一種從廢舊印刷線路板中提取金屬銅的方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于材料回收領域，涉及一種提取金屬銅的方法，具體涉及一種從廢舊印刷線路板中提取金屬銅的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]印刷線路板(Printed circuit Bonds，PCBs)是由樹脂和玻璃纖維材料制備的基板、基板上的銅鉚釘和銅箔以及電子元器件等構(gòu)成。印刷線路板廣泛地應用于信息、通訊、電子、軍事、航天等領域。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展以及各個領域需求印刷線路板的不斷擴大，所產(chǎn)生的廢舊印刷線路板的數(shù)量也急劇增長。一方面廢舊印刷線路板中的多種有毒有害物質(zhì)必須經(jīng)過回收處理；另一方面廢舊印刷線路板基板中的重金屬元素又具有極高的資源回收利用價值，是一種潛在的二次資源。因此，合理有效的回收廢舊印刷線路板對經(jīng)濟和環(huán)保都有著重要的意義。
[0003]目前，國內(nèi)外從廢舊線路板中提取金屬的技術(shù)主要為四種，即機械處理技術(shù)、熱處理技術(shù)、濕法冶金技術(shù)和生物技術(shù)。
[0004]機械處理技術(shù)主要采用的是物理方法，首先通過破碎實現(xiàn)廢棄電路板金屬與非金屬的解離，然后根據(jù)所含金屬與非金屬性質(zhì)的不同，利用不同的分選辦法將這些材料進行分離。廢棄線路板的機械處理技術(shù)有:拆解、破碎、風力分選、磁選、篩分、渦流分選、電選等。此方法能對金屬與非金屬實現(xiàn)較好地分離，其流程簡單，對環(huán)境無破壞，但是分選時要對廢舊印刷線路板基板進行粉碎，分選后所得各組分的純度不高，不能直接被工業(yè)再利用。
[0005]濕法冶金技術(shù)是用強氧化性的酸對廢舊電路板進行處理，然后提純浸出液中的金屬離子，采用置換或電解處理工藝回收金屬。該方法的缺點是使用的硝酸等強氧化劑會在處理過程中釋放出N0x，S染環(huán)境，且產(chǎn)生了大量廢液，易造成二次污染。此外，在用硝酸、硫酸等強酸來浸出基板中的金屬時，基板非金屬材料一方面會發(fā)生氧化而被破壞；另一方面溶解的金屬離子還會破壞基板上非金屬材料的分子結(jié)構(gòu)使非金屬材料性能降低。
[0006]熱處理技術(shù)是將廢舊線路板置于高溫熔爐中焚燒，去除樹脂等無機組分，之后再利用火法和電解法回收灰渣中的貴金屬。本方法的缺點是:在焚燒過程中會產(chǎn)生大量還有二噁英、呋喃以及多氯聯(lián)苯等有毒物質(zhì)的煙霧，存在二次污染和人身安全隱患。
[0007]生物技術(shù)是一種利用微生物對特定金屬離子進行特定吸附或者配合的技術(shù)。此方法工藝簡單、運行費低、操作簡便，但微生物的培養(yǎng)費用較大且處理周期較長。目前，生物法的相關(guān)研究仍處于實驗室階段。
[0008]濕法冶金技術(shù)和熱處理技術(shù)是在金屬礦物冶煉的基礎上發(fā)展起來的，技術(shù)較為成熟，成本較低，回收金屬純度較高。相對于熱處理技術(shù)，濕法冶金技術(shù)需要消耗大量化學試劑進行金屬的浸取，但是工藝簡單成熟，不產(chǎn)生大量有毒有害氣體，能源消耗較少，適當操作可以大大減少對環(huán)境的污染。對于濕法冶金技術(shù)，提取銅的技術(shù)關(guān)鍵在于銅的浸出方面以及提取的銅的純度問題等。目前，常用的濕法提取銅的技術(shù)相對繁瑣，不僅涉及復雜的浸銅體系溶液的配置，如絡合劑、強氧化劑、萃取劑、反萃取劑的選取與消耗，還會在提取銅的過程中產(chǎn)生出大量有毒有害氣體污染環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種從廢舊印刷線路板中提取金屬銅的方法。
