專利名稱：一種回收廢棄線路板中金屬銅的方法
技術領域：
本發明涉及一種回收廢棄線路板中金屬銅的方法。
背景技術：
我國是世界第一大印刷線路板生產國，線路板的產量達到1. 3億平方米/年，按材料利用率約90%計，印刷電路板產生的邊角廢料約1440萬平方米/年，約3. 6萬噸/年。此外，由基材生產企業產生的邊角廢料約為其成品的7%，覆銅板產生的邊角廢料約為2. 5萬噸/年，由成品印制電路板在整機廠的利用率約95%，整機廠產生的廢棄線路板約為2萬噸 /年，上述三項總和約為8. 1萬噸/年。另外，我國每年進口的電子廢料及本土報廢的電子產品拆解的廢舊線路板的總量達50萬噸以上。線路板中的貴金屬含量遠遠高于天然礦石的工業品位，其回收利用前景比天然礦石要好得多，特別是線路板中金屬銅的含量非常豐富，幾種線路板中金屬銅的含量分別為 覆銅板23. 06% ；電腦主板42. 64% ；無原件音響板10. 07% ；交換機板32. 35% ；手機板四.38%。目前，主要采用“破碎一分選”方法回收覆銅線路板中的金屬銅，采用該方法可以有效回收線路板粉體中的大顆粒金屬銅，但粒度為一 0. 5mm占80%的線路板粉體中有部分微細粒金屬銅很難有效回收，粉體中殘余金屬銅含量仍然高達0. 3^0. 7%，嚴重影響了非金屬線路板粉體的綜合利用。
發明內容
本發明的目的是要克服現有技術的缺陷，提供一種具有環境友好，反應溫和，流程縮短，金屬銅回收率高的方法。本發明方法的具體步驟如下
(1)菌種培養以氧化亞鐵嗜酸硫桿菌(AcidithicAacillus ferrooxidans)為浸礦菌株，以硫酸銨2 6 g/L，氯化鉀0.廣0.2 g/L，磷酸氫二鉀0. Γ1 g/L，硝酸鈣0. 0廣0. 03 g/L和硫酸亞鐵20 50 g/L為培養基，pH為1.5 2.0，充氣培養M、8 h，得到細菌培養液;
(2)生物浸出將覆銅線路板粉體筑堆，用上述細菌培養液循環噴淋，噴淋強度為 2(T40L/m2. h，直至得到Cu2+濃度達到2g/L以上的硫酸銅溶液；
(3)溶劑萃取Lix984為萃取劑，260#煤油為稀釋劑，按1^勸84:沈0#煤油的體積比為 1:4，萃取劑硫酸銅溶液的體積比為1:1，溫度25 35°C，萃取時間廣8min，得到負載銅有機相和萃余液；用PH值為2. 0的硫酸水溶液洗滌負載銅有機相一次，用濃度16(Tl80g/L的硫酸水溶液為萃取劑，負載銅有機相硫酸水溶液的體積比為5:1，在萃取時間廣8min，溫度 25、5°C條件下反萃取，直至硫酸水溶液中的Cu2+濃度達到43、8g/L;萃余液經氣浮除油處理后，補充硫酸至PH值為1. 5，曝氣，進行浸礦細菌培養，當溶液中的細菌濃度達到1 X IO8 個/ml左右時，返回用作浸銅噴淋液；(4)電積回收陰極為316L不銹鋼板，陽極為鉛一錫一鈣壓延合金板，陰極電流密度 10(Tl50A/m2，槽電壓1. 9 2. IV，槽溫40°C，電積上述Cu2+濃度為43 48g/L的硫酸水溶液， 陰極析出銅。氧化亞鐵嗜酸硫桿菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)；保藏單位中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心；保藏號CGMCC No. 1832 (中國專利號ZL 200610140866. 8，授權公告號 CN 100398677C)。與已有傳統技術相比，本發明所具有的優點是
