一種從廢棄手機回收金和銅的方法

一種從廢棄手機回收金和銅的方法
【專利摘要】本發明公開了一種從廢棄手機回收金和銅的方法，包括以下步驟：1)將廢棄手機主板處理成小于1cm的碎片；2)將碎片加入超臨界水氧化反應裝置中，加入去離子水和30％的過氧化氫，密封，控制反應物固液比為1:5克/毫升-1:30克/毫升；3)加熱，溫度升至250度-400度后開始計時，手動加壓裝置控制在12MPa-30MPa，反應30-180分鐘后停止加熱；4)反應結束冷卻至室溫后打開反應釜，固液分離后將固相置于0.5mol/L-3mol/L硫酸溶液中浸泡5-40分鐘，過濾，濾液蒸發濃縮結晶，回收CuSO4晶體產品；5)剩余固體殘渣物干燥后置于碘化鉀-碘溶液中浸泡30-180分鐘，過濾，得到金的濃溶液而回收。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及廢棄物回收應用【技術領域】，具體的說，本發明涉及一種從廢棄手機回 收金和銅的方法。 一種從廢棄手機回收金和銅的方法

【背景技術】
[0002] 目前全球每年廢棄的手機約有4億部，其中中國有近1億部，回收率卻不足1%。 聯合國環境規劃署近期發布的報告預測，到2020年，中國廢棄手機數量將比2007年增長7 倍。廢棄手機的線路板中含有金、銀、鈀、銅等有價金屬，含量分別約為：金280g/t、銀2kg/ t、銅200kg/t、鈀100g/t，其含金量比高質量的金精礦（70g/t左右）還要高。廢棄手機的線 路板中同時還含有溴代阻燃劑等多種有害物質，若直接丟棄將嚴重污染土壤和地下水。因 此，開展廢棄手機中金屬的回收和無害化處理有機污染物的研究很有意義。
[0003] 從廢棄手機線路板中選擇性回收金和銅的關鍵是使金屬與其它絕大部分物料分 開，相應的回收工藝可以分為火法、濕法、生物技術三大類。火法容易導致大量的大氣污染 物排放，甚至產生持久性有機物等二次污染物。由于濕法目前大多采用王水或者含氰工藝， 因而不可避免產生大量有毒廢水。而生物技術的缺點在于其浸出時間長，效率較低。


【發明內容】

[0004] 本發明針對我國廢棄手機線路板資源化回收過程中技術落后、資源浪費和環境污 染突出的現狀，開發了一套環境友好同時無害化處理溴代阻燃劑并回收廢棄手機中金和銅 的工藝流程。
[0005] 本發明結合廢棄手機線路板中所含金、銅以及溴代阻燃劑的形態特征，采用超臨 界水氧化結合碘化鉀-碘浸出的工藝，將溴代阻燃劑徹底氧化分解成環境友好的C0 2和H20， 達到無害化處理的目的，同時，實現廢棄手機線路板中金和銅的選擇性回收。
[0006] 本發明提供的技術方案是：一種從廢棄手機回收金和銅的方法，包括以下步驟：
[0007] 1)將廢棄手機的主板和元器件分離，元器件分類后另行處理，主板用剪切粉碎機 處理成小于lcm的碎片；
[0008] 2)將碎片加入超臨界水氧化反應裝置中，加入去離子水和30%的過氧化氫，密 封，控制反應物固液比為1:5克/毫升-1:30克/毫升；
[0009] 3)加熱反應釜，溫度升至250度-400度后開始計時，超臨界水氧化反應裝置內壓 力通過手動加壓裝置控制在12MPa-30MPa，反應30-180分鐘后停止加熱；
[0010] 4)反應結束冷卻至室溫后打開反應釜，固液分離后將固相置于0. 5m〇l/L-3m〇l/L 硫酸溶液中浸泡5-40分鐘，過濾，濾液蒸發濃縮結晶，回收CuS04晶體產品；
[0011] 5)剩余固體殘渣物干燥后置于碘化鉀-碘溶液中浸泡30-180分鐘，過濾，得到金 的濃溶液而回收，其中碘化鉀濃度280-360mM，碘單質濃度=30-50mM。
[0012] 所述步驟2)中,控制反應物固液比為1:10克/毫升。
[0013] 所述步驟3)中，溫度升至400度開始計時，反應60分鐘。
[0014] 所述步驟2)中，可在密封之前通入氧氣1-5分鐘以替代過氧化氫。
[0015] 所述步驟5)中，碘化鉀-碘溶液中碘化鉀濃度為320mM，碘單質濃度為40mM。
[0016] 本發明的有益效果是：
[0017]目前我國關于超臨界水氧化預處理結合碘化鉀-碘浸出廢棄手機線路板中金屬 的相關資料基本是空白。本發明中基于超臨界水氧化和碘化鉀-碘浸出工藝方法的意義主 要表現在：在超臨界水氧化預處理中對廢棄手機中所含溴代阻燃劑的無害化處理解決了目 前廢棄手機回收工藝中面臨的急需解決的問題；該工藝方法實現了廢棄手機線路板中金和 銅的選擇性回收。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本發明以 及容易得知其中許多伴隨的優點，但此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解， 構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發 明的不當限定，其中：
[0019] 圖1廢棄手機線路板回收金和銅的工藝流程圖；
[0020] 圖2超臨界水氧化預處理時間、溫度對溴代阻燃劑分解脫溴效率的影響；
[0021] 圖3稀硫酸浸泡反應如后固相廣品的XRD衍射分析圖譜，途中：A:經過超臨界水 氧化預處理后的樣品；B:經過超臨界水氧化預處理和稀硫酸浸泡后的樣品；
[0022] 圖4不同碘化鉀-碘浸出條件對廢棄手機線路板中金的浸出回收效率的影響（超 臨界水氧化預處理條件是：溫度=400°C，時間=60分鐘，固液比=1:10g/mL)。