[0010]為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種從廢舊印刷線路板中提取金屬銅的方法，它包括以下步驟:
(a)將廢舊印刷線路板的表面層從其基板上分離；
(b)以所述表面層為陽極、鈦板為陰極、硫酸銅溶液為電解液，連接直流電源后形成斷路的電解池；
(c)調(diào)節(jié)陽極和陰極的間距為2~12cm、直流電源電壓為1~5V、硫酸銅溶液的溫度為25~50°C，接通電路電解0.5~5h，收集陰極上得到的銅即可。
[0011 ] 優(yōu)化地，所述硫酸銅溶液的濃度為0.l~lmol/Lo
[0012]優(yōu)化地，所述硫酸銅溶液由陰極上得到的銅和硫酸反應得到。
[0013]由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點:本發(fā)明從廢舊印刷線路板中提取金屬銅的方法，以表面層為陽極、鈦板為陰極、硫酸銅溶液為電解液形成電解池，并精確控制電解參數(shù)，能夠在陰極上得到高純度額銅，可直接用于工業(yè)生產(chǎn)；而且使用的硫酸銅溶液可以循環(huán)使用，不會對環(huán)境造成二次污染，由于廢舊電路板無需進行破碎，不僅簡化了電解工藝，還使非金屬材料如玻璃纖維的性質(zhì)沒有遭到損害，大大拓展了其二次利用范圍。
【具體實施方式】
[0014]本發(fā)明從廢舊印刷線路板中提取金屬銅的方法，它包括以下步驟:(a)將廢舊印刷線路板的表面層從其基板上分離；(b)以所述表面層為陽極、鈦板為陰極、硫酸銅溶液為電解液，連接直流電源后形成斷路的電解池；(C)調(diào)節(jié)陽極和陰極的間距為2~12cm、直流電源電壓為1~5V、硫酸銅溶液的溫度為25~50°C，接通電路電解0.5~5h，收集陰極上得到的銅即可。以表面層為陽極、鈦板為陰極、硫酸銅溶液為電解液形成電解池，并精確控制電解參數(shù)，能夠在陰極上得到高純度額銅，可直接用于工業(yè)生產(chǎn)；而且使用的硫酸銅溶液可以循環(huán)使用，不會對環(huán)境造成二次污染，由于廢舊電路板無需進行破碎，不僅簡化了電解工藝，還使非金屬材料如玻璃纖維的性質(zhì)沒有遭到損害，大大拓展了其二次利用范圍。硫酸銅溶液的濃度為優(yōu)選0.l~lmol/L，硫酸銅溶液由陰極上得到的銅和硫酸反應得到，這樣能夠節(jié)約硫酸銅的用量，節(jié)約成本，降低對環(huán)境的破壞。
[0015]步驟(a)中，將廢舊印刷線路板的表面層從其基板上分離的具體方法為:(SI)取廢棄線路板分別進行示差掃描量熱法(DSC)和熱重分析(TGA)測試得到對應的分析曲線，確定裂解溫度區(qū)域；需要注意的是裂解溫度區(qū)域需要根據(jù)DSC曲線和TGA曲線進行綜合分析，首先利用TGA曲線確定廢棄線路板中組分或物質(zhì)快速降解的溫度范圍，隨后根據(jù)DSC曲線上的第一個主峰和第二個主峰確定裂解溫度區(qū)域(裂解溫度區(qū)域為第一個主峰峰值處至第二個主峰開始形成處對應的溫度區(qū)間，優(yōu)選為300~450°C) ; (S2)將管式爐升溫至所述裂解溫度區(qū)域內(nèi)的任一溫度，連續(xù)通入惰性氣體(惰性氣體流量可以根據(jù)實際工藝進行調(diào)整，只要確保廢棄線路板不被氧化即可)，隨后將試樣推舟送入有效加熱溫區(qū)進行保溫10~60分鐘，直至金屬層發(fā)生翹曲；(S3)在所述管式爐出口處連接收集容器，取熱解過程中釋放的氣體進行氣相色譜分析，根據(jù)氣相色譜分析結(jié)果確定回收方案，進行回收處理(熱解過程中產(chǎn)生的熱解氣和熱解油可加以回收，以作能源或是原材料進行二次使用，以達到資源的最大利用化)；(S4)將熱解后的廢棄線路板降溫后，剝離玻璃纖維布和金屬層即可；這樣得到的表面層具有$父尚的質(zhì)量，有利于提尚金屬銅的廣率。
[0016]下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明進行進一步說明。
