pd)的方法，其特征在于:所述步驟(4)的抽濾裝置采用真空抽濾裝置，實(shí)現(xiàn)含Pd溶液和濾渣的分離。7.如權(quán)利要求1所述從廢舊手機(jī)電子元器件中回收鈀(Pd)的方法，其特征在于:所述步驟(5)中，TOA-TBP-磺化煤油體系萃取Pd采用機(jī)械攪拌，反應(yīng)時(shí)間為5min，靜置30 min分液，獲得含Pd富集有機(jī)相。8.如權(quán)利要求1所述從廢舊手機(jī)電子元器件中回收鈀(Pd)的方法，其特征在于:所述步驟(6)中，采用濃度為0.lmol/L的氨水還原有機(jī)相中Pd，采用濃度為2mol/L的鹽酸沉淀氨水中的Pd，得到含Pd產(chǎn)品。9.如權(quán)利要求1所述從廢舊手機(jī)電子元器件中回收鈀(Pd)的方法，其特征在于:所述步驟(6)中，加入氨水還原前還包括步驟:使用2mol/L HCl水洗三次有機(jī)相。
【文檔編號】C22B11/00GK105907976SQ201610515116
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】張小平, 丁江鈴, 朱亞茹
【申請人】華南理工大學(xué)