一種從廢棄印刷線路板中提取金的方法

2023-05-14 02:59:56 3

專利名稱：一種從廢棄印刷線路板中提取金的方法
技術領域：
本發明涉及一種從廢棄印刷線路板中提取金的方法，具體涉及一種新型環 保、高效、經濟的從廢棄印刷線路板中提取金的方法。
背景技術：
隨著電子產業技術水平不斷升級和社會對電子類消費產品需求的不斷更新， 電子產品被淘汰和廢棄的速度越來越快、數量越來越多。作為電子產品的重要組 成部分，印刷線路板(Printed Circuit Board)的廢棄量也與日俱增。廢棄印 刷線路板屬於危險廢棄物，其數量的增長給環境帶來極大的壓力，所以對其進行 合理的處理和處置已成為經濟發展中急需解決的問題。
印刷線路板的組成中除了含有大量的塑料(環氧樹脂等)和賤金屬(銅、鉛、 鋅等)，還普遍含有稀貴金屬(金、銀、鉑等)，其中金的含量達到80g/t，遠遠 高於一般金礦礦石中的金品位。所以對廢棄印刷線路板進行資源化回收，不僅可 以獲得寶貴的稀貴金屬資源，還可以防止廢棄印刷線路板中的重金屬對環境產生 嚴重汙染。
現在對於廢棄印刷線路板最常用的回收技術主要有機械處理、火法冶金、溼 法冶金或幾種技術相結合的方法。但是，機械處理僅能實現金屬與塑料的分離， 處理後得到的金屬顆粒體還需進一步的處理才能得到富集的金等貴金屬。而火法 冶金和溼法冶金技術則對環境的汙染非重嚴重，尤其是溼法冶金工藝中傳統的氰 化浸金工藝，由於氰化物為劇毒物質，其造成的環境汙染十分嚴重。
因此，在有色金屬資源短缺、價格不斷上漲以及廢棄印刷線路板對環境汙 染嚴重的今天，開發一種從廢棄印刷線路板中既能高效、經濟地提取金屬，又能 降低對環境危害的，無毒的工藝方法已經成為一種迫切的需要。

發明內容
本發明的目的是提供一種從廢棄印刷線路板中提取金的方法，其能夠克服現 有回收技術中存在的金屬回收率低、環境汙染嚴重和藥劑具有毒性等缺點，既能 高效、經濟地提取金屬，又能降低對環境危害。
為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供一種從廢棄印刷線路板中提取 金的方法，其特徵在於，具體步驟為
第一步將廢棄印刷線路板破碎、粉碎，分離金屬與塑料； 第二步將第一步得到的金屬與質量濃度為15% 25%的硝酸溶液按質量比為 1:1 45混合，在10 8(TC恆溫條件下攪拌反應1 6h，將產物過濾，用離子膜 電解法從濾液中提取銅，將濾渣洗滌烘乾；
第三步將第二步得到的濾渣按質量比為1:1 25加到由碘、水溶性碘化物 和水組成的第一碘液和助氧化劑的混合液中，用無機酸和鹼性溶液控制反應pH 值為3 9，在10 6(TC恆溫振蕩器中反應2 5h，其中，第一碘液和助氧化劑 的混合液中助氧化劑的質量濃度為0. 1% 10%，第一碘液中碘與水溶性碘化物質 量比為1:1 13，碘的質量濃度為0. 2% 2. 0%;
第四步將第三步的產物過濾，濾液放入電解槽中的陰極區，將由碘、水溶
性碘化物和水組成的第二碘液作為電解質放入陽極區，電解，過濾陰極區溶液，
得到的濾渣即為金泥，其中，所述第二碘液中碘與水溶性碘化物質量比為1:1 13，碘的質量濃度為0. 1% 2.0%，所述電解槽採用碳棒為陰極，鈦板、鈦網、 不鏽鋼板、不鏽鋼網、鉑金鈦板或鉑金鈦網為陽極，電解槽電壓為1 20V，電 流強度為0.01 0.4A，電流密度為5 200A/m2，反應溫度為20 30°C ，電解時 間為0. 25h 5h。
進一步地，所述第一步中將印刷線路板粉碎至粒度優選為0. 5-lmm。 所述第三步中助氧化劑優選為雙氧水。
所述第三步中無機酸優選為鹽酸，鹼性溶液優選為氫氧化鈉溶液。 所述第四步中電解槽陰極區和陽極區優選由陰離子交換膜隔開。所述陰離子 交換膜為均相陰離子交換膜或異相陰離子交換膜。