【具體實施方式】
[0023] 為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實 施方式對本發明作進一步詳細的說明。
[0024] 實施例1 :
[0025] 如圖1所示，將廢棄手機線路板的主板和元器件分離，元器件分類后另行處理，線 路板主板用剪切粉碎機處理成小于lcm的碎片。將剪切好的廢棄手機線路板碎片加入超臨 界水氧化反應裝置中，加入50毫升去離子水和40毫升30%的過氧化氫，立即密封反應荃 (也可在密封之前通入氧氣1-5分鐘以替代過氧化氫），加熱，溫度升至400度后開始計時， 此時容器內壓力通過手動加壓裝置控制在23MPa，反應60分鐘后停止加熱。溫度降至室溫 后打開反應裝置，將反應物轉移至離心管中離心分離。取離心分離后水相1毫升稀釋后定 容，然后用離子色譜測定其中的無機Br含量。圖2顯示，在上述超臨界水氧化預處理條件 下，廢棄手機線路板中溴代阻燃劑的分解脫溴效率達到99. 8%。另外，取離心分離后的固相 產物加入lmol/L的稀硫酸溶液中（固液比控制在1:10g/mL)，攪拌反應20分鐘，離心分離， 濾液蒸發濃縮結晶后，再次離心分離，分離得到的固相產物在干燥后稱重，并進行XRD粉末 衍射分析，結果證明為硫酸銅晶體，純度達到98. 5%，銅的回收率達到99%。對進行稀硫酸 浸泡反應前后的固相采用XRD粉末衍射分析，如圖3所示，表明稀硫酸的浸泡能夠有效的浸 出回收其中的金屬銅。干燥后的固相產物用碘化鉀-碘溶液（碘化鉀濃度= 320mM，碘單 質濃度=40mM)浸泡120分鐘，固液比控制在l:10g/mL，如圖4所示，金的浸出回收率達到 98%。
[0026] 實施例2 :
[0027] 如圖1所示，將廢棄手機線路板的主板和元器件分離，元器件分類后另行處理，線 路板主板用剪切粉碎機處理成小于lcm的碎片。將剪切好的廢棄手機線路板碎片加入超臨 界水氧化反應裝置中，加入90毫升去離子水和60毫升30 %的過氧化氫，立即密封反應釜 (也可在密封之前通入氧氣1-5分鐘以替代過氧化氫），加熱，溫度升至250度后開始計時， 此時容器內壓力通過手動加壓裝置控制在12MPa，反應30分鐘后停止加熱。溫度降至室溫 后打開反應裝置，將反應物轉移至離心管中離心分離。取離心分離后水相1毫升稀釋后定 容，然后用離子色譜測定其中的無機Br含量。圖2顯示，在上述超臨界水氧化預處理條件 下，廢棄手機線路板中溴代阻燃劑的分解脫溴效率達到95%。另外，取離心分離后的固相產 物加入0. 5mol/L的稀硫酸溶液中（固液比控制在1: 5g/mL)，攪拌反應5分鐘，離心分離，濾 液蒸發濃縮結晶后，再次離心分離，分離得到的固相產物在干燥后稱重，并進行XRD粉末衍 射分析，結果證明為硫酸銅晶體，純度達到98. 5%，銅的回收率達到51 %。干燥后的固相產 物用碘化鉀-碘溶液（碘化鉀濃度=320mM，碘單質濃度=40mM)浸泡30分鐘，固液比控制 在l:5g/mL，金的浸出回收率達到45%。
[0028] 實施例3 :
