一种分类回收线路板中金属的方法技术

本发明专利技术涉及一种分类回收线路板中金属的方法，具体涉及回收线路板(PCB)中的铜、锡、镍、钯、金、银和树脂。该技术先后通过粉碎、酸浸、阳极旋转迫击电解、浮选等工艺流程。首先将线路板粉碎成细小碎片；然后将细小碎片进行酸浸，以溶解出活性金属锡或镍；再将不溶物质置于阳极旋转迫击电解槽中进行电解回收铜；随后过滤得阳极滤渣，滤渣转移到水或重油中进行浮选，利用金属、树脂与溶剂密度差异使贵金属沉降、树脂漂浮在表面分离开来，在上层回收树脂粉；最后将贵金属通过冶炼进一步分离。本发明专利技术可实现从废旧线路板中分离并回收其中各种金属和树脂，实现线路板中全部资源回收的环保工艺。

A method for sorting and recovering metals from printed circuit boards

The invention relates to a method for classifying and recovering metals in circuit boards, in particular to recovering copper, tin, nickel, palladium, gold, silver and resin in circuit boards (PCB). The technology successively goes through crushing, acid leaching, anode rotation, mortar electrolysis, flotation and other processes. First, the circuit board is crushed into fine fragments; then, the fine fragments are acid leached to dissolve active metal tin or nickel; then the insoluble substances are electrolyzed in an anode rotating force cell to recover copper; then the anode filter residues are filtered and transferred to water or heavy oil for flotation, using metals, resins and solvents. The density difference makes precious metals settle and resin float on the surface separated, and resin powder is recovered in the upper layer. Finally, precious metals are further separated by smelting. The invention can realize the environmental protection process of separating and recovering various metals and resins from waste circuit boards and realizing the recovery of all resources in circuit boards.

