一种从废旧电路板中回收铜的方法技术

本发明专利技术涉及一种从废旧电路板中回收铜的方法，所述方法包括以下步骤：将废旧电路板的金属层分离，制备成极板；将制备得到的极板作为工作电极，与对电极、参比电极以及电解液组成电解装置；对组成的电解装置通电，接通电路并向电解液中通入氧化性气体进行电解，在阴极得到铜单质。所述方法铜溶出率高，电极成本低，电解液组成简单，环境污染小，工艺简单且高效。

Method for recovering copper from waste circuit board

The invention relates to a method for recovering copper from waste printed circuit boards, wherein the method comprises the following steps: the metal layer of waste printed circuit board separation, preparation of electrode plate; will be prepared as working electrode and counter electrode, reference electrode and electrolyte electrolysis device for electrolytic electricity; device, connect the circuit and to the electrolyte into the oxidizing gas of electrolytic copper cathode, get in. The method has the advantages of high copper dissolution rate, low electrode cost, simple electrolyte composition, little environmental pollution, simple process and high efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种从废旧电路板中回收铜的方法
本专利技术属于电解回收金属领域，涉及一种从废旧电路板中回收铜的方法。
技术介绍
步入信息化时代以后，各种电子产品如家电、电脑以及智能手机等设备的更新换代速度越来越快，而随之产生的电子废弃物也以每年高达22％的速度增长，已成为处理难度最大的固体废弃物。这些电子产品的核心部件—印刷电路板(Printedcircuitboard)中含有大量可以再生利用的资源，是一个含有金、银、铂、铑等稀贵金属及铜、铁、镍等基本金属的资源富集体。目前，处理废旧电路板的方法主要有物理法，化学法，生物浸出法等。物理法主要根据废旧印刷电路板中铜等金属和非金属的物理特性差异来分离金属和非金属。通过破碎，静电或磁选等工艺分离金属和有机物，但只得到了金属和塑料的富集体，金属元素单质没有完全分离，还需要进一步处理且所使用的设备投资大、能耗高，因而经济可行性相对较差。化学法主要分为火法和湿法，火法虽然具有简单、方便的优点，但同时会产生二噁英等有害气体，排放大量浮渣，给环境带来严重的污染，回收效率不高。湿法最大的优点在于没有二噁英等有害烟气的产生，且铜的溶出率高，但其不能有效处理沾有化学药剂的有机物以及大量的生产废酸液，容易给环境带来二次污染，该缺点造成了湿法冶金技术不能在行业里大规模推广应用。生物浸出方法，就是利用微生物细胞或其代谢产物，通过物理、化学、生物等作用吸附金属离子的过程。生物浸出环保，操作简易，污染小，但浸出周期长，且需要细菌与电路板充分接触，对于金属的回收效率也并不高，在工业上未被规模化应用。CN104947155A，公开了一种基于电化学法从废旧电路板中回收铜的方法，采用如下步骤：将硫酸铜溶于水得到硫酸铜溶液，在硫酸铜溶液中加入硫酸调节pH在0.5～1的范围内，再添加十二烷基硫酸钠和/或聚乙二醇(PEG)，以及微量盐酸得到电解液；废旧电路板为阳极，置于阳极袋中，再放入电解液中，阴极为工业钛板或不锈钢板，阳极和阴极之间设有隔板，隔底部设有液体通道，维持电解液温度在20～80℃范围内，采用直流电流进行电解沉积，或者采用脉冲电流进行电解沉积。此法电解液的配置复杂，药品繁多，电解液酸性强，阴极材料成本也较高。因此，研究一种新的更高效的从废旧电路板中回收铜的方法十分重要。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供一种从废旧电路板中回收铜的方法，所述方法铜溶出率高，电极成本低，电解液组成简单，环境污染小，工艺简单且高效。为达到上述目的，本专利技术采取以下技术方案：本专利技术提供一种从废旧电路板中回收铜的方法，所述方法包括以下步骤：(1)将废旧电路板的金属层分离，制备成极板；(2)将步骤(1)制备得到的极板作为工作电极，与对电极、参比电极以及电解液组成电解装置；(3)对步骤(2)组成的电解装置通电，接通电路并向电解液中通入氧化性气体进行电解，在阴极得到铜单质。其中，步骤(1)所述将废旧电路板的金属层分离，并制备极板的方法为：(a)将试样从室温开始，以15～25℃/min升温速率，加热至400～800℃，停留20～60min，直至金属层发生翘曲，加热过程在惰性气体保护下进行，得到热解后的废旧电路板；(b)将步骤(a)得到的热解后的废旧电路板冷却，剥离玻璃纤维布和金属层，将金属层在1100～1500℃下加热15～30min后，冷却至室温即制得极板。