一種回收廢電路板中銅的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種回收廢電路板中銅的方法，屬于濕法冶金技術領域。
【背景技術】
[0002]伴隨著人類文明與科技的發展進步，礦產資源的消耗量與日劇增。但由于高品位礦產資源的日益枯竭，在金屬生產過程中會出現資源緊缺的問題，這就需要人們從各種礦石以及工業廢棄物中提取金屬。
[0003]當今世界電子、電器工業快速發展，層出不窮的技術創新與持續增長的市場需求，加大了電子、電器設備的生產量，同時也加速了電子、電器設備的更新換代，導致產生了大量的廢棄電子、電器設備，隨之而來是其對環境嚴重的危害及影響。電子廢物中含有大量對人體有毒有害的化學物質如鉛、鍋、六價鉻、聚氯乙烯塑料、聚合澳化聯苯(PBB)、聚合濱化聯苯乙醚(PBDE)及濱化阻燃劑等。如果這些廢物沒有經過專業的回收處理，其中有毒有害物質經過土壤、水等途徑由植物吸收再通過食物鏈進入到人體中，最終危害到人類。但電子廢棄物又是一個資源富集體，含有豐富的金屬和非金屬資源，
對于廢電路板的回收不僅是出于其產生量巨大，對環境的嚴重危害，同時廢電路板中還含有大量的可直接利用或可再生利用的資源，例如金屬、貴重金屬和稀有金屬、樹脂和纖維材料等。以廢電腦主板而言，金屬約占45.6%，其中金屬銅就占到23.7%。銅是一種重要的有色金屬材料，在電氣、輕工、機械制造、建筑工業、攻防工業等領域具有廣泛的應用。但銅在地殼中的含量少，且儲量少。因此，無論從環境保護的角度還是從資源再利用的角度，對廢印刷電路板綜合回收利用都具有一定的社會經濟意義。
[0004]目前，常用的研宄及應用的廢電路板回收利用的工藝技術主要分為四大類: 物理法、熱處理法、濕法和生物技術法。但每種方法都有不同弊端。
[0005]物理方法是根據廢電路板中各組分物理性能的不同而實現回收的一種方法。物理法主要分為拆卸、破碎、分選等主要過程。但物理法需要高質量的大型處理設備，投資較大，并且由于廢電路板的組成成分復雜，全自動的拆解分離技術尚不能實現，手工拆解費較高，粉碎后的無聊混在一起后對后續分離有很大的影響。
[0006]熱處理法，雖然也能取得較高的金屬回收率(通常其金屬回收率高達90%以上)，但在電子廢物中存在粘結劑或其他有機物等時會產生大量有害氣體，對環境造成二次污染，此外熱處理方法耗能大，處理設備昂貴，經濟效益低。濕法用酸作氧化劑，在處理過程中N由高價態還原為低價態不可避免會產生大量NO氣體，污染環境。濕法浸銅研宄中常采用的浸出劑為礦物酸，如硫酸、硝酸、鹽酸等，但采用礦物酸浸出易使銅以外的其他金屬與銅一起被轉移到液相，使后續金屬銅的提取過程復雜化，增大了處理成本。生物技術方法現在還仍處于實驗研宄階段，并且相應的浸取需要較長的時間，浸取率較低，難以實現大規模的應用。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是針對現有技術的不足，提供了一種回收廢電路板中銅的方法，大幅度降低了廢電路板中銅的回收成本，實現了廢電路板中有效成分的資源化利用，節約資源，保護環境；具體包括以下步驟:
(1)將廢電路板樣品機械破碎至小于200目；
(2)將廢電路板粉末與氯化銨溶液、氨水溶液混合后得到礦漿，其中，在礦漿中氨水溶液濃度為l-4mol/L，氯化銨溶液濃度為l-5mol/L，固液比1:3-1:8 ;
(3)在室溫下，按10~12m3/h的速率通入空氣，攪拌礦漿，同時進行超聲波強化浸出l~4h，同時每隔20min按lL/t_3L/t的比例在混合溶液中加入雙氧水，拌速度為200_800r/min，確保顆粒物保持懸浮狀態超聲波功率為60 -180 W，攪
本發明的原理如下:
本發明利用超聲波的強化作用，超聲波在礦漿中產生空化現象，當空化泡崩潰時，在極短時間內和在空化泡周圍極小的空間內，產生5000K以上的高溫和大約5X107Pa的高壓，溫度變化率高達109K/s，并產生強烈的沖擊波和(或)時速達400Km的射流。超聲波的空化作用能夠使包裹在廢電路板中的金屬銅裸露出來；射流又對礦漿產生強烈的攪拌作用，加速和促進了廢電路板中金屬銅的溶解；同時向超聲波反應器中通入空氣既可以提供浸出過程需要的氧氣也保證了超聲空化作用的持續有效。
[0008]本發明浸出時不使用礦物酸，而是使用氨水和氯化銨溶液；氨水及銨鹽溶液可與含銅礦石或廢物中的銅離子形成銅氨配合物，可將銅選擇性浸出，浸出液較純凈，雜質含量低。
[0009]本發明用超聲強化的同時，利用雙氧水和氨水的協同作用，強化氧化還原反應，其反應溫度較低，其反應溫度較低，可以在常溫常壓下進行，既可以節約能源，又降低了對設備的材質要求，從而可以減少投資，且降低了設備操作的難度；雙氧水和氨水協同氧化遠遠超過了二者單獨的氧化效果。化學反應方程式如下:
