一種從電子廢棄物中回收有價金屬的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子廢棄物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種從電子廢棄物中回收有價金屬的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電子廢棄物又稱電子垃圾，是指被廢棄不再使用的電器或電子設(shè)備，主要包括電冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)、電視機(jī)等家用電器和計(jì)算機(jī)等通訊電子產(chǎn)品等電子科技的淘汰品。電子廢棄物并不是廢物，而是有待開發(fā)的第二資源，具有很高的回收利用價值。電子廢棄物中所蘊(yùn)含的金屬，尤其是貴金屬，其品位是天然礦藏的幾十倍甚至幾百倍，回收成本一般低于開采自然礦床。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，從原礦中開采I噸銀需要約30萬美元，而從電子廢棄物中回收I噸銀僅需I萬美元，所以電子廢棄物具有很高的潛在價值，蘊(yùn)藏著巨大的商機(jī)，回收利用前景十分廣闊。
[0003]銀銅復(fù)合材料是目前應(yīng)用普遍、性能優(yōu)良的電子材料，它具有高導(dǎo)電性、高抗磨損性、高抗蝕性、低電阻率，良好的導(dǎo)熱性以及優(yōu)良的可加工性能等，在電子器件、五金工具等方面得到廣泛應(yīng)用；同時，其也隨著電器或電子設(shè)備的淘汰，而成為電子廢棄物中的主要部分。其中，印刷電路板(PCB)作為廢棄家電中的關(guān)鍵部件，是成分最復(fù)雜的部分，也是電子廢棄物中稀貴金屬的主要二次資源。電路板中的金屬品位相當(dāng)于普通礦物中金屬品位的幾十倍至上百倍，金屬的含量高達(dá)40%，最多的是銅，也不乏銀這樣的貴金屬，其回收和資源化問題已成為急需解決的熱點(diǎn)問題。
[0004]目前，針對銅基含銀電子廢棄物的回收方法主要有以下三種:
[0005]一、物理方法，主要分為以下兩大類:一類是火法回收處理，即采用焚燒的方法將廢料進(jìn)行焙燒，將有機(jī)物除去，留下金屬，然后再進(jìn)行一系列處理。該方法的缺點(diǎn)是能耗高并極易產(chǎn)生有毒有害污染物，同時玻璃纖維強(qiáng)化樹脂等非金屬被白白浪費(fèi)掉。另一類是機(jī)械處理，見報(bào)道的主要是兩級破碎、靜電分選、金屬回收和非金屬材料的再利用。該方法主要存在的問題時破碎過程中有機(jī)高分子材料不易破碎且包覆金屬物質(zhì)，導(dǎo)致提取率低，并且分離后金屬仍需進(jìn)一步處理，工藝長，設(shè)備多。
[0006]二、生物處理法，其基本原理是利用微生物或其代謝產(chǎn)物與電子廢棄物中的金屬相互作用，從而實(shí)現(xiàn)有價金屬的回收，見報(bào)道的有硫桿菌、氧化鐵硫桿菌、黑曲霉、青霉菌等細(xì)菌。生物處理技術(shù)工藝簡單，安全、清潔，對環(huán)境影響小，但是目前可利用的菌種少，培養(yǎng)周期長，距離工業(yè)生產(chǎn)還有很長的路要走。
[0007]三、濕法處理，即采用硫酸和硝酸等對電子廢料進(jìn)行浸出。該法浸出率高，可制得各種金屬鹽，但該法缺乏選擇性，浸出液需高強(qiáng)度的分離提純工藝，導(dǎo)致總體收率降低，成本上升，并且浸出后殘酸濃度高，再利用困難。
[0008]上述方法各有利弊，但是都存在工藝復(fù)雜、投資成本高、有價金屬回收率低的缺點(diǎn)，難以滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種從電子廢棄物中回收有價金屬的方法，工藝簡單，成本低，有價金屬回收率高。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0011]—種從電子廢棄物中回收有價金屬的方法，包括下列步驟:
[0012]I)電子廢棄物浸入硫酸中，得混合物A ;
[0013]2)將步驟I)所得混合物A升溫至40?60°C后，通入臭氧進(jìn)行反應(yīng)，每Ikg電子廢棄物對應(yīng)通入臭氧的量不低于2L/h，反應(yīng)時間不低于2h ;反應(yīng)結(jié)束后，得混合物B ;
[0014]3)將步驟2)所得混合物B進(jìn)行固液分離，所得液體即為硫酸銅溶液。
[0015]上述的從電子廢棄物中回收有價金屬的方法，步驟3)還可以為:將步驟2)所得混合物B中的電子廢料基體揀出后，再對剩余的混合物進(jìn)行固液分離，固液分離所得液體即為硫酸銅溶液；將固液分離所得固體加入硝酸進(jìn)行浸提，后固液分離，所得液體即為硝酸銀溶液。
