废弃电路板湿法冶金技术
湿法冶金技术回收废弃电路板中的有价金属主要是利用电路板中的有价金属能在硝酸、王水等强氧化性介质中溶解而进入液相的特性,使绝大部分贵金属和其他金属进入液相而与其他物相分离,然后从液相中回收各种金属。采用湿法冶金技术回收废旧电路板中的金属时,需要经过拆解、挑选(大块可见金属,不含贵金属的部件)、粉碎(通常对粉碎后的粉末进行金属和非金属分离)等工艺,然后化学浸出其中的贵金属或其他有价金属。因此,湿法冶金技术可以作为机械物理法处理废弃电路板的后续工艺。
英国Johnson Matthey电子有限公司于20世纪70年代末开始研究用湿法冶金技术从电子废弃物中提取贵金属,并提出了一种初步回收工艺。巴西圣保罗大学的Soares Tenorio等在前人研究基础上改进推出了一种浸出工艺。该工艺在浸出前采用物理方法分选出影响贵金属浸出的其他金属,使后续浸出工艺简化,浸出效率提高。在(NH4)2SO4、和NH4Cl-氨溶液中,利用Cu( II)作氧化剂浸出PCB上的金属铜,Cu(II)将金属铜还原成Cu(I)形成Cu(NH3)2+,再通过萃取分离出Zn,Pb,Mn等杂质,然后电解得到高纯铜.
我国开始相关研究起步较晚,但发展较快。李晶莹等研究了石硫合剂法浸出废弃线路板中的金。在固液质量体积比1:3、亚硫酸钠浓度0. 1mol/ L、硫酸铜浓度0. 03mol/ L、氨水浓度0. 5mol/ L、反应时间2. 5h、反应温度40 ℃,pH=10条件下,金浸出率达85%以上。王哲等采用甲基异丁基甲酮(MIBK)提取废旧线路板中的金,通过Plackett-Burman试验设计筛选出相比、萃取时间和萃取温度为主要影响因素,并经响应曲面法分析优化了这3个参数:在相比、萃取时间和萃取温度分别为0. 58:1、9 min和20℃条件下,金萃取率为98.36%。李玉文等研究了硫脉对电脑主板中金的浸出过程,得出在硫酸质量分数15%、Fe3+质量浓度4. 5 g/ L条件下浸出60 min,金浸出率最大,可达91. 14 %。徐渠等采用碘化法浸出废弃电路板中的金,常温下,当碘的质量分数为1.1%碘与碘离子的物质的量比为1:10、双氧水体积分数为1.5%、浸出时间为4h、固液质量体积比为1:10,pH为中性条件下,金最大浸出率达97. 5%。
机械物理法综合回收废旧印刷线路板受到越来越多的学者和企业关注,已开发出高效拆解、粉碎、分选设备以及优化回收生产线。但机械物理法得到的产品并不是最终产品,需要进一步分离、提纯、精炼。湿法冶金技术可以作为机械物理处置的后续作业,但湿法冶金技术存在化学药剂消耗量大、浸出液及其残渣具有腐蚀性和毒性、难于回收所有金属、不能回收非金属等问题。从目前的研究水平和深度来看,采用“机械物理分离+湿法冶金回可厂工艺处理废弃电路板具有可以在短期内实现工业化生产的优势,但其整体工艺流程的优化和生产过程中的环境污染防治仍是今后研究的重点。
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