一種分離廢電路板中兩性金屬的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于廢棄資源回收技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用梯級堿溶液分離廢棄電路 板中兩性金屬的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著電子產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快，我國產(chǎn)生了大量的電子廢棄物。這些電 子廢棄物成分復(fù)雜、有毒化學(xué)物質(zhì)含量較多，如果直接填埋，其中的重金屬會對土壤以及水 資源造成污染，如果直接焚燒處理，其中的有機物經(jīng)過焚燒會釋放出像二噁英、呋喃等有害 氣體，對自然環(huán)境和人體造成危害。此外，電子廢棄物中含有大量可回收利用的金屬，如鋁、 銅、鉛、鋅、貴金屬(金、銀）、鉑族金屬，這些金屬元素種類豐富，品位高，極具有回收價值。隨 著全球資源短缺，高堿資源的回收利用逐漸成為關(guān)注的焦點。電子廢棄物，作為重要的"城 市礦山"，也越發(fā)受到人們的關(guān)注。
[0003][0004] 目前國內(nèi)外對廢棄電路板中有價金屬的回收方法有很多，但主要是對銅及貴金屬 進(jìn)行了大量研究，對兩性金屬的分離回收研究較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服以上【背景技術(shù)】中提到的不足和缺陷，提供一 種流程簡短、金屬選擇性分離、后續(xù)處理簡單、清潔高效的利用梯級堿溶液分離廢棄電路板 中兩性金屬的方法，以實現(xiàn)兩性金屬鋁、鋅、鉛、錫與銅、貴金屬清潔高效選擇性分離。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：
[0007] -種分離廢電路板中兩性金屬的方法，包括以下步驟：
[0008] (1)將廢電路板多金屬粉末加入濃度為0.5~2mol/L的堿溶液中，在30~80°C溫度 條件下攪拌浸出后過濾，得到低堿浸出渣和低堿浸出液;鋁、鋅進(jìn)入低堿浸出液中，銅、鉛、 錫及貴金屬進(jìn)入低堿浸出渣中；
[0009] (2)將所述低堿浸出渣加入濃度為1~4mo 1/L的堿溶液中，同時加入理論量(將鉛 和錫全部反應(yīng)完全所需的用量）1~10倍的氧化劑，在30~80°C的溫度條件下攪拌浸出后過 濾，得到高堿浸出渣及高堿浸出液;鉛、錫進(jìn)入高堿浸出液，銅及貴金屬進(jìn)入高堿浸出渣。
[0010] 上述的方法，優(yōu)選的，所述步驟（1)中，浸出的時間為30~120min;堿溶液與廢電路 板多金屬粉末的液固質(zhì)量比為（10~20): 1。
[0011] 上述的方法，優(yōu)選的，所述步驟（1)中，堿溶液的濃度為1~2mol/L，浸出時溫度為 40~60°C，浸出的時間為30~90min。
[0012] 上述的方法，優(yōu)選的，所述步驟(2)中，堿溶液與低堿浸出渣的液固質(zhì)量比為10~ 40:1〇
[0013]上述的方法，優(yōu)選的，所述步驟(2)中，堿溶液的濃度為2~4mol/L，堿溶液與低堿 浸出渣的液固質(zhì)量比為（10~20): 1，浸出溫度為50~70°C，浸出時間為90~180min。
[0014] 上述的方法，優(yōu)選的，所述步驟(2)中，氧化劑為出02、02、似(：10、03或空氣中的一種 或幾種。
[0015] 上述的方法，優(yōu)選的，所述堿溶液為NaOH溶液或Κ0Η溶液。
[0016] 上述的方法，優(yōu)選的，在步驟（1)后的低堿浸出液中加入堿溶液后返回步驟（1)中 對廢棄電路板多金屬粉末進(jìn)行浸出，待低堿浸出液中有價金屬富集后開路回收浸出液中的 鋁和鋅(如Na 2S浸出、控制堿度結(jié)晶等方法回收）。
[0017] 本發(fā)明的基本原理:采用梯級堿溶法分離廢電路板中兩性金屬，根據(jù)兩性金屬電 化學(xué)性質(zhì)差異，對較活潑的兩性金屬(鋁、鋅)采用低堿浸出，對活潑性較弱的兩性金屬(鉛、 錫)采用高堿氧化浸出，達(dá)到兩性金屬選擇性分離。廢電路板中銅、鎳等在高堿氧化浸出過 程中有少量被氧化，但其單質(zhì)及氧化物均不與堿反應(yīng)，存在于高堿浸出渣中。貴金屬在梯級 堿溶過程中不參與反應(yīng)，也在高堿浸出渣中富集。兩段浸出液成分簡單，雜質(zhì)少，可通過簡 單的化學(xué)分離(如Na 2S浸出、控制堿度結(jié)晶等)將兩性金屬分離回收，回收產(chǎn)品純度高。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0019] (1)本發(fā)明工藝流程簡短、金屬回收效率高，鋁、鋅、鉛、錫轉(zhuǎn)化分離率均可達(dá)90 % 以上，銅在高堿渣中的富集率在99%以上，貴金屬則100%富集于高堿渣中。