1.采用本發明的細菌浸銅技術，可以使線路板廢棄物中金屬銅浸出率提高到98. 0%以上，處理后的線路板非金屬組分中金屬銅含量低于0. 05%，這種除銅后的非金屬組分可以作為填料應用于復合材料的制造中，實現資源綜合利用。2.本發明將傳統冶煉技術中的高溫、強酸、強堿苛刻冶煉條件轉化成反應溫和， 環境友好，流程縮短的“生物浸出一萃取一電積” 一體化生產方法，大幅度減少傳統礦冶工藝對煤、油等能源的大量消耗，以及傳統冶金過程的廢氣、廢渣、廢水污染，顯著改善生態環
^Mi ο3.采用本發明的生物浸出能獲得高純度金屬銅離子溶液，萃取和電積采用全循環方法，金屬銅不會損失，因此金屬銅的回收率可達99. 5%。特別適合于制備高純度金屬銅，產品附加值高，經濟效益顯著。
具體實施例方式實施例1
金屬銅含量為21. 68%的覆銅線路板粉體，破碎至粒度一 0. 5mm占80%。(1)菌種培養使用的菌株為氧化亞鐵嗜酸硫桿菌(AcidithicAacillus ferrooxidans),培養基為硫酸銨5. Og/L,氯化鉀0. 2 g/L，磷酸氫二鉀0. 8 g/L，硝酸鈣 0. 03 g/L和硫酸亞鐵50 g/L, pH為1.3，充氣培養36 h，得到細菌處于對數生長期的細菌
培養液；
(2)生物浸出將覆銅線路板粉體堆入鋪設有噴淋管網的浸出池中，用上述細菌培養液噴淋，噴淋強度為25L/m2. h，細菌培養液與覆銅線路板中金屬銅發生反應，生成的硫酸銅溶液向底層滲透，由底部的排液管流出，進入集液池，循環噴淋，直至浸出液中Cu2+濃度達到2. 0g/L以上，浸出96 h后，線路板粉體中金屬銅含量降為0. 098%，金屬銅浸出率可達到 99. 5% ；
(3)溶劑萃取Lix984為萃取劑，260#煤油為稀釋劑，按1^勸84:沈0#煤油的體積比為 1:4，萃取劑硫酸銅溶液的體積比為1:1，溫度30°C，萃取時間8min，得到負載銅有機相和萃余液；用PH值為2. 0的硫酸水溶液洗滌負載銅有機相一次，用濃度165g/L的硫酸水溶液為萃取劑，負載銅有機相硫酸水溶液的體積比為5:1，萃取時間5min，溫度30°C條件下反萃取，直至硫酸水溶液中的Cu2+濃度達到45g/L ；萃余液經氣浮除油處理后，補充硫酸至pH 值為1. 5，曝氣，進行浸礦細菌培養，當溶液中的細菌濃度達到1 X IO8個/ml左右時，返回用作浸銅噴淋液；
(4)電積回收將Cu2+濃度達到45g/L的硫酸水溶液送入電積槽，陰極為316L不銹鋼板，陽極為鉛一錫一鈣壓延合金板，溶液循環方式為下進上出，控制循環流量，陰極電流密度140A/m2，槽電壓2. 0V，槽溫40°C，陰極析出銅周期約7天，在電積槽中陰極析出銅，經洗滌、剝板，得到品位為99. 995%的高品質陰極銅，金屬銅的回收率99. 5%。實施例2
金屬銅含量為0. 67%的覆銅線路板粉體，粒度為一 0. 5mm占80%。(1)菌種培養使用的菌株為氧化亞鐵嗜酸硫桿菌(AcidithicAacillus ferrooxidans)，培養基為硫酸銨4. Og/L，氯化鉀0. lg/L，磷酸氫二鉀0.6 g/L，硝酸鈣0.02 g/L和硫酸亞鐵45 g/L，pH為1.5，充氣培養36 h，得到細菌處于對數生長期的細菌培養液；
(2)生物浸出將覆銅線路板粉體堆入鋪設有噴淋管網的浸出池中，用上述細菌培養液噴淋，噴淋強度為30L/m2. h，細菌培養液與覆銅線路板中金屬銅發生反應，生成的硫酸銅溶液向底層滲透，由底部的排液管流出，進入集液池；循環噴淋，直至浸出液中Cu2+濃度達到2. Og/L以上，浸出72 h后，線路板粉體中金屬銅含量降為0. 0095%,金屬銅浸出率可達到 98. 6% ；