优选地，步骤(a)所述升温速率可以是15℃/min、18℃/min、20℃/min、22℃/min或25℃/min等，但并不限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(a)所述加热温度可以是400℃、450℃、500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃或800℃等，但并不限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(a)所述加热的时间可以是20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min、55min或60min等，但并不限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(a)所述惰性气体选自氮气、氦气或氩气中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制实例有：氮气和氩气的组合、氮气和氦气的组合、氦气和氩气的组合或氮气、氦气和氩气的组合等。优选地，步骤(b)所述加热温度可以是1100℃、1150℃、1200℃、1250℃、1300℃、1350℃、1400℃、1450℃或1500℃等，但并不限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(b)所述加热的时间可以是15min、18min、20min、22min、25min、28min或30min等，但并不限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述对电极包括不锈钢电极、碳棒电极和碳毡电极中任意一种。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述参比电极包括Ag/AgCl电极和/或Hg/Hg2Cl2电极。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述电解液为硫酸。作为本专利技术优选的技术方案，所述硫酸的浓度为0.01～1.2mol/L，如0.01mol/L、0.05mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L、0.5mol/L、0.8mol/L、1mol/L或1.2mol/L等，但并不限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为0.01～0.5mol/L。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(3)所述通电的电压为0.3～1.2V，如0.3V、0.4V、0.5V、0.6V、0.7V、0.8V、0.9V、1V、1.1V或1.2V等，但并不限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为0.3～1V。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(3)所述氧化性气体包括空气、工业氧气和高纯氧中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：空气和工业氧气的组合、工业氧气和高纯氧气的组合、高纯氧气和空气的组合或空气、工业氧气和高纯氧等。作为本专利技术优选的技术方案，，步骤(3)所述氧化性气体的流量为20～100mL/min，如20mL/min、30mL/min、40mL/min、50mL/min、60mL/min、70mL/min、80mL/min、90mL/min或100mL/min等，但并不限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为30～90mL/min。本专利技术采用电解的方式，通过阳极强化来促进铜单质的转化为二价铜离子，与此同时，有一部分铜以一价铜的形式溶出，本专利技术向电解液中通入氧化性气体，所述氧化性气体在阴极表面通过电催化反应生成过氧化氢，其与一价铜发生化学反应，生成活性氧物质，例如氢氧根自由基、氧负离子等，这些活性氧物质与阳极的铜单质反应，进一步促进了铜单质的溶出，因此本专利技术利用阴阳极的协同作用，大幅提高了铜的溶出率。当通电的电压低于0.3V时，通入的氧化性气体生成的过氧化氢的量会减少，会减少，因此生成的活性氧物质的量也会减少，进而降低其对铜溶出的促进作用，导致铜溶出的速率降低，而当电压大于1.2V时会有其他金属溶出，降低负极得到的铜单质的纯度。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(3)所述电解的温度为20～50本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从废旧电路板中回收铜的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将废旧电路板的金属层分离，制备成极板；(2)将步骤(1)制备得到的极板作为工作电极，与对电极、参比电极以及电解液组成电解装置；(3)对步骤(2)组成的电解装置通电，接通电路并向电解液中通入氧化性气体进行电解，在阴极得到铜单质。

【技术特征摘要】
1.一种从废旧电路板中回收铜的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将废旧电路板的金属层分离，制备成极板；(2)将步骤(1)制备得到的极板作为工作电极，与对电极、参比电极以及电解液组成电解装置；(3)对步骤(2)组成的电解装置通电，接通电路并向电解液中通入氧化性气体进行电解，在阴极得到铜单质。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述对电极包括不锈钢电极、碳棒电极和碳毡电极中任意一种。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述参比电极包括Ag/AgCl电极和/或Hg/Hg2Cl2电极。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述电解液为硫酸。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述硫酸的浓...

【专利技术属性】
技术研发人员：金伟，王云婷，郑诗礼，薛玉冬，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11