[0020] (2)本發(fā)明采用梯級堿溶廢棄電路板中兩性金屬，金屬選擇性分離，浸出液成分簡 單，雜質(zhì)少，容易分離，回收制得的產(chǎn)品純度高，對設(shè)備腐蝕性小，進(jìn)而降低了生產(chǎn)成本，提 高了生產(chǎn)效率。
[0021 ] (3)本發(fā)明中的每一步浸出處理工序得到的浸出液，待有價金屬富集、分離后，處 理后液均可在該步工序中循環(huán)利用，減少了試劑消耗，同時減少了廢水處理及排放量。既有 利于提高經(jīng)濟效益，又減輕了環(huán)境負(fù)荷。
[0022] (4)本發(fā)明與火法處理廢棄電路板相比，本發(fā)明避開了有毒有害氣體生成，生產(chǎn)環(huán) 境友好。
[0023]綜上所述，本發(fā)明根據(jù)廢棄電路板有價成分特點，提出梯級堿溶處理，低堿浸出分 離鋁和鋅，高堿氧化浸出將鉛、錫與銅分離，達(dá)到兩性金屬選擇性分離目的，且二次浸出液 成分簡單，只需經(jīng)過控制堿度結(jié)晶或Na2S沉淀，即可制得純度較高的產(chǎn)品；同時相比于火法 處理廢電路板，該方法避免了二噁英等有毒有害氣體生成，與環(huán)境友好;工藝流程簡單、金 屬選擇性分離、生產(chǎn)高效清潔，適于工業(yè)化應(yīng)用。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
[0025] 圖2為本發(fā)明實施例所選用的廢電路板多金屬富集粉末的XRD圖。
[0026] 圖3為本發(fā)明實施例1得到的低堿浸出渣的XRD圖。
[0027]圖4為本發(fā)明實施例1得到的高堿浸出渣的XRD圖。
[0028]圖5為本發(fā)明實施例1得到的錫酸鈉晶體的照片。
[0029]圖6為本發(fā)明實施例4得到的錫酸鈉晶體的XRD圖。
【具體實施方式】
[0030] 為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合說明書附圖和較佳的實施例對本發(fā)明做更全 面、細(xì)致地描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下具體實施例。
[0031] 除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解含義相 同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語只是為了描述具體實施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
[0032] 除非另有特別說明，本發(fā)明中用到的各種原材料、試劑、儀器和設(shè)備等均可通過市 場購買得到或者可通過現(xiàn)有方法制備得到。
[0033] 下述實施例中選用的廢電路板多金屬富集粉末化學(xué)組成如表1所示，XRD圖如圖2 所示。
[0034] 表1廢電路板多金屬富集粉末化學(xué)組成
[0035]
[0036] 實施例1:
[0037] -種本發(fā)明的分離廢電路板中兩性金屬的方法，其工藝流程圖如圖1所示，包括以 下步驟：
[0038] (1)低堿浸出：取500g廢電路板多金屬粉末，加入濃度為2mol/L的NaOH溶液浸出 (NaOH溶液與多金屬粉末液固比為10:1)，在浸出溫度為50°C的條件下攪拌浸出30min，其中 攪拌功率為300r/min，攪拌浸出后過濾，得到低堿浸出渣和低堿浸出液。銅、鉛、錫及貴金屬 進(jìn)入低堿浸出渣中（其XRD圖如圖3所示）；鋁、鋅進(jìn)入低堿浸出液，浸出率分別為98.31%、 97.14%。在低堿浸出液中加入NaOH溶液后返回至浸出步驟循環(huán)利用，待有價金屬富集到一 定程度后，將鋁、鋅分離回收。
[0039] (2)高堿氧化浸出：取步驟（1)得到的低堿浸出渣，加入濃度為3mo 1/L的NaOH溶液 浸出（NaOH溶液與低堿浸出渣液固質(zhì)量比為15 :1)，用恒流栗控制速度（12.5ml/min)加入 1.5L濃度為30%的氧化劑H2〇2(氧化劑為理論量的6倍），在浸出溫度為50°C的條件下攪