所述第四步中電解槽陰極區中金的質量濃度優選為1 90ppm。 所述第一碘液和第二碘液中水溶性碘化物分別優選為碘化鉀、碘化鈉或碘化氨。
本發明是採用非氰浸取的碘液從印刷線路板中浸取金、再用電解沉積金並 回收碘的方法，本發明的工作原理如下
本發明先利用硝酸氧化溶解線路板中包裹金的其他賤金屬；再使用無毒的
非氰浸取的碘液選擇性浸出金、銀、鈀等貴金屬，實現金屬與惰性氧化物的完全 分離以及金、銀、鈀等貴金屬與銅等賤金屬的分離；最後對浸濾液採用電解法沉 積金、銀、鈀等金屬，並同時回收得到碘液再作為電解質或直接用來浸金。本發 明可以消除電子垃圾汙染，提高資源再利用率。
首先，硝酸的加入使印刷線路板顆粒中的賤金屬單質與之形成可溶性鹽， 這些可溶性鹽進入水溶液而達到了與其他不溶性物料分開的目的。以銅為例，有 如下反應式
3Cm + 8冊。3 — 3Cw2+ + 6冊3— + 4//20 + 2M 個
去銅後的殘渣經過多次洗滌後，加入碘-水溶性碘化物浸取溶液和助氧化劑
雙氧水，12先與r反應生成v，然後r 、 1/和Au發生反應形成穩定的Aui2—使金 溶解於溶液中，完成浸金過程。助氧化劑雙氧水起到提高浸金效率的作用。
i2+i———13—
2Au+ I—+ 13—-2AuI2_
Aul2-+ I3—-"Aul4—+ i—
Aul十r-Aul2—
2Au+ 4I—+ H202——2AuI2—+ 20H— 電解浸濾液，在陰極區，金沉積於電解槽的底部，同時有氫氣析出
Aul2—+ e-Au+ 2r
2H20+ 2e——H2+ 20H—
Aul4> 3e-Au+ 41—
同時在陽極區沉積、回收碘，並有氧氣放出
2H20- 4e——02+ 4H+ 21—- 2e——12
本發明的印刷線路板包括電腦、電視、手機、遊戲機、電子卡、大型設備等 使用的各種類型的線路板。
本發明在較低的處理費用，採用無毒的碘-水溶性碘化物浸金劑的條件下， 實現了較高的浸金率，然後通過電解反應實現了金的高效沉積，並同時再生、回 用了浸金藥劑。本發明能夠實現電子垃圾的無害化、減量化和資源化。
具體實施例方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明 本發明而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之 後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本 申請所附權利要求書所限定的範圍。
實施例1
將廢棄印刷電路板粉碎至0.5mm，分離金屬和塑料，在反應釜中，將分離得 到的廢棄印刷線路板金屬顆粒和質量濃度為15%的HN(V混合均勻倒入反應釜中， 二者的質量比為1:1，在l(TC的恆溫下攪拌反應lh。將反應後的混合物過濾， 濾液用離子膜電解法提取銅；反應殘渣洗漆烘乾後與第一碘液和助氧化劑雙氧水 的混合液按質量比l: l混合。第一碘液中碘的質量分數為0.2%，碘與碘化鉀質 量比為1:1，助氧化劑雙氧水的質量分數為0.1%，用鹽酸和氫氧化鈉調節溶液的 pH值為3，在1(TC下，振蕩反應2h。其中，銅的提取率為32.3%，浸金率為5.5 %。將濾液(金質量濃度為lppm)放入電解槽(碳棒作陰極，鈦板作陽極)的 陰極區，陽極區放入第二碘液(碘的質量分數為0. 1%，碘與碘化鉀質量比為1:1), 陰極區和陽極區用均相陰離子交換膜(膜材質聚四氟乙烯等高分子；厚度 0. 2mm;交換容量》1.6mol/Kg(幹)；膜面電阻《4. 0 Q . cm 2;選擇透過率》97%) 隔開，槽電壓為IV，電流強度為0. OIA，電流密度為5 A/m2，反應溫度為2CTC， 電解時間為0. 25h，陰極區金的沉積率為61. 3%，陽極區的碘液可拿來做下一次電 解的電解質，以達到提高其碘質量分數、最終用作再次浸金的目的。
實施例2
