專利名稱：廢舊電路板中鎘的回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢舊電路板，特別是一種廢舊電路板中鎘的回收方法。
背景技術(shù)：
隨著電子信息業(yè)的高速發(fā)展，出現(xiàn)新型工業(yè)廢棄物-電子廢棄物包括各種廢舊電腦、通信設(shè)備、電視機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)以及單位淘汰的電子儀器儀表等。據(jù)專家估計(jì)，我國(guó)目前每年報(bào)廢的電冰箱、洗衣機(jī)、計(jì)算機(jī)、空調(diào)等電器約觀00余萬(wàn)臺(tái)，廢棄的電子電器總量達(dá)100萬(wàn)噸。在電子廢棄物中，金屬的含量高達(dá)60%左右，而自然界中的富礦金屬含量也不過(guò) 3 5%。廢棄電路板是電子廢棄物中的一種，其中蘊(yùn)含的金屬是天然礦藏的幾十倍甚至幾百倍，國(guó)內(nèi)每年處理量大約為5 8萬(wàn)噸。電路板是玻璃纖維強(qiáng)化樹(shù)脂和多種金屬的混合物，其中金屬和非金屬緊密結(jié)合，分離難，是電子廢棄物中最復(fù)雜、最難處理的。因此，處理時(shí)要求技術(shù)含量高。目前廢舊電路板資源化處理技術(shù)主要有濕法冶金、火法冶金、機(jī)械處理或幾種處理技術(shù)相結(jié)合，由于機(jī)械處理易實(shí)現(xiàn)工程化，并不會(huì)產(chǎn)生二次污染，這種方法倍受歡迎。中國(guó)發(fā)明專利《一種混合金屬回收有價(jià)物質(zhì)的方法》(王文彬，專利號(hào)98105592. 3)將廢舊混合金屬依次經(jīng)過(guò)剪碎、粉碎、重?fù)簟⒎刍霸谒壑兄亓Ψ诌x，實(shí)現(xiàn)金屬與非金屬材料的分離。中國(guó)發(fā)明專利《廢混合金屬的粉碎分離回收工藝及其所用設(shè)備》(沈志剛等，專利號(hào) 99102862. 7)將廢舊混合金屬依次經(jīng)過(guò)粗破、細(xì)破，然后通過(guò)振動(dòng)篩分，然后采用氣流分選機(jī)，實(shí)現(xiàn)金屬與非金屬物質(zhì)的分離。以上方法雖然能夠?qū)崿F(xiàn)金屬與非金屬的分離，但分離后得到的是混合金屬顆粒，必須進(jìn)行混合金屬的分離提純，回收的金屬才能達(dá)到資源化。文獻(xiàn) 《從印刷電路板廢料中回收金和銅的研究》(朱萍等，《稀有金屬》2002年第3期)介紹了采用濕法冶金技術(shù)回收印刷電路板廢料中金屬元素。但存在的主要問(wèn)題是化學(xué)藥劑消耗大， 廢液的處理將造成二次污染，文獻(xiàn)《國(guó)內(nèi)外電子廢棄物現(xiàn)狀及其資源化技術(shù)》(魏金秀等， 《東華大學(xué)學(xué)報(bào)》2005年第3期)介紹了采用電解法進(jìn)行混合金屬的分離。但是，在電解過(guò)程中產(chǎn)生氟化氫、一氧化碳、二氧化硫等有害氣體及廢電解液嚴(yán)重污染環(huán)境等問(wèn)題。更為重要的是，這些方法主要側(cè)重于從電路板中提取貴金屬和稀有金屬，而隨著生產(chǎn)水平的提高，生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，電路板中貴金屬、稀有金屬的含量相對(duì)逐漸減少，而由于鎘等重金屬造成的污染事件時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致水體、土壤、大氣的鎘污染，進(jìn)而造成人類特別是兒童體內(nèi)的血鎘嚴(yán)重超標(biāo)。