專利名稱：利用廢舊線路板中銅制備硫酸銅的方法
技術領域：
本發明涉及一種硫酸銅的制備方法，特別是一種利用廢舊線路板中的銅制備硫酸銅的方法。
背景技術：
由于電子技術飛速發展，電子產品淘汰和過時非常快，在生產時及使用后均產生了大量的電子廢棄物，廢舊電路板(PCB)就是其中之一。據有關參考數據估計，廢PCB正以每年3％～5％的速度增長，比一般城市廢物增長速度快3倍。尤其是發達國家，由于電子產品更新換代速度快，廢PCB的產生速度也更快。目前，廢PCB已經成為世界關注的熱點，幾乎所有國家都面臨著一個非常棘手的難題——廢PCB的回收與利用。我國也已經進入家用電器淘汰的高峰期，廢PCB問題非常嚴峻。廢棄PCB中含有大量可回收利用的貴重物質。其中，銅的含量占整個PCB板重量的三分之一，因此，從廢PCB中回收銅具有重大意義。
目前廢PCB回收處理技術，主要分為火法和濕法。
火法冶金從電子廢物中提取金屬工藝技術一直是一種重要的金屬回收技術，基本原理是利用冶金爐高溫加熱剝離非金屬物質，貴金屬熔融于其它金屬熔煉物料或熔鹽中，再加以分離。非金屬物質主要是印刷電路板材料等，一般呈浮渣物分離去除，而貴金屬與其它金屬呈合金態流出，再精煉或電解處理。該工藝方法具有簡單、方便和回收率高的特點，80年代應用較為普遍。
焚燒法首先將廢PCB進行機械粉碎至1～2尺寸大小后，然后送入一次焚化爐中焚燒，將含有約40％的樹脂分解破壞，使有機氣體與固體物分離，剩余殘渣即為裸露的金屬(Cu、Ag等)、玻璃纖維以及一部分的金屬氧化物，經粉碎后送冶煉廠進行金屬回收。由于廢PCB中含有溴、苯、鉛、汞等有毒物質，燃燒的有毒煙氣、水和廢渣會引起人和牲畜嘔吐、惡心、頭暈等癥狀。這種方法對生態環境會產生不可恢復的嚴重影響。
熱裂解法是在缺氧的環境下，將有機物質置于密封容器中，在高溫高壓、高溫低壓或常壓下，使有機物質加熱(通常是350℃-9000℃)分解，轉換成油氣利用。裂解后廢棄PCB中膠結的有機物分解、揮發，其他各組分成單離狀態——銅等金屬物質，易于用簡單的粉碎、磁選、渦電流分選等辦法將其分選回收。裂解所產生的揮發氣體由反應器的排氣管排出，經過油氣分離(冷凝)、將可凝結的氣體冷凝成油，不可凝的氣體經處理后作為燃料利用，并經二次燃燒室使其完全破壞后排放。
由于PCB中的阻燃劑含有大量溴或氯，燃燒后的廢氣易造成空氣污染。因此，熱處理法對焚化爐及空氣污染防治設施的要求較嚴格。空氣污染防治設施的設計及設置要求較高，該處理技術仍需在經濟上再做考慮。
濕法冶金提取金屬技術于二十世紀70年代始于西方發達國家，該技術的基本原理主要是利用金屬能溶解在硝酸、王水或其它苛性酸中的特點，將其從電子廢物中脫除并從液相中予以回收。80年代后，由于人們對環保的重視和從電子廢物中回收貴金屬已變得有利可圖，許多科研工作者開始從事這方面的研究，并取得技術上的突破與進步，使濕法冶金提取金屬技術日趨完善。
酸洗法是一種無選擇性的濕法冶金方法，它是將含有貴金屬的廢板以強酸或強氧化劑處理，先得到貴全屬的剝離沉淀物和含銅以及其它價值比較低的金屬廢酸溶液。含有高濃度銅離子的酸溶液回收硫酸銅或電解銅。往往由于后者其經濟價值明顯降低，導致在貴金屬回收后的廢板、廢料及含有害有毒離子的廢液遭任意傾棄或掩埋，而造成嚴重的二次污染。
溶蝕法是選擇性濕法冶金方法。主要用于回收含貴金屬的接點、合金底材。將廢棄PCB置于氯化溶蝕液中，在適當的氧化還原電位值控制下使底材溶蝕，而貴金屬則不溶，因此可以將其回收，含有高濃度銅離子的氯化溶蝕液再用氯氣氧化，氯化溶蝕液循環使用，最后加以處理使尾液合乎排放標準。而多層板需經破碎處理后再溶蝕，其內層的溶蝕效率較低。
