專利名稱：一種廢舊電路板中稀貴金屬與廢塑料的分離回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)廢料的處理，尤其涉及一種廢舊電路板中稀貴金屬與廢塑料的分離回收方法。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的提高，各種家電更新?lián)Q代的頻率越來越高，各種廢舊家電所產(chǎn)生的廢舊電路板(PCB)的數(shù)量越來越多。這些廢舊電路板若被直接丟棄，不僅將占用大量土地資源，還將造成有價(jià)金屬資源的浪費(fèi)，并且其中所含的聚氯乙烯和鹵化物阻燃劑等多種有毒有害物質(zhì)將對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生巨大的污染。另一方面，電路板上往往焊有各種電子元器件，這些元器件通常以焊錫焊接的方式固定在基板上，不同的元器件其成分各不相同， 其中金、鈀、鉬、銀等屬于貴重金屬，鉭、鈮、鈰等屬于稀有金屬，具有極大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此， 如何有效處理廢舊電路板，實(shí)現(xiàn)廢舊電路板的回收再利用，成為亟待解決的問題。若采用直接粉碎法將帶有元器件的線路板粉碎，得到的產(chǎn)物成分復(fù)雜，難以針對(duì)性地從中回收有價(jià)金屬。因此，在從元器件中回收有價(jià)金屬前預(yù)先使元器件與基板分離顯得十分重要。將元器件從基板上拆卸下來單獨(dú)進(jìn)行處理有利于針對(duì)性地制定回收方案，高效地回收元器件中的有價(jià)金屬，同時(shí)有效地控制有害物質(zhì)的污染和最大限度地減少處理成本。目前，行業(yè)內(nèi)分離元器件和基板的方法主要存在以下問題1.人工拆解法的生產(chǎn)效率低下，不適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)；2.廣泛應(yīng)用的加熱熔化焊錫法中需要加熱處理，例如通入熱風(fēng)或噴射高溫液體熔化焊錫，能耗高，且受加熱溫度的影響，易造成焊錫脫除不完全，同時(shí)損傷基板及元器件，實(shí)用性不高。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明旨在提供一種廢舊電路板中稀貴金屬與廢塑料的分離回收方法，該方法無需加熱處理，能耗低，同時(shí)可在不損傷基板及元器件的前提下，實(shí)現(xiàn)焊錫完全脫除并對(duì)錫進(jìn)行有效地回收，自動(dòng)化程度高，實(shí)用性高。本發(fā)明提供了一種廢舊電路板中稀貴金屬與廢塑料的分離回收方法，包括以下步驟(1)分離元器件和基板取廢舊電路板，清洗、干燥，將廢舊電路板豎直夾持于脫焊設(shè)備上，向廢舊電路板噴射硝酸型退錫液進(jìn)行脫焊處理，機(jī)械刮除元器件或機(jī)械振動(dòng)使得元器件從基板上脫落，分別收集脫落物和分離元器件后的基板；(2)處理脫落物取步驟(1)中所述脫落物，根據(jù)比重的不同，將脫落物中的元器件和焊料彼此分離；(3)分離鉛錫取步驟O)中所述焊料分別回收鉛和錫；(4)處理元器件取步驟O)中的元器件，進(jìn)行干燥、粗破、渦流分選、細(xì)破和靜電分選，得元器件金屬富集體粉末；
(5)回收稀貴金屬取步驟中所述元器件金屬富集體粉末，回收稀貴金屬；(6)處理基板取步驟(1)中分離元器件后的基板，進(jìn)行干燥、粗破、渦流分選、細(xì)破和靜電分選，得基板金屬富集體粉末和廢塑料粉末。其中，步驟(1)中合理地結(jié)合了濕法脫焊法和機(jī)械分離法兩種工藝，高效地將元器件從基板上拆卸下來。一方面，濕法脫焊法無需對(duì)焊錫加熱處理，能耗低，同時(shí)可在不損傷基板及元器件的前提下，實(shí)現(xiàn)焊錫完全脫除。通常，電路板上所鍍的錫鉛合金層與基底銅層之間的銅-錫合金厚度為 0. 05 μ m 0. 1 μ m，且隨著時(shí)間的推移而增加，因此廢舊電路板需要強(qiáng)氧化劑才能有力的脫除焊錫。