將廢棄印刷電路板粉碎至lmm，分離金屬和塑料，在反應釜中，將分離得到 的廢棄印刷線路板金屬顆粒和質量濃度為25%的HN03混合均勻倒入反應釜中， 二者的質量比為1:45，在80。C的恆溫下攪拌反應6h。將反應後的混合物過濾， 濾液用離子膜電解法提取銅；反應殘渣洗滌烘乾後與第一碘液和助氧化劑雙氧水 的混合液混合均勻。其中殘渣與浸取混合溶液的質量比為1:25，第一碘液中碘 的質量分數為2.0。/。，碘與碘化鈉質量比為1:13，第一碘液和助氧化劑雙氧水的 混合液中助氧化劑雙氧水的質量分數為10%，用1% (質量濃度)的HC1和1% (質 量濃度)的NaOH溶液調節pH值為9，在60'C恆溫振蕩器中反應5h。其中，銅 的提取率為83.5%，浸金率為77.2%。將浸金濾液(金質量濃度為90ppm)放
入電解槽(碳棒作陰極，鈦網作陽極)的陰極區，陽極區放入第二碘液(碘的質 量分數為2.0%，碘與碘化鈉質量比為1:13)，陰極區和陽極區用異相陰離子交 換膜(膜材質聚乙烯等高分子；厚度0.42mm;交換容量》1.8 mol/Kg(幹)； 膜面電阻《12Q . cm 2;選擇透過率>89%)隔開，槽電壓為20V，電流強度為0. 4A， 電流密度為200 A/m2，反應溫度30°C ，電解時間為5h,陰極區金的沉積率為89. 5%， 陽極區的碘液直接用來再次從廢棄印刷線路板中浸金，浸金率為92.6%。
實施例3
將廢棄印刷電路板粉碎至0.75mm，分離金屬和塑料，在反應釜中，將分離 得到的廢棄印刷線路板金屬顆粒和質量濃度為20%的HN(V混合均勻倒入反應釜 中，二者的質量比為1:27，在20。C的恆溫下攪拌反應4h。將反應後的混合物過 濾，濾液用離子膜電解法提取銅；反應殘渣洗滌烘乾後與第一碘液和助氧化劑雙 氧水混合液混合均勻。其中殘渣與浸取混合溶液的質量比為1:10,第一碘液中 碘的質量分數為1.2%，碘與碘化氨質量比為1:6，第一碘液和助氧化劑雙氧水混 合液中助氧化劑雙氧水的質量分數為1.0%，用1% (質量濃度)的HC1和1% (質 量濃度)的NaOH溶液調節pH值為5，在5(TC恆溫振蕩器中反應3h。其中，銅 的提取率為95.8%，浸金率為97.6%。將浸金濾液(金質量濃度為12ppm)放 入電解槽(碳棒作陰極，不鏽鋼板作陽極)的陰極區，陽極區放入第二碘液(碘 的質量分數為0. 1%，碘與碘化氨質量比為1:2),陰極區和陽極區用均相陰離子 交換膜(膜材質聚四氟乙烯等高分子；厚度0. 2mm;交換容量》1. 6 mol/Kg(幹)； 膜面電阻《4.0Q.cm2;選擇透過率》97%)隔開，槽電壓為14. 0V，電流強度為 0.12A，電流密度為60. 0 A/m2，電解時間為4h,陰極區金的沉積率為95. 5%，陽 極區的碘液可拿來做下一次電解的電解質，以達到提高其碘質量分數、最終用作 再次浸金的目的。
實施例4
將廢棄印刷電路板粉碎至0.75mra，分離金屬和塑料，在反應釜中，將分離 得到的廢棄印刷線路板金屬顆粒和質量濃度為17%的HN03混合均勻倒入反應釜 中，二者的質量比為1:22，在6(TC的恆溫下攪拌反應2h。將反應後的混合物過
濾，濾液用離子膜電解法提取銅；反應殘渣洗滌烘乾後與第一碘液和助氧化劑雙 氧水的混合液以質量比為1:12混合均勻。第一碘液中碘的質量分數為1.1%，碘 與水溶性碘化物質量比為1:10，第一碘液和助氧化劑雙氧水的混合液中助氧化 劑雙氧水的質量分數為1.5%，用1%(質量濃度)的HC1和1%(質量濃度)的NaOH 溶液調節pH值為6，在4(TC恆溫振蕩器中反應5h。其中，銅的提取率為96.2 %，浸金率為97.0%。將浸金濾液(金質量濃度為50ppm)放入電解槽(碳棒作 陰極，鉑金鈦板作陽極)的陰極區，陽極區放入第二碘液(碘的質量分數為0.8%， 碘與水溶性碘化物質量比為1:6)，陰極區和陽極區用異相陰離子交換膜(膜材 質聚乙烯等高分子；厚度0.42mra;交換容量》1.8mol/Kg(幹)；膜面電阻《 12Q.cm2;選擇透過率》89%)隔開，槽電壓為10.0V，電流強度為0.06A，電流 密度為30.0A/m2，電解時間為4h，陰極區金的沉積率為95.2。/。，陽極區的碘液直 接用來再次從廢棄印刷線路板中浸金，浸金率為94.7%。