因此，如何有效分離和回收有毒有害重金屬鎘顯得格外重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種廢舊電路板中鎘的分離方法，將鎘得以分離回收，同時(shí)將混合金屬顆粒中銅的純度提高，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢舊電路板中金屬鎘和銅的回收、再生和資源化處理。
為實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種廢舊電路板中鎘的分離方法，采用了破碎解離-高壓靜電分選富集-真空冶金分離回收法，其原理是首先將廢舊電路板經(jīng)過(guò)破碎，粒徑為0. 08-1. 2mm，使得電路板中的金屬物質(zhì)(銅、鎘等)與非金屬物質(zhì)相互解離；然后將破碎后得到的混合物料經(jīng)過(guò)高壓靜電分選，使金屬部分與非金屬部分分離，得到混合金屬富集體；最后，基于混合金屬各組分在同一溫度下具有不同的蒸氣壓，在真空中通過(guò)蒸發(fā)與冷凝，可使易揮發(fā)金屬鎘在適宜的溫度下進(jìn)行蒸發(fā)，與銅等金屬相互分離，從而實(shí)現(xiàn)綜合利用和回收。針對(duì)混合金屬顆粒中鎘的分離，本發(fā)明首先將含鎘的混合金屬富集體(粒徑 0. 08-1. 2mm)在真空爐中進(jìn)行加熱，在真空度為1 X 10_2 1 X 102Pa、溫度為500 850°C條件下進(jìn)行鎘蒸發(fā)，同時(shí)通過(guò)冷凝器進(jìn)行鎘蒸氣冷凝，冷凝溫度為100 350°C。由此鎘從混合金屬中分離出來(lái)。具體包括以下步驟1、將含鎘的廢舊電路板破碎至粒徑為0. 08-1. 2mm ；2、將破碎后得到的混合物料經(jīng)過(guò)高壓靜電分選，其電暈電極電壓的范圍為 10kv-50kv，得到含鎘的混合金屬富集的粉體；3、將得到含鎘的混合金屬富集的粉體為原料，放入石墨坩堝或采用高溫耐火材料打結(jié)的坩堝中，再把坩堝放入真空爐中；4、真空爐密封后啟動(dòng)真空系統(tǒng)抽氣，使真空爐的壓力為1X10_2 IXlO2Pa ；5、啟動(dòng)真空加熱爐電源，把坩堝中混合金屬粉末加熱到500 850°C，然后保持溫度不變，使原料中鎘蒸發(fā)，蒸發(fā)時(shí)間為1 3小時(shí)；6、鎘蒸氣在冷凝器上得以冷凝，冷凝溫度為100 350°C，鎘回收率達(dá)到90%以上，純度達(dá)99%以上，混合金屬中銅的含量上升至98%以上，由此鎘從混合金屬中分離出來(lái)，同時(shí)提高了銅的純度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明廢舊電路板中鎘的回收方法簡(jiǎn)單易行，具有成本低、高效、無(wú)污染等特點(diǎn)，真空分離完畢的混合金屬可以繼續(xù)用于下一步具有針對(duì)性的提純分離。 相比采用火燒和酸洗等方法回收廢舊金屬中有價(jià)金屬的方法，本發(fā)明在減少環(huán)境污染方面尤其具有優(yōu)勢(shì)，并且最大限度避免了有毒重金屬鎘的二次污染問(wèn)題。