由于濕法技術廢氣排放少、提取貴金屬后的殘留物易于處理、經濟效益顯著、工藝流程簡單，目前，它比火法冶金提取金屬的技術應用更普及和更廣泛。濕法回收金屬有許多優點。但它也存在著一定的缺點。主要為化學試劑消耗量大，后處理有一定難度。因此，在實際生產中還有許多方面需要改進和完善。
發明內容
本發明的目的在于提供一種利用廢舊線路板中的銅制備硫酸銅的方法。
為達到上述目的，本發明采用下述技術方案一種利用廢舊線路板中的銅制備硫酸銅的方法，其特征在于該方法的具體步驟為
a)對廢舊線路板進行預處理，使金屬和非金屬解離，以獲得30～60目的金屬粉；b)然后將上述金屬粉以質量體積比為1∶10～20的比例與濃度為0.8～1.5mol/L的稀硫酸混合，并加入氯化鈉和硫酸銅，使其質量百分比濃度分別達到5％～10％和2％～5％；c)向經步驟b得到的反應液中鼓入空氣，室溫下反應6～12小時；過濾，所得濾液進行蒸發結晶，即得到CuSO4·5H2O。
本發明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點1.與火法相比，整個過程沒有煙氣排放，避免了火法燃燒所造成的大氣污染。
2.整個過程是在常溫常壓下進行，與其他濕法相比，節省了能量消耗。
3.整個過程中所用的試劑，除硫酸需要根據反應酸度的要求定期補充外，硫酸銅只是在最初反應時加入，之后就不再補加；而氯化鈉也只是因為反應過程的少量損失而進行補充。整個過程試劑消耗少，成本低。
4.結晶后剩余的母液經重新配比后可循環使用。
具體實施例方式
實施例一將廢PCB破碎分選后得到含銅等金屬的60目的金屬粉，取30g含銅金屬粉，加入1.3mol/L的稀硫酸，固液比1g∶10ml，再加入的氯化鈉至其質量百分比濃度達到8％，以及五水硫酸銅使硫酸銅質量百分比濃度達到3％，鼓入空氣進行反應，時間為10h。將所得溶液抽濾，濾液進行蒸發結晶，可得98.5％的CuSO4·5H2O產品。
實施例二將廢PCB破碎分選后得到含銅等金屬的60目的金屬粉，取20g含銅金屬粉，加入1.0mol/L的稀硫酸，固液比1g∶15ml，再加入的氯化鈉至其質量百分比濃度達到8％，以及五水硫酸銅使硫酸銅質量百分比濃度達到3％，鼓入空氣進行反應，時間為7h。將所得溶液抽濾，濾液進行蒸發結晶，可得99％的CuSO4·5H2O產品。
權利要求
1.一種利用廢舊線路板中的銅制備硫酸銅的方法，其特征在于該方法的具體步驟為a.對廢舊線路板進行預處理，使金屬和非金屬解離，以獲得30～60目的金屬粉；b.然后將上述金屬粉以質量體積比為1∶10～20的比例與濃度為0.8～1.5mol/L的稀硫酸混合，并加入氯化鈉和硫酸銅，使其質量百分比濃度分別達到5％～10％和2％～5％；c.向經步驟b得到的反應液中鼓入空氣，室溫下反應6～12小時；過濾，所得濾液進行蒸發結晶，即得到CuSO4·5H2O。
全文摘要
本發明涉及一種利用廢舊線路板中的銅制備硫酸銅的方法。該方法具體步驟為對廢舊線路板進行預處理，使金屬和非金屬解離，以獲得30～60目的金屬粉；然后將上述金屬粉以質量體積比為1∶10～20的比例與濃度為0.8～1.5mol/L的稀硫酸混合，并加入氯化鈉和硫酸銅，使其質量百分比濃度分別達到5％～10％和2％～5％；向上述反應液中鼓入空氣，室溫下反應6～12小時；過濾，所得濾液進行蒸發結晶，即得到CuSO
文檔編號C01G3/10GK101049955SQ20071003869
公開日2007年10月10日 申請日期2007年3月29日 優先權日2007年3月29日
發明者朱萍, 黃晨, 吳金華, 凌為峰, 李傳華, 顧衛星 申請人:上海大學, 上海新金橋工業廢棄物管理有限公司