本發(fā)明所述退錫液為硝酸型，其氧化體系由硝酸和硝酸鐵/氯化鐵組成。優(yōu)選地，本發(fā)明所述硝酸型退錫液包含以下組分及重量百分?jǐn)?shù)硝酸15 50%，硝酸鐵或氯化鐵1 20%，磺酸1 5%，其余為水。其中，硝酸是溶解焊錫的主要氧化劑，可選用質(zhì)量百分比為68%的硝酸。由于錫是不活潑金屬，稀酸與錫作用很慢。本發(fā)明所述退錫液相比現(xiàn)有的退錫液提高了硝酸的濃度， 有效提高了對(duì)焊錫的腐蝕速率。硝酸鐵或氯化鐵中的!^3+具有強(qiáng)氧化性，加入硝酸鐵或氯化鐵能提高退錫液的氧化能力，進(jìn)而有效提高溶解焊錫的速度，同時(shí)，起到促進(jìn)腐蝕銅錫合金層的作用。在退錫過程中，錫主要是以Sn2+的形式存在于溶液中。由于Sn2+容易被濃硝酸、空氣中的氧等氧化為Sn4+，而Sn4+易水解產(chǎn)生β-錫酸沉淀，最終導(dǎo)致β-錫酸附著在焊錫上影響焊錫的溶解，因此退錫液中需要加入磺酸?；撬岬淖饔檬桥c溶液中的Sn2+形成穩(wěn)定配合物，促進(jìn)焊錫的溶解。同時(shí)，磺酸是一種強(qiáng)酸，可以有效地抑制退錫液中硝酸的分解。從原料成本考慮，更優(yōu)選地，磺酸選用氨基磺酸。更優(yōu)選地，本發(fā)明所述退錫液，包含以下組分及重量百分?jǐn)?shù)硝酸30 50%，硝酸鐵或氯化鐵10 18%，磺酸3 5%，其余為水。進(jìn)一步優(yōu)選地，本發(fā)明所述退錫液，包含以下組分及重量百分?jǐn)?shù)硝酸50%，硝酸鐵或氯化鐵18%，磺酸5%，其余為水。由于本發(fā)明所述退錫液僅用于對(duì)廢舊電路板上的焊錫進(jìn)行脫焊處理，而這類廢舊電路板已不能重復(fù)再利用，無需考慮對(duì)電路板上銅電路的保護(hù)，因此本發(fā)明所述退錫液無需添加緩蝕劑。本發(fā)明所述退錫液組分簡單且退錫速度快。本發(fā)明所述退錫液的制備方法，包括取硝酸鐵或氯化鐵、磺酸完全溶解在水里， 加入硝酸，攪拌均勻，制得本發(fā)明所述退錫液。另一方面，機(jī)械分離法可以提高元器件從基板上脫落的效率。具體地，脫焊設(shè)備包括退錫裝置、分離裝置和回收槽。其中，退錫裝置包括內(nèi)部容置有退錫液的盛液釜，盛液釜的側(cè)壁設(shè)置有用于夾持廢舊電路板的夾具以及在側(cè)壁相應(yīng)位置設(shè)置有噴射孔。分離裝置包括定位軸和設(shè)置在定位軸上的刀具，定位軸設(shè)置在離夾具一定距離處，能夠沿軸心全方位旋轉(zhuǎn)也能沿豎軸方向上下活動(dòng)，活動(dòng)時(shí)，其上設(shè)置的刀具可與夾持在夾具內(nèi)的廢舊電路板表面接觸?；厥詹墼O(shè)置在退錫裝置和分離裝置的下方。盛液釜的上壁向外延伸有循環(huán)管道，循環(huán)管道最終延伸至回收槽內(nèi)，用于將回收槽內(nèi)收集的廢退錫液循環(huán)至盛液釜循環(huán)利用。循環(huán)管道內(nèi)設(shè)置有循環(huán)泵。優(yōu)選地，脫焊設(shè)備還包括能夠?qū)U舊電路板輸送至盛液釜的噴射孔前并且將脫焊后的廢舊電路板移開的輸送裝置。
本發(fā)明步驟(1)具體為，將廢舊電路板夾持在盛液釜側(cè)壁的夾具中，從噴射孔中噴射退錫液至廢舊電路板焊錫一面的表面進(jìn)行退錫處理，同時(shí)，定位軸活動(dòng)使得刀具接觸廢舊電路板元器件一面的表面并沿豎直方向上下活動(dòng)，導(dǎo)致元器件被刀具刮落至回收槽內(nèi)。優(yōu)選地，定位軸還設(shè)置有振動(dòng)裝置，用于將元器件從基板上振動(dòng)脫落至回收槽內(nèi)。步驟(1)中，廢舊電路板上的焊料往往隨著元器件的脫落一起脫落至回收槽內(nèi)。 因此，收集回收槽內(nèi)的脫落物后需要進(jìn)行步驟O)處理脫落物，根據(jù)比重的不同，將脫落物中的元器件和焊料彼此分離。步驟O)中分離出的焊料含有較高含量的金屬錫(當(dāng)今錫金屬的價(jià)格高達(dá)15萬元/噸左右)，具有極大的回收價(jià)值。