一種從廢棄手機(jī)回收金和銅的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從廢棄手機(jī)回收金和銅的方法，包括以下步驟：1)將廢棄手機(jī)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(yīng)裝置中，加入去離子水和30％的過氧化氫，密封，控制反應(yīng)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(jì)時(shí)，手動(dòng)加壓裝置控制在12MPa-30MPa，反應(yīng)30-180分鐘后停止加熱；4)反應(yīng)結(jié)束冷卻至室溫后打開反應(yīng)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(fā)濃縮結(jié)晶，回收CuSO4晶體產(chǎn)品；5)剩余固體殘?jiān)锔稍锖笾糜诘饣?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(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及廢棄物回收應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的說，本發(fā)明涉及一種從廢棄手機(jī)回 收金和銅的方法。 一種從廢棄手機(jī)回收金和銅的方法

【背景技術(shù)】
[0002] 目前全球每年廢棄的手機(jī)約有4億部，其中中國(guó)有近1億部，回收率卻不足1%。 聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署近期發(fā)布的報(bào)告預(yù)測(cè)，到2020年，中國(guó)廢棄手機(jī)數(shù)量將比2007年增長(zhǎng)7 倍。廢棄手機(jī)的線路板中含有金、銀、鈀、銅等有價(jià)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(zhì)量的金精礦（70g/t左右）還要高。廢棄手機(jī)的線 路板中同時(shí)還含有溴代阻燃劑等多種有害物質(zhì)，若直接丟棄將嚴(yán)重污染土壤和地下水。因 此，開展廢棄手機(jī)中金屬的回收和無害化處理有機(jī)污染物的研究很有意義。
[0003] 從廢棄手機(jī)線路板中選擇性回收金和銅的關(guān)鍵是使金屬與其它絕大部分物料分 開，相應(yīng)的回收工藝可以分為火法、濕法、生物技術(shù)三大類。火法容易導(dǎo)致大量的大氣污染 物排放，甚至產(chǎn)生持久性有機(jī)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(chǎn)生大量有毒廢水。而生物技術(shù)的缺點(diǎn)在于其浸出時(shí)間長(zhǎng)，效率較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)我國(guó)廢棄手機(jī)線路板資源化回收過程中技術(shù)落后、資源浪費(fèi)和環(huán)境污 染突出的現(xiàn)狀，開發(fā)了一套環(huán)境友好同時(shí)無害化處理溴代阻燃劑并回收廢棄手機(jī)中金和銅 的工藝流程。
[0005] 本發(fā)明結(jié)合廢棄手機(jī)線路板中所含金、銅以及溴代阻燃劑的形態(tài)特征，采用超臨 界水氧化結(jié)合碘化鉀-碘浸出的工藝，將溴代阻燃劑徹底氧化分解成環(huán)境友好的C0 2和H20， 達(dá)到無害化處理的目的，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)廢棄手機(jī)線路板中金和銅的選擇性回收。
[0006] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種從廢棄手機(jī)回收金和銅的方法，包括以下步驟：
[0007] 1)將廢棄手機(jī)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(jī) 處理成小于lcm的碎片；
[0008] 2)將碎片加入超臨界水氧化反應(yīng)裝置中，加入去離子水和30%的過氧化氫，密 封，控制反應(yīng)物固液比為1:5克/毫升-1:30克/毫升；
[0009] 3)加熱反應(yīng)釜，溫度升至250度-400度后開始計(jì)時(shí)，超臨界水氧化反應(yīng)裝置內(nèi)壓 力通過手動(dòng)加壓裝置控制在12MPa-30MPa，反應(yīng)30-180分鐘后停止加熱；
[0010] 4)反應(yīng)結(jié)束冷卻至室溫后打開反應(yīng)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(fā)濃縮結(jié)晶，回收CuS04晶體產(chǎn)品；
[0011] 5)剩余固體殘?jiān)锔稍锖笾糜诘饣?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(zhì)濃度=30-50mM。
[0012] 所述步驟2)中,控制反應(yīng)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(jì)時(shí)，反應(yīng)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(zhì)濃度為40mM。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是：
[0017]目前我國(guó)關(guān)于超臨界水氧化預(yù)處理結(jié)合碘化鉀-碘浸出廢棄手機(jī)線路板中金屬 的相關(guān)資料基本是空白。本發(fā)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(xiàn)在：在超臨界水氧化預(yù)處理中對(duì)廢棄手機(jī)中所含溴代阻燃劑的無害化處理解決了目 前廢棄手機(jī)回收工藝中面臨的急需解決的問題；該工藝方法實(shí)現(xiàn)了廢棄手機(jī)線路板中金和 銅的選擇性回收。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以 及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解， 構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā) 明的不當(dāng)限定，其中：
[0019] 圖1廢棄手機(jī)線路板回收金和銅的工藝流程圖；
[0020] 圖2超臨界水氧化預(yù)處理時(shí)間、溫度對(duì)溴代阻燃劑分解脫溴效率的影響；
[0021] 圖3稀硫酸浸泡反應(yīng)如后固相廣品的XRD衍射分析圖譜，途中：A:經(jīng)過超臨界水 氧化預(yù)處理后的樣品；B:經(jīng)過超臨界水氧化預(yù)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(duì)廢棄手機(jī)線路板中金的浸出回收效率的影響（超 臨界水氧化預(yù)處理?xiàng)l件是：溫度=400°C，時(shí)間=60分鐘，固液比=1:10g/mL)。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí) 施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0024] 實(shí)施例1 :
