廢舊印刷電路板混合金屬中鉛元素的真空蒸餾分離方法

2023-05-15 16:29:46

專利名稱：廢舊印刷電路板混合金屬中鉛元素的真空蒸餾分離方法
技術領域：
本發明涉及一種廢舊印刷電路板混合金屬中鉛元素的真空蒸餾分離方法，是對廢舊印刷電路板進行回收、再生和資源化的一種方法。屬於環境保護技術領域中的工業廢棄物處理、資源化領域。
背景技術：
隨著電子信息業的高速發展，出現新型固體廢棄物—電子廢棄物包括各種廢舊電腦、通信設備、電視機、電冰箱、洗衣機以及單位淘汰的電子儀器儀表等。據專家估計，我國目前每年報廢的電冰箱、洗衣機、計算機、空調等電器約2800餘萬臺，廢棄電子電器總量達100萬噸，而其中印刷電路板大約佔總量的4％。
在印刷電路板中，金屬的含量高達40％左右，而自然界中的富礦金屬含量也不過3～5％。經磁選後，主要是有色金屬，其中最多的是銅80％左右，此外還有1.0～5.5％鋁、0.5～1.0％錫、0.5～1.5％鋅、0.5～1.0％鉍、0.05～1.0％鉛、0.5～1.0％銻等。因此，「電子廢物」中蘊含的金屬是天然礦藏的幾十倍甚至幾百倍。
目前廢舊印刷電路板資源化處理技術主要有溼法冶金、火法冶金、機械處理或幾種處理技術相結合。由於機械處理易實現工程化，並不會產生二次汙染，這種方法倍受歡迎。中國發明專利《一種印刷電路板回收有價物質的方法》(王文彬，專利號98105592.3)將廢舊印刷電路板依次經過剪碎、粉碎、重擊、粉化及在水槽中重力分選，實現金屬與非金屬材料的分離。中國發明專利《廢印刷電路板的粉碎分離回收工藝及其所用設備》(沈志剛等，專利號99102862.7)將廢舊印刷電路板依次經過粗破、細破，然後通過振動篩分，然後採用氣流分選機，實現金屬與非金屬物質的分離。以上方法雖然能夠實現金屬與非金屬的分離，但分離的金屬是混合金屬，必須進行混合金屬的分離提純，回收的金屬才能達到資源化。文獻《從印電路板廢料中回收金和銅的研究》(朱萍等，《稀有金屬》2002年第3期)介紹了採用溼法冶金技術回收印刷印電路板廢料中金屬元素。但存在的主要問題是化學藥劑消耗大，廢液的處理將造成二次汙染，文獻《國內外電子廢棄物現狀及其資源化技術》(魏金秀等，《東華大學學報》2005年第3期)介紹了採用電解法進行混合金屬的分離。但是，在電解過程中產生氟化氫、一氧化碳、二氧化硫等有害氣體及廢電解液嚴重汙染環境等問題。