權利要求
1. 一種從廢棄印刷線路板中提取金的方法，其特徵在於，具體步驟為第一步將廢棄印刷線路板破碎、粉碎，分離金屬與塑料；第二步將第一步得到的金屬與質量濃度為15％～25％的硝酸溶液按質量比為1:1～45混合，在10～80℃恆溫條件下攪拌反應1～6h，將產物過濾，用離子膜電解法從濾液中提取銅，將濾渣洗滌烘乾；第三步將第二步得到的濾渣按質量比為1:1～25加到由碘、水溶性碘化物和水組成的第一碘液和助氧化劑的混合液中，用無機酸和鹼性溶液控制反應pH值為3～9，在10～60℃恆溫振蕩器中反應2～5h，其中，第一碘液和助氧化劑的混合液中助氧化劑的質量濃度為0.1％～10％，第一碘液中碘與水溶性碘化物質量比為1:1～13，碘的質量濃度為0.2％～2.0％；第四步將第三步的產物過濾，濾液放入電解槽中的陰極區，將由碘、水溶性碘化物和水組成的第二碘液作為電解質放入陽極區，電解，過濾陰極區溶液，得到的濾渣即為金泥，其中，所述第二碘液中碘與水溶性碘化物質量比為1:1～13，碘的質量濃度為0.1％～2.0％，所述電解槽採用碳棒為陰極，鈦板、鈦網、不鏽鋼板、不鏽鋼網、鉑金鈦板或鉑金鈦網為陽極，電解槽電壓為1～20V，電流強度為0.01～0.4A，電流密度為5～200A/m2，反應溫度為20～30℃，電解時間為0.25h～5h。
2. 如權利要求1所述的一種從廢棄印刷線路板中提取金的方法，其特徵在於， 所述第一步中將印刷線路板粉碎至粒度為0. 5-lmm。
3. 如權利要求1所述的一種從廢棄印刷線路板中提取金的方法，其特徵在於， 所述第三步中助氧化劑為雙氧水。
4. 如權利要求1所述的一種從廢棄印刷線路板中提取金的方法，其特徵在於， 所述第三步中無機酸為鹽酸，鹼性溶液為氫氧化鈉溶液。
5. 如權利要求1所述的一種從廢棄印刷線路板中提取金的方法，其特徵在於， 所述第四步中電解槽陰極區和陽極區由陰離子交換膜隔開。
6. 如權利要求5所述的一種從廢棄印刷線路板中提取金的方法，其特徵在於，所述陰離子交換膜為均相陰離子交換膜或異相陰離子交換膜。
7. 如權利要求1所述的一種從廢棄印刷線路板中提取金的方法，其特徵在於， 所述第四步中電解槽陰極區中金的質量濃度為1 90ppm。
8. 如權利要求1所述的一種從廢棄印刷線路板中提取金的方法，其特徵在於， 所述第一碘液和第二碘液中水溶性碘化物分別為碘化鉀、碘化鈉或碘化氨。
全文摘要
本發明提供了一種從廢棄印刷線路板中提取金的方法，具體步驟為第一步將廢棄印刷線路板破碎、粉碎，分離金屬與塑料；第二步將第一步得到的金屬與硝酸溶液混合，在10～80℃恆溫條件下攪拌反應1～6h，將產物過濾，從濾液中提取銅，將濾渣洗滌烘乾；第三步將第二步得到的濾渣加到第一碘液和助氧化劑的混合液中，用無機酸和鹼性溶液控制反應pH值為3～9，在10～60℃恆溫振蕩器中反應2～5h。第四步將第三步的產物過濾，濾液放入電解槽中的陰極區，將由碘、水溶性碘化物和水組成的第二碘液作為電解質放入陽極區，電解，過濾陰極區溶液，得到的濾渣即為金泥，回收陽極區的第二碘液。本發明浸金率高，成本低，環境汙染小。
文檔編號C22B11/00GK101392325SQ200810201420
公開日2009年3月25日 申請日期2008年10月21日 優先權日2008年10月21日
發明者姜萍華, 瑩 張, 張麗萍, 渠 徐, 王小玲, 亮 陳, 陳東輝, 陳超鵬, 黃滿紅 申請人:東華大學