同時(shí)，焊料還含有較高含量的鉛離子。因此，有必要進(jìn)行步驟(3)取焊料分別回收鉛和錫。步驟(4)為處理元器件取步驟O)中的元器件，進(jìn)行干燥、粗破、渦流分選、細(xì)破和靜電分選，得元器件金屬富集體粉末。步驟( 為回收稀貴金屬取步驟(4)中所述元器件金屬富集體粉末，提取稀貴金屬。稀貴金屬包括金、鈀、鉬、銀等貴重金屬以及鉭、鈮、鈰等稀有金屬。優(yōu)選地，步驟(5)還包括提取鉛、銻、鋁、銅、鎳等金屬。更優(yōu)選地，提取鉛、銻、鋁的方法為從元器件金屬富集體粉末中浸出鉛離子、銻離子和鋁離子，浸出液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后得到N Pb03、Na2SbO3和Na2AW2混合晶體。更優(yōu)選地，提取銅、鎳、銀、金的方法為酸浸后進(jìn)行萃取，電積分別得到電積銅、電積鎳、電積銀和電積金。更優(yōu)選地，提取鉬的方法為酸浸后加入飽和NH4Cl反應(yīng)2 他后過濾，濾渣為氯鉬酸銨，經(jīng)精煉后得到海綿鉬。更優(yōu)選地，提取鈀的方法為按鈀甲酸質(zhì)量比為0. 5 3 1的比例加入甲酸，在 50 90°C強(qiáng)烈攪拌的條件下反應(yīng)0. 5 2h，pH值控制在6. 0 9. 0，得到粗鈀粉。例如，步驟⑶如下A.提取鉛、銻和鋁取步驟(4)中所述元器件金屬富集體粉末，浸出鉛離子、銻離子和Al離子，過濾，濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后得到NafbC^Na2SbO3和Na2AW2混合晶體，蒸發(fā)母液返回水浸工序；B.提取銅取A中所述除鉛、銻和鋁的濾渣，加入0. 5 3. 5mol/L硫酸溶液和氧化劑，在20 70°C溫度下浸出2 他，將浸出后的溶液過濾，旋流選擇性電積銅，其電積條件是電解液PH值為1. 0 5. 0，溫度為20 60°C，電流密度為200 550A/m2，電積時(shí)間為0. 5 4h，得到電積銅，除銅濾渣進(jìn)入D ；C.提取鎳取B中電積后液旋流選擇性電積鎳，其電積條件是電解液pH值為 1. 0 5. 0，溫度為20 70°C，電流密度為200 450A/m2，電積時(shí)間為0. 5 4h，得到電積鎳，電積后液返回硫酸浸出；D.提取銀取B中所述除銅濾渣，按與硝酸溶液的濃度為1 1 3加入硝酸溶液溶解銀和鈀，控制浸出溫度為25 85°C浸取0. 5 池，過濾分離固液，得含銀、鈀的濾液和除銀、鈀的濾渣，隨后在含銀、鈀的濾液中控制pH值為3 5，常溫下不斷攪拌，加入NaOH 溶液，使鈀沉淀，銀離子留在溶液中，過濾分離固液，得含銀濾液和含鈀沉淀物，向所述含銀濾液加入氯化鈉，使銀沉淀，過濾分離固液，得氯化銀沉淀，除銀、鈀濾渣進(jìn)入E ；
E.提取金取E中所述除銀、鈀濾渣，加入1 5倍質(zhì)量的王水，在20 70°C溫度下以100 lOOOr/min的速度攪拌，浸出1 2.證；浸出液用旋流電積金，其電積條件是 溫度為20 60°C，電流密度為50 400A/m2，電積時(shí)間為0. 5 4h，電解液pH值為1. O 5. 5，得到電積金，電積后液進(jìn)入F ；F.提取鉬取E中電積后液，加入飽和NH4Cl反應(yīng)2 他后過濾，濾渣為氯鉬酸銨，經(jīng)精煉后得到海綿鉬，除鉬濾液進(jìn)入G ；G. 二次提取鈀取F中所述除鉬濾液，按鈀甲酸質(zhì)量比為0. 5 3 1的比例加入甲酸，在50 90°C強(qiáng)烈攪拌的條件下反應(yīng)0. 5 2h，pH值控制在6. O 9. 0，得到粗鈀粉。步驟(6)為取步驟⑴中分離元器件后的基板，進(jìn)行干燥、粗破、渦流分選、細(xì)破和靜電分選，得基板金屬富集體粉末和廢塑料粉末。廢塑料粉末可用于制備塑木產(chǎn)品。本發(fā)明提供的一種廢舊電路板中稀貴金屬與廢塑料的分離回收方法，具有以下有益效果無需加熱處理，能耗低，同時(shí)可在不損傷基板及元器件的前提下，實(shí)現(xiàn)焊錫完全脫除并對(duì)錫進(jìn)行有效地回收，自動(dòng)化程度高，實(shí)用性高。