[0017]實施例1
本實施例提供一種從廢舊印刷線路板中提取金屬銅的方法，它包括以下步驟:
(a)將廢舊印刷線路板的表面層從其基板上分離；
(b)以所述表面層為陽極、鈦板為陰極、0.lmol/L硫酸銅溶液為電解液，連接直流電源后形成斷路的電解池；
(c)調(diào)節(jié)陽極和陰極的間距為12cm、直流電源電壓為IV、硫酸銅溶液的溫度為50°C，接通電路電解5h，收集陰極上得到的銅即可；由于電解時間較長，待硫酸銅溶液濃度變稀后，取電解得到的銅加入硫酸中，加熱形成硫酸銅溶液，加入變稀的前述溶液中，使其濃度保持約為 0.lmol/L。
[0018]實施例2
本實施例提供一種從廢舊印刷線路板中提取金屬銅的方法，它包括以下步驟:
(a)將廢舊印刷線路板的表面層從其基板上分離；
(b)以所述表面層為陽極、鈦板為陰極、lmol/L硫酸銅溶液為電解液，連接直流電源后形成斷路的電解池；
(c)調(diào)節(jié)陽極和陰極的間距為2cm、直流電源電壓為5V、硫酸銅溶液的溫度為25°C，接通電路電解0.5h，收集陰極上得到的銅即可。
[0019]實施例3
本實施例提供一種從廢舊印刷線路板中提取金屬銅的方法，它包括以下步驟:
(a)將廢舊印刷線路板的表面層從其基板上分離；
(b)以所述表面層為陽極、鈦板為陰極、0.5mol/L硫酸銅溶液為電解液，連接直流電源后形成斷路的電解池；
(c)調(diào)節(jié)陽極和陰極的間距為5cm、直流電源電壓為3V、硫酸銅溶液的溫度為30°C，接通電路電解2h，收集陰極上得到的銅即可。
[0020]上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種從廢舊印刷線路板中提取金屬銅的方法，其特征在于，它包括以下步驟: Ca)將廢舊印刷線路板的表面層從其基板上分離； (b)以所述表面層為陽極、鈦板為陰極、硫酸銅溶液為電解液，連接直流電源后形成斷路的電解池； (c)調(diào)節(jié)陽極和陰極的間距為2~12cm、直流電源電壓為1~5V、硫酸銅溶液的溫度為25~50°C，接通電路電解0.5~5h，收集陰極上得到的銅即可。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從廢舊印刷線路板中提取金屬銅的方法，其特征在于:所述硫酸銅溶液的濃度為0.l~lmol/Lo3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從廢舊印刷線路板中提取金屬銅的方法，其特征在于:所述硫酸銅溶液由陰極上得到的銅和硫酸反應得到。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種從廢舊印刷線路板中提取金屬銅的方法，它包括以下步驟：（a）將廢舊印刷線路板的表面層從其基板上分離；（b）以所述表面層為陽極、鈦板為陰極、硫酸銅溶液為電解液，連接直流電源后形成斷路的電解池；（c）調(diào)節(jié)陽極和陰極的間距為2~12cm、直流電源電壓為1~5V、硫酸銅溶液的溫度為25~50℃，接通電路電解0.5~5h，收集陰極上得到的銅即可。以表面層為陽極、鈦板為陰極、硫酸銅溶液為電解液形成電解池，并精確控制電解參數(shù)，能夠在陰極上得到高純度額銅，可直接用于工業(yè)生產(chǎn)；而且使用的硫酸銅溶液可以循環(huán)使用，不會對環(huán)境造成二次污染，由于廢舊電路板無需進行破碎，不僅簡化了電解工藝，還使非金屬材料如玻璃纖維的性質(zhì)沒有遭到損害。
【IPC分類】C22B7/00, C22B15/00
【公開號】CN105132691
【申請?zhí)枴緾N201510610773
【發(fā)明人】呂文濤, 劉會群, 馬永梅, 易丹青, 岳琴, 張京楠
【申請人】寧波恒創(chuàng)環(huán)?？萍加邢薰? 寧波同道恒信環(huán)保科技有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月23日