[0029] 如圖1所示，將廢棄手機線路板的主板和元器件分離，元器件分類后另行處理，線 路板主板用剪切粉碎機處理成小于lcm的碎片。將剪切好的廢棄手機線路板碎片加入超臨 界水氧化反應裝置中，加入50毫升去離子水和40毫升30 %的過氧化氫，立即密封反應荃 (也可在密封之前通入氧氣1-5分鐘以替代過氧化氫），加熱，溫度升至400度后開始計時， 此時容器內壓力通過手動加壓裝置控制在30MPa，反應180分鐘后停止加熱。溫度降至室 溫后打開反應裝置，將反應物轉移至離心管中離心分離。取離心分離后水相1毫升稀釋后 定容，然后用離子色譜測定其中的無機Br含量。圖2顯示，在上述超臨界水氧化預處理條 件下，廢棄手機線路板中溴代阻燃劑的分解脫溴效率達到99. 8 %。另外，取離心分離后的 固相產物加入3mol/L的稀硫酸溶液中（固液比控制在1:30g/mL)，攪拌反應40分鐘，離心 分離，濾液蒸發濃縮結晶后，再次離心分離，分離得到的固相產物在干燥后稱重，并進行XRD 粉末衍射分析，結果證明為硫酸銅晶體，純度達到98. 5%，銅的回收率達到99. 5%。干燥后 的固相產物用碘化鉀-碘溶液（碘化鉀濃度=320mM，碘單質濃度=40mM)浸泡180分鐘， 固液比控制在l:30g/mL，如圖4所示，金的浸出回收率達到98%。
[0030] 以上實例的說明只是用于幫助理解本發明的核心思想；同時，對于本領域的一般 技術人員，依據本發明的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述， 本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【權利要求】
1. 一種從廢棄手機回收金和銅的方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 將廢棄手機的主板和元器件分離，元器件分類后另行處理，主板用剪切粉碎機處理 成小于lcm的碎片； 2) 將碎片加入超臨界水氧化反應裝置中，加入去離子水和30%的過氧化氫，密封，控 制反應物固液比為1:5克/暈升-1:30克/暈升； 3) 加熱反應釜，溫度升至250度-400度后開始計時，超臨界水氧化反應裝置內壓力通 過手動加壓裝置控制在12MPa-30MPa，反應30-180分鐘后停止加熱； 4) 反應結束冷卻至室溫后打開反應釜，固液分離后將固相置于0. 5m〇l/L-3m〇l/L硫酸 溶液中浸泡5-40分鐘，過濾，濾液蒸發濃縮結晶，回收CuS0 4晶體產品； 5) 剩余固體殘渣物干燥后置于碘化鉀-碘溶液中浸泡30-180分鐘，過濾，得到金的濃 溶液而回收，其中碘化鉀濃度280-360mM，碘單質濃度=30-50mM。
2. 根據權利要求1所述一種從廢棄手機回收金和銅的方法，其特征在于，所述步驟2) 中，控制反應物固液比為1:10克/毫升。
3. 根據權利要求1所述一種從廢棄手機回收金和銅的方法，其特征在于，所述步驟3) 中，溫度升至400度開始計時，反應60分鐘。
4. 根據權利要求1所述一種從廢棄手機回收金和銅的方法，其特征在于，所述步驟2) 中，可在密封之前通入氧氣1-5分鐘以替代過氧化氫。
5. 根據權利要求1所述一種從廢棄手機回收金和銅的方法，其特征在于，所述步驟5) 中，碘化鉀-碘溶液中碘化鉀濃度為320mM，碘單質濃度為40mM。
【文檔編號】C22B7/00GK104060094SQ201410254845
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月10日 優先權日:2014年6月10日
【發明者】修福榮, 齊瑩瑩 申請人:福建工程學院