[0016]所述的從電子廢棄物中回收有價金屬的方法中，所述電子廢棄物為含銅電子廢棄物或含銅銀電子廢棄物；優(yōu)選的所述電子廢棄物為銅基含銀電子廢棄物。
[0017]步驟I)中，待處理的電子廢棄物在酸浸前無需進(jìn)行粉碎處理。不進(jìn)行粉碎處理，既避免了有機(jī)高分子材料難以粉碎的問題，又防止粉碎后的高分子材料包覆金屬物質(zhì)導(dǎo)致其提取率低的冋題。
[0018]步驟I)中，所述硫酸的質(zhì)量濃度為40%?60%。一般情況下，硫酸質(zhì)量濃度過高如超過60%，浸出后的殘酸濃度過高，回收處理比較困難；硫酸質(zhì)量濃度如低于40%，浸出率降低，浸出時間較長。
[0019]步驟I)中，按照固液比(g/ml)為1:1?2的比例使電子廢棄物浸入硫酸中。在該固液比條件下，既能保證有價金屬浸出完全，又不過多的浪費(fèi)硫酸。
[0020]步驟2)中，反應(yīng)溫度必須控制在40?60°C之間，溫度過高會導(dǎo)致臭氧分解過快而未能起到應(yīng)有的作用，溫度過低則反應(yīng)速度低會導(dǎo)致臭氧未參與反應(yīng)即逸出。
[0021]步驟2)中，所述臭氧從混合物A底部通入。通入臭氧的量應(yīng)?兩足:每Ikg電子廢棄物對應(yīng)通入臭氧的量不低于2L/h，以保證有價金屬(銅)反應(yīng)完全。反應(yīng)時間不低于2h以保證有價金屬(銅)完全溶解至溶液。所述臭氧可采用臭氧發(fā)生器制備。相對于現(xiàn)有技術(shù)中的硝酸或過氧化氫等氧化劑，本發(fā)明采用臭氧作為氧化劑，氧化效果好，制備簡單，且對操作人員的健康無危害，對環(huán)境無污染。
[0022]步驟2)中，反應(yīng)過程中對體系進(jìn)行攪拌。所述攪拌優(yōu)選在體系底部進(jìn)行，底部攪拌可確保臭氧分散均勻。
[0023]所述攪拌的轉(zhuǎn)速為100?300rpm。
[0024]將混合物B中的電子廢料基體揀出中，所述的電子廢料基體是指非金屬材料基體；一般情況下，所述電子廢料基體是高分子材料基體。從混合物B中揀出電子廢料基體的方法為人工分揀，或采用濾網(wǎng)進(jìn)行過濾分離；優(yōu)選的，視基體顆粒大小采用10?20目的濾網(wǎng)進(jìn)行過濾分離。將混合物B中的電子廢料基體揀出后，對剩余的混合物進(jìn)行固液分離，固液分離所得固體為未溶解的銀鍍層、銀基體及少量的硫酸銀沉淀。
[0025]上述方法中，所述固液分離的方法為過濾。優(yōu)選的，采用定性濾紙進(jìn)行過濾，或采用與定性濾紙相同孔徑的工業(yè)濾材進(jìn)行過濾。
[0026]所述硝酸是質(zhì)量濃度為65%?68%的濃硝酸與水按照體積比為1:1的比例混合制成的混合液(即為1:1硝酸)。硝酸浸提在常溫下進(jìn)行。
[0027]所述硝酸的用量為=HNO3與固液分離所得固體中銀元素的摩爾比為I?1.2:1。
[0028]本發(fā)明的從電子廢棄物中回收有價金屬的方法，是將電子廢棄物浸入硫酸中，通入臭氧進(jìn)行反應(yīng)浸出后，固液分離所得液體即為硫酸銅溶液；該方法采用濕法氧化浸出過程，以硫酸為反應(yīng)介質(zhì)，以臭氧作為氧化劑，實(shí)現(xiàn)有價金屬與非金屬材料的分離，在較低酸度和溫度調(diào)節(jié)下對銅進(jìn)行浸出(銀只有少量浸出)，將電子廢棄物中的有價金屬制成相應(yīng)的金屬鹽使其得到回收。本發(fā)明的從電子廢棄物中回收有價金屬的方法，待處理的電子廢棄物在酸浸前無需進(jìn)行粉碎處理，且該方法在低溫、常壓下進(jìn)行，無需使用高壓釜等特殊設(shè)備，相對投資少，運(yùn)行費(fèi)用低；工藝簡單，流程短，能耗低，生產(chǎn)成本低，有價金屬回收率高，銅的浸出率高達(dá)99.1%以上，適合規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；該方法所用的臭氧不會污染環(huán)境，在浸出過程中也不會產(chǎn)生二氧化硫等污染物，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
[0029]進(jìn)一步的，在固液分離回收硫酸銅溶液之后，對固液分離所得固體采用硝酸浸提制備硝酸銀；該方法采用濕法氧化分步浸出的工藝，實(shí)現(xiàn)了在較低溫度和酸度下對銅銀電子廢棄物中有價金屬銅、銀分別進(jìn)行浸出，制得硫酸銅和硝酸銀；該方法可同時回收銅、銀兩種稀貴金屬，工藝路徑簡單，流程短，生產(chǎn)規(guī)模大小可控，有價金屬回收率高，銀的浸出率高達(dá)99.0%以上；在浸出過程中也不會產(chǎn)生二氧化氮等污染物，為含銅銀電子廢棄物的開發(fā)利用提供了極為有效且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的途徑。
【附圖