一種廢棄線路板中金屬銅的提取方法與流程
2023-10-23 21:54:22
本發明涉及廢棄線路板(WPCB)中金屬資源的回收利用領域，更具體地，涉及一種廢棄線路板中金屬銅的提取方法。
背景技術：
：隨著資訊時代的到來，電子技術的發展為人們的生活帶來了日新月異的變化，人們對電子產品的需求越來越大，但與此同時也產生了大量的固體電子垃圾，帶來了巨大的環境問題。一般而言，廢棄線路板(WPCB)中平均鐵含量為27.3％，銅含量為16.4％，鋁含量為11％，同時還含有一定數量的貴金屬，這樣的有價金屬含量要遠遠高於一般的礦石，可以說是「城市中的礦山」。其中，廢銅作為一種以獨特形式存在的銅資源，可以成為銅資源的重要補充來源。近年來，我國對於廢銅的回收再利用十分重視，因此廢銅的回收技術發展十分迅猛，其回收的投資成本低、風險小、工藝流程相對簡單。若對這些隱藏在WPCB中的銅資源加以利用，不僅可以解決WPCB所帶來的環境問題，同時有利於緩解我國對於進口資源過於依賴這一現狀。傳統工藝中銅的富集主要依靠萃取劑，但萃取劑的使用會導致水相中混入有機相，從而影響最終產品的質量，且萃取劑得價格不菲。因此設計發明一種對WPCB中金屬銅提取率高且不依賴萃取劑的新富集方法勢在必行。技術實現要素：針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在於提供一種廢棄線路板中金屬銅的提取方法，以解決現有的廢棄線路板(WPCB)中金屬銅提取率低、需採用萃取劑造成產品質量低的問題。為實現上述目的，本發明所採用的技術方案為：一種廢棄線路板中金屬銅的提取方法，包括以下步驟：步驟(1)：將經過粉碎後的廢棄線路板作為原料，氨水、銨鹽以及胺類化合物的混合溶液作為浸出劑，在20～90℃溫度下發生浸出反應，過濾得浸出液；步驟(2)：將步驟(1)中得到的浸出液pH調至0.5～3，加入草酸鹽，在30～80℃溫度下發生沉澱反應，離心分離得到沉澱物；步驟(3)：將步驟(2)中得到的沉澱物在200～500℃溫度下恆溫煅燒1～10h，冷卻得到產品。本發明的有益效果在於：本發明採用常壓氨浸法並利用草酸鹽與溶液中雜質離子形成絡合物並形成銅鹽沉澱提取廢棄線路板WPCB中金屬銅，提取率高，提取率達到99.45％以上，含雜質少，簡化後續處理工藝；採用草酸鹽作為沉澱劑，避免使用傳統的易造成產品質量低、成本高的萃取劑，提高萃取率、降低生產成本；將低溫煅燒過程置於氮氣、氬氣或真空條件的保護性氣氛下直接得到金屬單質銅，保證提取產品純度。具體實施方式下面結合具體實施例對本發明進行詳細描述，本部分的描述僅是示範性和解釋性，不應對本發明的保護範圍有任何的限制作用。本發明的一種廢棄線路板中金屬銅的提取方法，包括以下步驟：步驟(1)：將經過粉碎後的廢棄線路板作為原料，氨水、銨鹽以及胺類化合物的混合溶液作為浸出劑，在20～90℃溫度下發生浸出反應，過濾得浸出液；步驟(2)：將步驟(1)中得到的浸出液pH調至0.5～3，加入草酸鹽，在30～80℃溫度下發生沉澱反應，離心分離得到沉澱物；步驟(3)：將步驟(2)中得到的沉澱物在200～500℃溫度下恆溫煅燒1～10h，冷卻得到產品。優選的，所述步驟(1)中銨鹽為碳酸氫銨、硫酸銨、硝酸銨、氯化銨、氟化銨、醋酸銨、碳酸銨、過硫酸銨、磷酸一氫銨、磷酸二氫銨、過硫酸銨、硫代硫酸銨或鉬酸銨中的一種或幾種混合物。優選的，所述步驟(1)中胺類物質為乙二胺、正辛胺、三乙醇胺、正丁胺、二乙胺、甲胺、苯甲胺、水合肼或尿素中的一種或幾種混合物。優選的，所述步驟(2)中，草酸鹽為草酸鈉、草酸鉀、草酸銨、草酸氫鉀、草酸氫鈉、或草酸氫銨中的一種或幾種混合物。優選的，所述步驟(1)中，氨水、銨鹽、胺類物質的質量之比為(1～8):(0.5～7):(0.2～10)。優選的，所述步驟(1)中浸出反應時間為1～10h。優選的，所述步驟(2)中沉澱反應時間為20～120min。更優選的，所述步驟(3)中，沉澱物在氮氣、氬氣或真空條件下進行恆溫煅燒。實施例1將廢棄線路板WPCB進行粉碎，稱取廢棄線路板WPCB粉末1.0g，分別置於三頸燒瓶中，向其中加入80mL質量比為4:2:2.5的氨水、銨鹽和三乙醇胺的混合液，其中銨鹽為氯化銨，強烈攪拌下加熱到60℃進行浸出反應4h，過濾後得浸出液；用鹽酸將浸出液pH調至1.0，加入1.0g(NH4)2C2O4，並在60℃下發生沉澱反應60min；將得到的沉澱在氮氣氣氛下在管式爐中於400℃下恆溫煅燒4h後，隨爐冷卻即得金屬銅粉末。實施例2、3、4、5的提取過程同實施例1，不同之處在於提取條件和所用到的銨鹽分別為NH4HCO3、(NH4)2SO4、和(NH4)2CO3、NH4HCO3和(NH4)2SO4的混合物。實施例1～5的廢棄線路板中金屬銅的提取條件及通過實驗計算得到的浸出率和金屬銅產率如表1所示。表1實施例6、7、8、9、10的提取過程同實施例1，不同之處在於所用到的胺類化合物不同。實施例6～10的廢棄線路板中金屬銅的提取條件及通過實驗計算得到的浸出率和金屬銅產率如表2所示。表2實施例11、12、13、14的提取過程同實施例1，不同之處在於m氨水：m氯化銨：m三乙醇胺＝4.0:2.0:x，其中x＝0.5，2.5，4.5，6.5。實施例11～14的廢棄線路板中金屬銅的提取條件及通過實驗計算得到的浸出率和金屬銅產率如表3所示。表3實施例15、16、17、18的提取過程同實施例1，不同之處在於pH分別調至0.5、1.0、1.5、2.0。實施例15～18的廢棄線路板中金屬銅的提取條件及通過實驗計算得到的浸出率和金屬銅產率如表4所示。表4實施例19、20、21、22的提取過程同實施例1，不同之處在於煅燒溫度分別為200℃、300℃、400℃、500℃。實施例19～22的廢棄線路板中金屬銅的提取條件及通過實驗計算得到的浸出率和金屬銅產率如表5所示。表5實施例反應溫度浸出時間煅燒溫度煅燒時間金屬銅產率/％1960℃4h200℃4h90.252060℃4h300℃4h98.572160℃4h400℃4h99.452260℃4h500℃4h99.05以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明的技術範圍作出任何限制，故凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何細微修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明的技術方案範圍內。當前第1頁1 2 3