圖1為本發(fā)明廢舊電路板中鎘的回收方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。請(qǐng)先參閱圖1，圖為本發(fā)明廢舊電路板中鎘的回收方法的流程圖。如圖所示，廢舊電路板中鎘的回收方法包括下列步驟首先將含有鎘的廢舊電路板經(jīng)過(guò)破碎，得到粒徑為0. 08-1. 2mm的混合物料；然后對(duì)混合物料進(jìn)行高壓靜電分選，得到含有鎘的混合金屬富集體；含有鎘的混合金屬富集體經(jīng)過(guò)真空冶金分離法進(jìn)行分離提純，在適宜的操作參數(shù)下，得到金屬鎘(純度> 99% )和金屬銅(純度> 98% )。
實(shí)施例1首先將廢舊電路板破碎成粒徑為0. 08-0. Imm的混合物料，然后，經(jīng)過(guò)高壓靜電分選，電暈電極電壓范圍在10kv，得到含鎘混合金屬富集體原料50g，銅占95wt%，鎘占 5wt %，放入坩堝中，再把坩堝放入真空爐中。真空爐密封后啟動(dòng)真空系統(tǒng)抽氣，使真空爐的真空度為O.OlPa。啟動(dòng)真空爐中的加熱體加熱坩堝，把坩堝中混合金屬顆粒加熱到850°C。 然后保持溫度不變，使原料中鎘蒸發(fā)，蒸發(fā)時(shí)間為1小時(shí)。鎘蒸氣在冷凝器上得以冷凝，冷凝溫度為100°C，回收鎘2. 2g，鎘回收率為90. 1%，純度為99. 2%，混合金屬中銅的含量上升至99. 5%。蒸發(fā)完畢的混合金屬進(jìn)行下一步繼續(xù)提純分離。實(shí)施例2首先將廢舊電路板破碎成粒徑為0. 1-1. 2mm的混合物料，然后，經(jīng)過(guò)高壓靜電分選，電暈電極電壓在50kv，得到含鎘混合金屬富集體原料10g，銅占95wt%，鎘占5wt%，放入坩堝中，再把坩堝放入真空爐中。真空爐密封后啟動(dòng)真空系統(tǒng)抽氣，使真空爐的真空度為 lOI^a。啟動(dòng)真空爐中的熔煉加熱體加熱坩堝，把坩堝中混合金屬加熱到850°C。然后保持溫度不變，使原料中鎘蒸發(fā)，蒸發(fā)時(shí)間為2小時(shí)。鎘蒸氣在冷凝器上得以冷凝，冷凝溫度為 350°C，鎘回收率為93. 2 %，純度為99. 0 %，混合金屬中銅的含量上升至99. 6 %。蒸發(fā)完畢的混合金屬進(jìn)行下一步繼續(xù)提純分離。實(shí)施例3首先將廢舊電路板破碎成粒徑為0. 1-1. Imm的混合物料，然后，經(jīng)過(guò)高壓靜電分選，電暈電極電壓為20kv，得到含鎘混合金屬富集體原料10g，銅占95wt%，鎘占5wt%，放入坩堝中，再把坩堝放入真空爐中。真空爐密封后啟動(dòng)真空系統(tǒng)抽氣，使真空爐的真空度為 IOOPa0啟動(dòng)真空爐中的熔煉加熱體加熱坩堝，把坩堝中混合金屬加熱到750°C。然后保持溫度不變，使原料中鎘蒸發(fā)，蒸發(fā)時(shí)間為3小時(shí)。鎘蒸氣在冷凝器上得以冷凝，冷凝溫度為 200 °C，鎘回收率為90. 4 %，純度為99. 2 %，混合金屬中銅的含量上升至98. 8 %。蒸發(fā)完畢的混合金屬進(jìn)行下一步繼續(xù)提純分離。實(shí)施例4首先將廢舊電路板破碎成粒徑為0. 1-1. 2mm的混合物料，然后，經(jīng)過(guò)高壓靜電分選，電暈電極電壓為40kv，得到含鎘混合金屬富集體原料5g，銅占95wt%，鎘占3wt%，放入坩堝中，再把坩堝放入真空爐中。真空爐密封后啟動(dòng)真空系統(tǒng)抽氣，使真空爐的真空度為 5Pa。啟動(dòng)真空爐中的熔煉加熱體加熱坩堝，把坩堝中混合金屬加熱到500°C。然后保持溫度不變，使原料中鎘蒸發(fā)，蒸發(fā)時(shí)間為2. 