具體實(shí)施例方式以下所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例一一種廢舊電路板中稀貴金屬與廢塑料的分離回收方法，包括以下步驟(1)分離元器件和基板取硝酸鐵或氯化鐵、磺酸完全溶解在水里，按照下述配比加入硝酸，攪拌均勻，制得本發(fā)明硝酸型退錫液硝酸50%，硝酸鐵18%，氨基磺酸5%，其余為水；取廢舊電路板，清洗、干燥。將廢舊電路板豎直夾持在盛液釜側(cè)壁的夾具中，從噴射孔中噴射退錫液至廢舊電路板焊錫一面的表面進(jìn)行退錫處理，同時(shí)，定位軸活動(dòng)使得刀具接觸廢舊電路板元器件一面的表面并沿豎直方向上下活動(dòng)，導(dǎo)致元器件被刀具刮落至回收槽內(nèi)或者利用定位軸內(nèi)設(shè)置的振動(dòng)裝置將元器件從基板上振動(dòng)脫落至回收槽內(nèi)。分別收集脫落物和分離元器件后的基板。(2)處理脫落物取步驟(1)中所述脫落物，根據(jù)比重的不同，將脫落物中的元器件和焊料彼此分離。(3)分離鉛錫取步驟O)中所述焊料分別回收鉛和錫。(4)處理元器件取步驟O)中的元器件，進(jìn)行干燥、粗破、渦流分選、細(xì)破和靜電分選，得元器件金屬富集體粉末。(5)回收稀貴金屬以及其它金屬(鉛、銻、鋁、銅、鎳)A.提取鉛、銻和鋁取步驟(4)中所述元器件金屬富集體粉末，將元器件金屬富集體粉末在500°C溫度下焙燒1小時(shí)，達(dá)到氧化鉛、銻、鋁、銅和鎳等金屬的作用，然后將焙燒后的物料用堿浸出6小時(shí)，液固比為2 1，浸出溫度為90°C，過濾，濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后得到 Na2PbO3^ Na2SbO3和Na2AW2混合晶體，蒸發(fā)母液返回水浸工序，除鉛、銻和鋁的濾渣進(jìn)入B。
B.提取銅取A中所述除鉛、銻和鋁的濾渣，加入0. 5mol/L硫酸溶液和Naj2O8,在 20 70°C溫度下浸出池，將浸出后的溶液過濾，旋流選擇性電積銅，其電積條件是電解液 PH值為1. 0，溫度為20°C，電流密度為200A/m2，電積時(shí)間為4h，得到電積銅，除銅濾渣進(jìn)入 D0C.提取鎳取B中電積后液旋流選擇性電積鎳，其電積條件是電解液pH值為 1. 0，溫度為20°C，電流密度為200A/m2，電積時(shí)間為4h，得到電積鎳，電積后液返回硫酸浸
出οD.提取銀取B中所述除銅濾渣，按與硝酸溶液的濃度為1 1加入硝酸溶液溶解銀和鈀，控制浸出溫度為25°C浸取3h，過濾分離固液，得含銀、鈀的濾液和除銀、鈀的濾渣， 隨后在含銀、鈀的濾液中控制PH值為3，常溫下不斷攪拌，加入NaOH溶液，使鈀沉淀，銀離子留在溶液中，過濾分離固液，得含銀濾液和含鈀沉淀物，向所述含銀濾液加入氯化鈉，使銀沉淀，過濾分離固液，得氯化銀沉淀，除銀、鈀濾渣進(jìn)入步驟E。E.提取金取D中所述除銀、鈀濾渣，加入1倍質(zhì)量的王水，在20°C溫度下以IOOr/ min的速度攪拌，浸出2. 5h ；浸出液用旋流電積金，其電積條件是溫度為20°C，電流密度為 50A/m2，電積時(shí)間為4h，電解液pH值為1. 0，得到電積金，電積后液進(jìn)入F。F.提取鉬取E中電積后液，加入飽和NH4Cl反應(yīng)池后過濾，濾渣為氯鉬酸銨，經(jīng)精煉后得到海綿鉬，除鉬濾液進(jìn)入步驟(10)。G. 二次提取鈀取F中所述除鉬濾液，按鈀甲酸質(zhì)量比為0. 5 1的比例加入甲酸，在50°C強(qiáng)烈攪拌的條件下反應(yīng)2h，pH值控制在6. 0，得到粗鈀粉。各金屬的回收率分別是錫91%、鉛90%、銻91%、鋁91%、銅99%、鎳97%、銀 97%、金 99%、鉬 98%和鈀 96%。(6)處理基板取步驟(1)中分離元器件后的基板，進(jìn)行干燥、粗破、渦流分選、細(xì)破和靜電分選，得基板金屬富集體粉末和廢塑料粉末。