CuO + NH3 + NH4++02 — Cu (NH3) 42+ + H2OCu2O + NH3 + NH4+ +O2一 Cu(NH3)2+ + H2O本發明與現有技術相比，具有如下有益效果:
(1)大幅度降低了廢電路板中金屬銅的回收成本，同時避免了環境污染；
(2)浸出速度快，浸出時間大約比傳統技術縮短了I倍；
(3)銅的浸出率高，達98%以上，工藝流程短，設備簡單；
(4)不使用礦物酸，氨水及銨鹽溶液可與含銅礦石或廢物中的銅離子形成銅氨配合物，可將銅選擇性浸出，浸出液較純凈，雜質含量低，浸出劑消耗少；
(5)雙氧水和氨水的協同作用，強化氧化還原反應，協同氧化遠遠超過了二者單獨的氧化效果。
【附圖說明】
[0010]圖1本發明工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明，但本發明的保護范圍并不限于所述內容。
[0012]實施例1
取10克含銅量為20.38%的覆銅電路板，機械破碎至200目以下；在固液比1:3、攬拌器轉速200r/min、反應溫度25°C下、通入空氣量12m3/h、氯化錢濃度lmol/L、氨水I mol/L時，開啟超聲波，功率60W，每隔20min加入lL/t的雙氧水，超聲強化氧化浸出I小時，廢銅電路板中金屬銅的浸出率為98.19%。
[0013]實施例2
取10克含銅量為20.98%的覆銅電路板，機械破碎至200目以下；在固液比1:8、攬拌器轉速800r/min、反應溫度25°C下、通入空氣量12m3/h、氯化錢濃度5mol/L、氨水4 mol/L時，開啟超聲波，功率120W，每隔20min加入3L/t的雙氧水，超聲強化氧化浸出4小時；廢銅電路板中金屬銅的浸出率為99.53%。
[0014]實施例3
取10克含銅量為19.58%的覆銅電路板，機械破碎至200目以下；在固液比1:5、攬拌器轉速600r/min、反應溫度25°C下、通入空氣量10m3/h、氯化錢濃度3mol/L、氨水2 mol/L時，開啟超聲波，功率180 W，每隔20min加入2L/t的雙氧水，超聲強化氧化浸出2小時；廢銅電路板中金屬銅的浸出率為98.62%。
[0015]實施例4
取10克含銅量為21.58%的覆銅電路板，機械破碎至200目以下；在固液比1:3、攬拌器轉速200r/min、反應溫度25°C下、通入空氣量10m3/h、氯化銨濃度5mol/L、氨水4mol/L時，開啟超聲波，功率120 W，每隔20min加入3L/t的雙氧水，超聲強化氧化浸出4小時；廢銅電路板中金屬銅的浸出率為99.08%ο
[0016]實施例5
取10克含銅量為25.18%的覆銅電路板，機械破碎至200目以下；在固液比1:8、攬拌器轉速800r/min、反應溫度25°C下、通入空氣量12m3/h、氯化錢濃度lmol/L、氨水I mol/L時，開啟超聲波，功率60 W，每隔20min加入lL/t的雙氧水，超聲強化氧化浸出3小時；廢銅電路板中金屬銅的浸出率為98.28%ο
【主權項】
1.一種回收廢電路板中銅的方法，其特征在于，具體包括以下步驟: (1)將廢電路板樣品機械破碎至小于200目； (2)將廢電路板粉末與氯化銨溶液、氨水溶液混合后得到礦漿； (3)在室溫下，按10~12m3/h的速率通入空氣，攪拌礦漿，并進行超聲波強化浸出l-4h，同時每隔20min按lL/t-3L/t的比例在混合溶液中加入雙氧水。
2.根據權利要求1所述的回收廢電路板中銅的方法，其特征在于:步驟(2)所述礦漿中氨水溶液濃度為l-4mol/L，氯化銨溶液濃度為l-5mol/L，固液比1:3-1:8。
3.根據權利要求1所述的回收廢電路板中銅的方法，其特征在于:超聲波功率為60-180 W，攪拌速度為200-800r/ min，確保顆粒物保持懸浮狀態。
【專利摘要】本發明公開一種回收廢電路板中銅的方法，屬于濕法冶金技術領域。首先將廢電路板破碎成粉末狀，將粉末、氨水溶液、氯化銨溶液和水充分混合，得礦漿，在礦漿中通入空氣，在攪拌條件下進行超聲波強化浸出；在強化浸出過程中周期性的加入雙氧水，以此浸出廢電路板中的銅；在浸出1h后，廢電路板中銅的浸出率達98%以上。本發明實現了廢電路板有效成分的資源化利用，同時是一種具有環境友好，反應溫和，工藝流程縮短，能夠降低生產成本并且金屬銅回收率高，適應于廢棄電路板中有價金屬的回收利用。
【IPC分類】C22B15-00, C22B7-00
【公開號】CN104745824
【申請號】CN201510114597
【發明人】王仕興, 崔維, 彭金輝, 張利波, 甯利平, 張耕瑋
【申請人】昆明理工大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月17日