5小時(shí)。鎘蒸氣在冷凝器上得以冷凝，冷凝溫度為 150°C，鎘回收率為90. 1 %，純度為99. 3%，混合金屬中銅的含量上升至98. 9%。蒸發(fā)完畢的混合金屬進(jìn)行下一步繼續(xù)提純分離。實(shí)施例5首先將廢舊電路板破碎成粒徑為0. 1-1. Imm的混合物料，然后，經(jīng)過(guò)高壓靜電分選，電暈電極電壓為^kv,得到含鎘混合金屬富集體原料10g，銅占95wt%，鎘占5wt%，放入坩堝中，再把坩堝放入真空爐中。真空爐密封后啟動(dòng)真空系統(tǒng)抽氣，使真空爐的真空度為陽(yáng)！^。啟動(dòng)真空爐中的熔煉加熱體加熱坩堝，把坩堝中混合金屬加熱到600°C。然后保持溫度不變，使原料中鎘蒸發(fā)，蒸發(fā)時(shí)間為3小時(shí)。鎘蒸氣在冷凝器上得以冷凝，冷凝溫度為 300°C，鎘回收率為90. 1%，純度為99. 0%，混合金屬中銅的含量上升至98. 8%。蒸發(fā)完畢的混合金屬進(jìn)行下一步繼續(xù)提純分離。
權(quán)利要求
1.一種廢舊電路板中鎘的回收方法，包括將含有鎘的廢舊電路板經(jīng)過(guò)破碎處理，再進(jìn)行高壓靜電分選處理，獲得含有鎘的混合金屬富集體，其特征在于將所述的含有鎘的混合金屬富集體進(jìn)行真空冶金分離處理。
2.如權(quán)利要求1所述的一種廢舊電路板中鎘的回收方法，其特征在于所述的破碎處理是將含有鎘的廢舊電路板破碎，得到粒徑范圍為0. 08-1. 2mm的混合物料。
3.如權(quán)利要求1所述的一種廢舊電路板中鎘的回收方法，其特征在于所述的高壓靜電分選處理中，電暈電極電壓的范圍在10kv-50kv。
4.如權(quán)利要求1所述的一種廢舊電路板中鎘的回收方法，其特征在于所述的真空冶金分離處理包括如下步驟①將所述的含有鎘的混合金屬富集體為原料，放入石墨坩堝或采用高溫耐火材料打結(jié)的坩堝中，再把坩堝放入真空爐中；②密封真空爐，啟動(dòng)真空系統(tǒng)抽氣，使真空爐的壓力為IX10_2 IXlO2Pa;③啟動(dòng)真空爐電源，把坩堝中混合金屬顆粒加熱到600 850°C，然后保持溫度不變， 使原料中的鎘蒸發(fā)，蒸發(fā)時(shí)間為1 3小時(shí)；④鎘蒸氣在冷凝器上冷凝，冷凝溫度為100 350°C。
全文摘要
一種廢舊電路板中鎘的回收法，首先將廢舊電路板經(jīng)過(guò)破碎，粒徑為0.08-1.2mm，使得電路板中的金屬物質(zhì)(銅、鎘等)與非金屬物質(zhì)相互解離；然后將破碎后得到的混合物料經(jīng)過(guò)高壓靜電分選，使金屬部分與非金屬部分分離，得到混合金屬富集體；將得到的含鎘混合金屬富集體為原料，在真空爐中進(jìn)行鎘蒸發(fā)，最后鎘蒸氣在冷凝器上冷凝。通過(guò)本方法鎘回收率達(dá)到90％以上，純度達(dá)99％以上，混合金屬中銅的含量上升至98％以上，由此鎘從混合金屬中分離出來(lái)，同時(shí)提高了銅的純度，具有成本低、高效、無(wú)污染等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22B17/02GK102268549SQ20111021132
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者詹路, 許振明 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)