發明內容
本發明的目的在於針對現有技術存在的上述不足，提供一種廢舊印刷電路板混合金屬中鉛元素的真空蒸餾分離方法，將鉛與混合金屬分離，實現對廢舊印刷電路板中金屬鉛的回收、再生和資源化處理。
為實現這一目的，本發明採用了真空蒸餾法，其原理是基於廢棄電路板中金屬元素各組分在不同的溫度和不同的壓力下，具有不同的蒸氣壓，在真空中通過蒸發與冷凝，可使金屬元素分別在不同溫度下相互分離，從而實現綜合利用和回收。
針對廢舊印刷電路板混合金屬中鉛元素的分離，本發明首先將經破碎的廢舊電路板含鉛的混合金屬粉末在真空爐中進行加熱，在壓力1～1×10-1Pa、溫度為700～800℃條件下進行鉛蒸發，同時通過冷凝器進行鉛蒸氣冷凝，由此將鉛從混合金屬中分離出來。具體包括以下步驟1、將經分離破碎的廢舊電路板含鉛的混合金屬粉末為原料，放入石墨坩堝或採用高溫耐火材料打結的坩堝中，再把坩堝放入真空蒸餾爐中。
2、真空蒸餾爐密封后啟動真空系統抽氣，使真空爐的壓力為1～1×10-1Pa。
3、啟動真空蒸餾爐電源，把坩堝中混合金屬粉末加熱到700～800℃，然後保持溫度不變，使原料中鉛元素蒸發，蒸發時間為每公斤原料10～15分鐘；4、在鉛元素蒸發的同時，把真空蒸餾爐中的冷凝器加熱到330～360℃，進行鉛蒸氣冷凝，並使冷凝的鉛液滴流入鉛液回收滴落槽中，由此將鉛從混合金屬中分離出來。
本發明的真空蒸餾方法簡單易行，具有成本低、高效、無汙染等特點，蒸餾完畢的混合金屬可以繼續用於下一步具有針對性的提純分離。相比採用火燒和酸洗等方法回收廢舊線路板中有價金屬的方法，本發明在減少環境汙染方面尤其具有優勢。
具體實施例方式
以下通過具體的實施例對本發明的技術方案作進一步描述。
實施例1首先將經分離的破碎廢舊電路板含鉛混合金屬粉末5公斤原料放入坩堝中，再把坩堝放入真空蒸餾爐中。真空蒸餾爐密封后啟動真空系統抽氣，使真空爐的壓力為1Pa。啟動真空蒸餾爐中的熔煉加熱體加熱坩堝，把坩堝中混合金屬粉末加熱到800℃。然後保持溫度不變，使原料中鉛元素蒸發，蒸發時間為50分鐘。在鉛元素蒸發的同時，把真空蒸餾爐中的冷凝器加熱350℃，進行鉛蒸氣冷凝，並使冷凝的鉛液滴流入鉛液回收滴落槽中。得到鉛38克。蒸餾完畢的混合金屬進行下一步繼續提純分離。
實施例2首先將經分離的破碎廢舊電路板含鉛混合金屬粉末5公斤原料放入坩堝中，再把坩堝放入真空蒸餾爐中。真空蒸餾爐密封后啟動真空系統抽氣，使真空爐的壓力為5×10-1Pa。啟動真空蒸餾爐中的熔煉加熱體加熱坩堝，把坩堝中混合金屬粉末加熱到750℃。然後保持溫度不變，使原料中鉛元素蒸發，蒸發時間為60分鐘。在鉛元素蒸發的同時，把真空蒸餾爐中的冷凝器加熱330℃，進行鉛蒸氣冷凝，並使冷凝的鉛液滴流入鉛液回收滴落槽中，得到的鉛45克。蒸餾完畢的混合金屬進行下一步繼續提純分離。
實施例3首先將經分離的破碎廢舊電路板含鉛混合金屬粉末原料5公斤放入坩堝中，再把坩堝放入真空蒸餾爐中。真空蒸餾爐密封后啟動真空系統抽氣，使真空爐的壓力為1×10-1Pa。啟動真空蒸餾爐中的熔煉加熱體加熱坩堝，把坩堝中混合金屬粉末加熱到700℃。然後保持溫度不變，使原料中鉛元素蒸發，蒸發時間為75分鐘。在鉛元素蒸發的同時，把真空蒸餾爐中的冷凝器加熱360℃，進行鉛蒸氣冷凝，並使冷凝的鉛液滴流入鉛液回收滴落槽中，得到鉛23克。蒸餾完畢的混合金屬進行下一步繼續提純分離。
權利要求
1.一種廢舊印刷電路板混合金屬中鉛元素的真空蒸餾分離方法，其特徵在於包括以下步驟1)將經分離破碎的廢舊電路板含鉛的混合金屬粉末為原料，放入石墨坩堝或採用高溫耐火材料打結的坩堝中，再把坩堝放入真空蒸餾爐中；2)真空蒸餾爐密封后啟動真空系統抽氣，使真空爐的壓力為1～1×10-1Pa；3)啟動真空蒸餾爐電源，把坩堝中混合金屬粉末加熱到700～800℃，然後保持溫度不變，使原料中的鉛元素蒸發，蒸發時間為每公斤原料10～15分鐘；4)在鉛元素蒸發的同時，把真空蒸餾爐中的冷凝器加熱到330～360℃，進行鉛蒸氣冷凝，並使冷凝的鉛液滴流入鉛液回收滴落槽中，由此將鉛從混合金屬中分離出來。
全文摘要
一種廢舊印刷電路板混合金屬中鉛元素的真空蒸餾分離方法，首先將經破碎的廢舊電路板含鉛的混合金屬粉末在真空爐中進行加熱，在壓力1～1×10
文檔編號C22B13/00GK1760383SQ20051003098
公開日2006年4月19日 申請日期2005年11月3日 優先權日2005年11月3日
發明者許振明, 郭傑, 李佳, 王永清 申請人:上海交通大學