(3)溶劑萃取Lix984為萃取劑，260#煤油為稀釋劑，按1^勸84:沈0#煤油的體積比為 1:4，萃取劑硫酸銅溶液的體積比為1:1，溫度30°C，萃取時間8min，得到負載銅有機相和萃余液；PH值為2. 0的硫酸水溶液洗滌負載銅有機相一次，用濃度165g/L的硫酸水溶液為萃取劑，負載銅有機相硫酸水溶液的體積比為5:1，萃取時間5min，溫度30°C條件下反萃取，直至硫酸水溶液中的Cu2+濃度達到45g/L ；萃余液經氣浮除油處理后，補充硫酸至pH值為1. 5，曝氣，進行浸礦細菌培養，當溶液中的細菌濃度達到1 X IO8個/ml左右時，返回用作浸銅噴淋液；
(4)電積回收將Cu2+濃度達到45g/L的硫酸水溶液送入電積槽，陰極為316L不銹鋼板，陽極為鉛一錫一鈣壓延合金板，溶液循環方式為下進上出，控制循環流量，陰極電流密度140A/m2，槽電壓2. 0V，槽溫40°C，陰極析出銅周期約7天，在電積槽中陰極析出銅，經洗滌、剝板，得到品位為99. 995%的高品質陰極銅，金屬銅的回收率98. 6%。
權利要求
1. 一種回收廢棄線路板中金屬銅的方法，其特征是由以下步驟組成(1)菌種培養以氧化亞鐵嗜酸硫桿菌(AcidithicAacillusferrooxidans)為浸礦菌株，以硫酸銨2 6 g/L，氯化鉀0.廣0.2 g/L，磷酸氫二鉀0.廣1 g/L，硝酸鈣0. 0廣0. 03 g/L和硫酸亞鐵20 50 g/L為培養基，pH為1.5 2.0，充氣培養M、8 h，得到細菌培養液;(2)生物浸出將覆銅線路板粉體筑堆，用上述細菌培養液循環噴淋，噴淋強度為 2(T40L/m2. h，直至得到Cu2+濃度達到2g/L以上的硫酸銅溶液；(3)溶劑萃取Lix984為萃取劑，260#煤油為稀釋劑，按1^勸84:沈0#煤油的體積比為 1:4，萃取劑硫酸銅溶液的體積比為1:1，溫度25 35°C，萃取時間廣8min，得到負載銅有機相和萃余液；用PH值為2. 0的硫酸水溶液洗滌負載銅有機相一次，用濃度16(Tl80g/L的硫酸水溶液為萃取劑，負載銅有機相硫酸水溶液的體積比為5:1，在萃取時間廣8min，溫度 25、5°C條件下反萃取，直至硫酸水溶液中的Cu2+濃度達到43、8g/L;萃余液經氣浮除油處理后，補充硫酸至PH值為1. 5，曝氣，進行浸礦細菌培養，當溶液中的細菌濃度達到1 X IO8 個/ml左右時，返回用作浸銅噴淋液；(4)電積回收陰極為316L不銹鋼板，陽極為鉛一錫一鈣壓延合金板，陰極電流密度 10(Tl50A/m2，槽電壓1. 9 2. IV，槽溫40°C，電積上述Cu2+濃度為43 48g/L的硫酸水溶液， 陰極析出銅。
全文摘要
一種回收廢棄線路板中金屬銅的方法。其特征是由以下步驟組成以氧化亞鐵嗜酸硫桿菌(Acidithiobacillusferrooxidans)為浸礦菌株，以硫酸銨，氯化鉀，磷酸氫二鉀，硝酸鈣和硫酸亞鐵為培養基，得到細菌培養液；用上述細菌培養液循環噴淋，得到硫酸銅溶液；Lix984為萃取劑，260#煤油為稀釋劑，萃取硫酸銅溶液，得到負載銅有機相和萃余液；用硫酸水溶液為萃取劑，反萃取負載銅有機相，直至硫酸水溶液中的Cu2+濃度達到43~48g/L；電積上述Cu2+濃度為43~48g/L的硫酸水溶液，陰極析出銅。本發明的方法是一種具有環境友好，反應溫和，流程縮短，金屬銅回收率可達99.5%的方法，適用于廢棄線路板中金屬銅的回收。
文檔編號C22B7/00GK102363890SQ201110329620
公開日2012年2月29日 申請日期2011年10月26日 優先權日2011年10月26日
發明者劉勇, 周吉奎, 湯玉和, 邱顯揚 申請人:廣州有色金屬研究院