[0025] 如圖1所示，將廢棄手機(jī)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(jī)處理成小于lcm的碎片。將剪切好的廢棄手機(jī)線路板碎片加入超臨 界水氧化反應(yīng)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(yīng)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(jì)時(shí)， 此時(shí)容器內(nèi)壓力通過手動(dòng)加壓裝置控制在23MPa，反應(yīng)60分鐘后停止加熱。溫度降至室溫 后打開反應(yīng)裝置，將反應(yīng)物轉(zhuǎn)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(cè)定其中的無機(jī)Br含量。圖2顯示，在上述超臨界水氧化預(yù)處理?xiàng)l件 下，廢棄手機(jī)線路板中溴代阻燃劑的分解脫溴效率達(dá)到99. 8%。另外，取離心分離后的固相 產(chǎn)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(yīng)20分鐘，離心分離， 濾液蒸發(fā)濃縮結(jié)晶后，再次離心分離，分離得到的固相產(chǎn)物在干燥后稱重，并進(jìn)行XRD粉末 衍射分析，結(jié)果證明為硫酸銅晶體，純度達(dá)到98. 5%，銅的回收率達(dá)到99%。對(duì)進(jìn)行稀硫酸 浸泡反應(yīng)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(chǎn)物用碘化鉀-碘溶液（碘化鉀濃度= 320mM，碘單 質(zhì)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(dá)到 98%。
[0026] 實(shí)施例2 :
[0027] 如圖1所示，將廢棄手機(jī)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(jī)處理成小于lcm的碎片。將剪切好的廢棄手機(jī)線路板碎片加入超臨 界水氧化反應(yīng)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(yīng)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(jì)時(shí)， 此時(shí)容器內(nèi)壓力通過手動(dòng)加壓裝置控制在12MPa，反應(yīng)30分鐘后停止加熱。溫度降至室溫 后打開反應(yīng)裝置，將反應(yīng)物轉(zhuǎn)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(cè)定其中的無機(jī)Br含量。圖2顯示，在上述超臨界水氧化預(yù)處理?xiàng)l件 下，廢棄手機(jī)線路板中溴代阻燃劑的分解脫溴效率達(dá)到95%。另外，取離心分離后的固相產(chǎn) 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(yīng)5分鐘，離心分離，濾 液蒸發(fā)濃縮結(jié)晶后，再次離心分離，分離得到的固相產(chǎn)物在干燥后稱重，并進(jìn)行XRD粉末衍 射分析，結(jié)果證明為硫酸銅晶體，純度達(dá)到98. 5%，銅的回收率達(dá)到51 %。干燥后的固相產(chǎn) 物用碘化鉀-碘溶液（碘化鉀濃度=320mM，碘單質(zhì)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(dá)到45%。
[0028] 實(shí)施例3 :
[0029] 如圖1所示，將廢棄手機(jī)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(jī)處理成小于lcm的碎片。將剪切好的廢棄手機(jī)線路板碎片加入超臨 界水氧化反應(yīng)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(yīng)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(jì)時(shí)， 此時(shí)容器內(nèi)壓力通過手動(dòng)加壓裝置控制在30MPa，反應(yīng)180分鐘后停止加熱。溫度降至室 溫后打開反應(yīng)裝置，將反應(yīng)物轉(zhuǎn)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(cè)定其中的無機(jī)Br含量。圖2顯示，在上述超臨界水氧化預(yù)處理?xiàng)l 件下，廢棄手機(jī)線路板中溴代阻燃劑的分解脫溴效率達(dá)到99. 8 %。另外，取離心分離后的 固相產(chǎn)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(yīng)40分鐘，離心 分離，濾液蒸發(fā)濃縮結(jié)晶后，再次離心分離，分離得到的固相產(chǎn)物在干燥后稱重，并進(jìn)行XRD 粉末衍射分析，結(jié)果證明為硫酸銅晶體，純度達(dá)到98. 5%，銅的回收率達(dá)到99. 5%。干燥后 的固相產(chǎn)物用碘化鉀-碘溶液（碘化鉀濃度=320mM，碘單質(zhì)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(dá)到98%。
[0030] 以上實(shí)例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般 技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述， 本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1. 一種從廢棄手機(jī)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(jī)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(jī)處理 成小于lcm的碎片； 2) 將碎片加入超臨界水氧化反應(yīng)裝置中，加入去離子水和30%的過氧化氫，密封，控 制反應(yīng)物固液比為1:5克/暈升-1:30克/暈升； 3) 加熱反應(yīng)釜，溫度升至250度-400度后開始計(jì)時(shí)，超臨界水氧化反應(yīng)裝置內(nèi)壓力通 過手動(dòng)加壓裝置控制在12MPa-30MPa，反應(yīng)30-180分鐘后停止加熱； 4) 反應(yīng)結(jié)束冷卻至室溫后打開反應(yīng)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(fā)濃縮結(jié)晶，回收CuS0 4晶體產(chǎn)品； 5) 剩余固體殘?jiān)锔稍锖笾糜诘饣?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(zhì)濃度=30-50mM。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種從廢棄手機(jī)回收金和銅的方法，其特征在于，所述步驟2) 中，控制反應(yīng)物固液比為1:10克/毫升。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種從廢棄手機(jī)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(jì)時(shí)，反應(yīng)60分鐘。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種從廢棄手機(jī)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(jù)權(quán)利要求1所述一種從廢棄手機(jī)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(zhì)濃度為40mM。
【文檔編號(hào)】C22B7/00GK104060094SQ201410254845
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】修福榮, 齊瑩瑩 申請(qǐng)人:福建工程學(xué)院