廢塑料粉末用于制備塑木產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種廢舊電路板中稀貴金屬與廢塑料的分離回收方法，其特征在于，包括以下步驟(1)分離元器件和基板取廢舊電路板，清洗、干燥，將廢舊電路板豎直夾持于脫焊設(shè)備上，向廢舊電路板噴射硝酸型退錫液進(jìn)行脫焊處理，機(jī)械刮除元器件或機(jī)械振動(dòng)使得元器件從基板上脫落，分別收集脫落物和分離元器件后的基板；(2)處理脫落物取步驟(1)中所述脫落物，根據(jù)比重的不同，將脫落物中的元器件和焊料彼此分離；(3)分離鉛錫取步驟O)中所述焊料分別回收鉛和錫；(4)處理元器件取步驟( 中的元器件，進(jìn)行干燥、粗破、渦流分選、細(xì)破和靜電分選， 得元器件金屬富集體粉末；(5)回收稀貴金屬取步驟(4)中所述元器件金屬富集體粉末，回收稀貴金屬；(6)處理基板取步驟(1)中分離元器件后的基板，進(jìn)行干燥、粗破、渦流分選、細(xì)破和靜電分選，得基板金屬富集體粉末和廢塑料粉末。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中所述硝酸型退錫液包含以下組分及重量百分?jǐn)?shù)硝酸15 50%，硝酸鐵或氯化鐵1 20%，磺酸1 5%，其余為水。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述硝酸型退錫液包含以下組分及重量百分?jǐn)?shù)硝酸30 50 %，硝酸鐵或氯化鐵10 18 %，磺酸3 5 %，其余為水。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述硝酸型退錫液包含以下組分及重量百分?jǐn)?shù)硝酸50%，硝酸鐵或氯化鐵18 %，磺酸5%，其余為水。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟( 中回收稀貴金屬為提取銀、金、 鉬和鈀中的一種或幾種稀貴金屬。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟( 還包括提取金屬鉛、銻、鋁、銅和鎳。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述提取鉛、銻、鋁的方法為從元器件金屬富集體粉末中浸出鉛離子、銻離子和鋁離子，浸出液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后得到Na2Pb03、Na2SbO3和 Na2AlO2混合晶體。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述提取銅、鎳、銀、金的方法為酸浸后進(jìn)行萃取，電積分別得到電積銅、電積鎳、電積銀和電積金。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述提取鉬的方法為酸浸后加入飽和NH4Cl 反應(yīng)2 他后過濾，濾渣為氯鉬酸銨，經(jīng)精煉后得到海綿鉬。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述提取鈀的方法為按鈀甲酸質(zhì)量比為 0.5 3 1的比例加入甲酸，在50 90°C強(qiáng)烈攪拌的條件下反應(yīng)0.5 2h，pH值控制在 6.0 9.0，得到粗鈀粉。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種廢舊電路板中稀貴金屬與廢塑料的分離回收方法，包括分離元器件和基板、處理脫落物、分離鉛錫、處理元器件、回收稀貴金屬和處理基板。本發(fā)明無需加熱處理，能耗低，同時(shí)可在不損傷基板及元器件的前提下，實(shí)現(xiàn)焊錫完全脫除并對(duì)錫進(jìn)行有效地回收，自動(dòng)化程度高，實(shí)用性高。
文檔編號(hào)B29B17/02GK102240663SQ20111009261
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者許開華, 閆梨 申請人:深圳市格林美高新技術(shù)股份有限公司