【技术实现步骤摘要】
一种分类回收线路板中金属的方法
本专利技术涉及一种分类回收线路板中金属的方法，具体涉及从印制电路行业废旧线路板中分离并回收各种金属和树脂。
技术介绍
在多层线路板制造技术中，一般是通过成像转移、蚀刻工艺实现在基材表面铜层上制作出图形电路，再通过铜与半固化片（绝缘树脂和玻璃纤维组成）一层层叠制压合而成半成品，然后盖上一层抗焊作用的油墨阻焊层，再在焊盘上进行金属化表面处理，表面处理包括沉金、镍钯金、沉银、喷锡和OSP（有机保焊膜）等工艺，在线路板制作完成后，需要对元器件进行贴装，期中最主要的工艺是焊锡，目前也有部分使用打金线、铝线进行绑定工艺。因此，废弃的线路板主要包含了树脂、玻纤材料和油墨等非金属，最主要的金属铜，同时在外表面可能镀有的金、银、镍、钯、锡、铝等金属，由于金表面可焊性好，一般以镀金和锡居多。随着电子产品数量增加，特别是国内PCB占全球总产值的比重增大，伴随出现了较多的电子垃圾回收处理站，传统一般采用粗放式的处理方法，从最初的焚烧逐渐到使用酸、碱液浸泡或使用如浓硝酸、王水等强氧化剂溶解的方法，不仅严重污染环境也浪费资源。为解决上述难题，新的处理方法被提出及应用。特别在最近两年部分校企合作尝试使用物理方法把废板先粉碎、再加强氧化剂王水把碎渣中的金属溶解。然而，该方法存在的弊端是王水氧化能力极强，操作具有一定危险性，同时涉及把不活泼的金、铂等惰性金属溶解在溶液中，从王水中再回收金和铂需要花费较大的额外费用。成本高且不适用大规模的工业回收。同时，线路板的结构是金、钯、银、镍、锡等贵金属分布在板子的外表面，内层主要是铜、树脂和玻璃纤维组成。本专利技术基于以上背景，利用金属导电性和不同金属的活泼性差异，开发出一种分类回收线路板中金属的方法，特别是开发出一种阳极旋转迫击电解装置，以电解精炼出金属铜，该方法实现了各金属的分离。同时克服了贵金属以离子形式进入到溶液中，而需再次使用强还原性的药剂进行化学提炼的弊端。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供一种分类回收线路板中金属的方法。特别是开发出一种阳极旋转迫击电解装置。一种分类回收线路板中金属的方法，主要包括以下步骤：第一步：使用粉碎机对线路板进行粉碎，并通过50目筛网，保证粉碎后的颗粒直径小于0.3mm。第二步：把粉碎的颗粒中加入稀盐酸或稀硫酸，使活泼金属与酸反应溶出，过滤分离得滤液和滤渣，从滤液中可回收含活泼性金属的盐溶液。第三步：把滤渣加入到特制的阳极旋转迫击电解装置中，通过旋转迫击使滤渣颗粒与电极接触导电，使得基板上的铜颗粒放电溶出，并使得铜表面沉积的贵金属从基板上脱离，同时在阴极回收精铜。第四步：把阳极槽中的贵金属和树脂转移至浮选剂中，利用密度差异使得贵金属沉淀下来，树脂漂浮在溶剂上，分离过滤获得贵金属和树脂粉。后工序：对贵金属进行高温冶炼分离获得所含惰性贵金属，对漂浮树脂进行过滤蒸干获得树脂粉再利用。进一步描述，一种分类回收线路板中金属的方法的原理：首先，利用物理方法把线路板粉碎成细小颗粒，这种细小颗粒从里到外的层次结构排布可能是Cu-树脂-Cu-其它金属、树脂-Cu-树脂-Cu-其它金属、树脂-Cu-树脂等各种各样的复合结构，同时侧面会把金属铜露出来；使得这些细小颗粒具有良好的导电性。其次，把表面的锡、镍等活泼金属通过H2SO4、HCI等酸液浸泡溶解出来分离，余下的不溶滤渣还含有铜、金、钯、银和树脂成分；Sn+2H+→Sn2++H2……（1）Ni+2H+→Ni2++H2……（2）然后，把浸取后的不溶碎渣放入至阳极旋转迫击电解装置，在旋转迫击作用下把滤渣颗粒与旋转电解阳极充分接触，使与电极接触导通位置的铜在其特定的电极电势下以离子形式溶解，包括颗粒结构的外层全部铜溶解和内层的边沿铜溶解，同时在阴极析出，获得精铜；惰性金属不反应，使贵金属脱离，得到阳极泥，用滤袋收集。其中，电解质中加入的氧化离子可以是Fe3+或Mn4+，使其氧化内层的金属铜，所获得的Fe2+或Mn2+在搅拌作用下到达阳极又获得电子，从而实现循环催化氧化的作用。2Fe3++Cu2+→2Fe2++Cu……（3）Fe2++e→Fe3+……（4）Mn4++Cu2+→Mn2++Cu……（5）Mn4++2e→Mn2+……（6）上述操作把废板中的铜溶解分离出来后，将阳极滤袋中的树脂粉尘和惰性金属泥混合物转移至浮选剂中，由于金、银和钯的密度大，而树脂粉尘成分密度小，将他们转移至密度介于树脂和所含金属之间的浮选剂中，使得树脂粉尘漂浮在上层、金属泥沉淀在下层，从而实现了线路板中各物质的分离。更进一步描述，该方法既可以把含有元件及线路板的电子废器件直接粉碎处理，也可以在前期将电子元器件拆开，并对各元件、线路板分类，避免分离出来的树脂混杂塑料外壳，提高分离效果。更进一步，最终获得的惰性金属钯、银、金混合物，利用各金属的熔点差异实现高温熔化分离。优选的，该方法使用的粉碎机为气旋粉碎机或机械粉碎机。该方法所述的阳极旋转迫击电解装置由电解槽体、旋转电解阳极组、不锈钢弧形阴极、电解质溶液、搅拌横杠、电机和直流电源组成。所述旋转电解阳极组由一个或多个旋转电解阳极组成，旋转电解阳极包含圆形涂层钛篮、滤袋、导气管、搅拌转盘、涂层导电搅拌桨、搅拌套杆和搅拌定轴。其中，阳极钛篮和搅拌桨并联在直流电源正极、弧形不锈钢板连接在电源负极；钛篮外套上一层滤袋，用于收集掉落的重金属和树脂粉。优选的，电解液主要由浓度为1～3mol/L硫酸铜和0.5～3mol/L稀硫酸组成，并在电解液中加入0.001～0.01g/L的硫酸锰或0.001～0.01g/L的硫酸铁催化剂，加快碎渣中铜离子溶出。优选的，把碎渣置于钛篮中进行搅拌；并从钛篮底端增加辅助鼓气搅拌，使得碎渣受到水平方向迫击力和垂直方向气压，加大碎渣表面金属与电极接触概率；使得铜放电溶出，并使得表面的贵金属与铜分离。优选的，阳极由一个或多个旋转电解阳极组成，不锈钢弧形阴极面与阳极面正对，且二者距离可以调节控制。优选的，所述浮选剂包括重油、四氯化碳中的一种或几种混合液，浮选剂的密度介于树脂和所含金属之间。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：过程中不需要使用强氧化、强还原药剂，避免操作危险性；减少不必要的先氧化、后还原步骤，提高效率和产品纯度；能够把废板中的全部资源再回收利用，避免传统粗放式的污染。附图说明图1表示一种分类回收线路板中金属的流程图。具体实施例实施例一：把表面工艺为化学沉金的废弃PCB板，称重10kg。使用气旋粉碎机粉碎，并经过50目的筛网筛选，粗的颗粒继续进行粉碎，以通过筛网，转移到20L浓度为1mol/L的H2SO4溶液中浸泡24h后，把镍、锡溶解浸出至溶液中，过滤获得硫酸镍、硫酸锡的混合溶液；滤渣转移到的旋转电解阳极组中，并连接在电源正极，负极连接弧形不锈钢板，电解质由3mol/LCuSO4、1mol/LH2SO4和0.01g/LMn(SO4)2组成，控制阳极组与对应阴极钢板中心间距为15cm，最小间距为5cm，在电压为10V的恒压下进行电解，电解同时开启搅拌机，旋转转速为600r/min，并在底端鼓气，电解5h后，在阴极回收0.67kg的铜，阳极滤袋收集到树脂粉末和金属泥。取出，把树脂粉末和金属泥加入到CCI4液体中，树脂粉末漂浮在表面，金属泥沉淀在四氯化碳底端，倾斜使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分类回收线路板中金属的方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步：使用粉碎机对线路板进行粉碎，并通过50目筛网，保证粉碎后的颗粒直径小于0.3 mm；第二步：把粉碎的颗粒中加入稀盐酸或稀硫酸，使活泼金属与酸反应溶出，过滤分离得滤液和滤渣，从滤液中可回收含活泼性金属的盐溶液；第三步：把滤渣加入到特制的阳极旋转迫击电解装置中，通过旋转迫击使滤渣颗粒与电极接触导电，使得基板上的铜颗粒放电溶出，并使得铜表面沉积的贵金属从基板上脱离，同时在阴极回收精铜；第四步：把阳极槽中的贵金属和树脂转移至浮选剂中，利用密度差异使得贵金属沉淀下来，树脂漂浮在溶剂上，分离过滤获得贵金属和树脂粉；后工序：对贵金属进行高温冶炼分离获得所含惰性贵金属，对漂浮树脂进行过滤蒸干获得树脂粉再利用。

【技术特征摘要】
1.一种分类回收线路板中金属的方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步：使用粉碎机对线路板进行粉碎，并通过50目筛网，保证粉碎后的颗粒直径小于0.3mm；第二步：把粉碎的颗粒中加入稀盐酸或稀硫酸，使活泼金属与酸反应溶出，过滤分离得滤液和滤渣，从滤液中可回收含活泼性金属的盐溶液；第三步：把滤渣加入到特制的阳极旋转迫击电解装置中，通过旋转迫击使滤渣颗粒与电极接触导电，使得基板上的铜颗粒放电溶出，并使得铜表面沉积的贵金属从基板上脱离，同时在阴极回收精铜；第四步：把阳极槽中的贵金属和树脂转移至浮选剂中，利用密度差异使得贵金属沉淀下来，树脂漂浮在溶剂上，分离...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗志勤，
申请(专利权)人：肇庆高新区国专科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44