从电子废料回收金属的方法技术

本发明专利技术涉及从电子废料回收贵金属的方法。尤其是，在此方法中采用生物冶金技术。第一方面，本发明专利技术提供从电子废料回收一种或多种目标金属的方法，此方法包括：(a)预加工步骤，这包括从电子废料去除至少一部分的非目标材料或将其研磨成具有预选尺寸的粒子以得到经预加工的电子废料；(b)溶解步骤，这包括使经预加工的电子废料与浸滤剂接触，以使至少一部分的目标金属溶解于浸滤剂中以产生富集液；(c)生物吸着步骤，这包括使微生物与富集液接触，以使至少一部分的目标金属离子被生物吸着到微生物，其中微生物变成负载金属的，并且富集液变成贫化溶液；(d)分离步骤，这包括从贫化溶液基本上分离已负载金属的微生物；和(e)回收步骤，这包括从已负载金属的微生物回收一种或多种目标金属。在具体实施方案中，目标金属是金。

Method of recovering metal from electronic waste

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从电子废料回收金属的方法专利
本专利技术涉及从电子废料回收至少一种贵金属的方法。尤其是，在此方法中采用生物冶金技术。
技术介绍
在世界上有许多含有痕量金属的材料，包括水溶液和固体材料。但是，由于金属组分相对于非金属基质而言的稀有性，以有效、环境友好的方式回收这些金属是十分具有挑战性的。例如，对于许多工业而言，从含水液体废料流去除毒性金属离子是一个重要的挑战。相似地，随着用于开采和精炼初始金属的矿石品级降低，越来越关注从源材料例如低品级矿石、冶炼尾矿和电子废料获得金属。但是，从这些原料回收金属通常在经济上受限。影响任何回收方法的可行性的因素包括原料的金属浓度(和进而用于加工所需的原料量)；杂质的存在，例如其它金属或耐火材料；以及所产生的流出物的体积。所以，需要替代性的技术方案以缓解至少一部分的这些问题，从而改进从低品级或再煅烧的原料回收金属的经济可行性。用于精炼金属的典型技术包括火法冶金和湿法冶金。在火法冶金中，原料在高温下熔炼(通常在合适的还原剂和/或催化剂的存在下)。这要求不可忽略的能量输入(以及相关的排放)，所以对在原料中的最小金属浓度有实际要求。在湿法冶金中，原料用浸滤剂溶液处理，从而将所需的金属(特定或其它)浸提成离子性或络合的可溶形式。要求进行随后的步骤以从溶液回收一种或多种目标金属(例如电解沉积)。根据用于浸提的温度和压力要求，此方式可以允许加工与火法冶金相比具有更低品级的原料。需要考虑可能使用腐蚀性(例如酸性)或毒性(例如氰化物)的溶液的情况；在原料处理期间的溶液组分的任何消耗；以及适当地用废料流出物处理。火法冶金和湿法冶金技术不是互相排斥性的，并且可以在多个步骤中依次使用以精炼特定的金属。从含金的矿石回收金是湿法冶金方式的典型实例，其中存在许多问题。数百年来，在含金矿石中的金含量已经降低，这是因为易于回收的具有较高金含量的来源已被过度开采贫化。因此，湿法冶金技术已经用于回收从大体积岩石回收痕量的金。多年来已经成功地使用基于氰化物的浸滤剂，但是这存在毒性问题和关于加工特定矿石类型方面的挑战。废的电子和电器设备，例如来自计算机、手机、笔记本和LCD显示器的印刷电路板，代表对于金属回收体系而言的大型目标。2014年，全世界产生约41.8百万吨的电子废料(e-废料)；预期2018年将增加到5亿吨(Baldé等，全球e-废料监控–2014,UnitedNationsUniversity,IAS–SCYCLE,Bonn,德国(2015))。基于单位重量计，与原矿石相比，这种e-废料含有大量的有价值的贱金属和贵金属(包括金)。从这种原料回收金属是有吸引力的，因为用于获得初始金属的开采和精炼工艺会消耗能源和水源(并且产生相关的碳排放)；循环意味着不需要再负担相关的成本。例如，铜的循环需要比从矿石生产初始材料的情况少85％的能量(Khaliq等，Resoures3,第152-179页(2014))。废的电子设备，例如来自计算机、手机、笔记本和LCD显示器的印刷电路板，也含有可观量的贵金属(包括金)。虽然已经致力于使用火法冶金或湿法冶金方式从电子废料回收金和其它金属，但是还需要实现可持续的成功。火法冶金方式一般涉及对电路板进行焚烧以释放和分馏金属，这需要大量的能量和成本，并产生危险气体，例如二英。湿法冶金方式一般涉及使用强酸或基于氰化物的溶液来浸提金属，这具有高毒性，是昂贵的，并且是不可循环的。电子废料作为原料时的混杂情况也使得难以经济可行的方式使用这些现有技术。生物冶金法是较近期采用的方法，其中使用微生物在环境条件下从原料暴露、浸提、结合和/或回收金属(Zhuang等，CurrentOpinioninBiotechnology33,第327-335页(2015))。使用微生物可以进一步降低原料的最低必需品级，或更好地以经济可行的方法加工那些作为复杂混合物或不易通过火法冶金法和/或湿法冶金法处理的原料。但是，共同的代价是反应时间：生物冶金法通常需要数周到数年的时间以从原料回收金属(例如使用硫还原菌对难熔性铜矿石进行生物氧化)。本专利技术的一个目的是提供使用生物冶金技术从电子废料回收贵金属的方法，所述生物冶金技术补充或代替传统的火法冶金方法和湿法冶金方法。应当理解的是，这使得能从目前被忽略的金属的低品级物料或废料流回收有价值物质；或至少向公众提供在这方面的有用选择。本专利技术的另一个目的是提供从电子废料回收一种或多种目标金属的方法，和/或通过所述方法回收的目标金属，和/或用于回收目标金属的体系，或至少向公众提供可用的选择。专利技术概述本专利技术要解决现有技术的需求。本专利技术提供从电子废料回收至少一种贵金属的方法。第一方面，本专利技术提供一种从电子废料回收一种或多种目标金属的方法，此方法包括：(a)预加工步骤，这包括从电子废料去除至少一部分的非目标材料或将电子废料研磨成具有预选尺寸的粒子以得到经预加工的电子废料；(b)溶解步骤，这包括使经预加工的电子废料与浸滤剂接触，以使至少一部分的一种或多种目标金属溶解到浸滤剂中以产生富集液；(c)生物吸着步骤，这包括使微生物与富集液接触，以使至少一部分的一种或多种目标金属离子被生物吸着到微生物，其中微生物变成负载金属的，并且富集液变成贫化溶液；(d)分离步骤，这包括从贫化溶液基本上分离已负载金属的微生物；和(e)回收步骤，这包括从已负载金属的微生物回收一种或多种目标金属。在具体实施方案中，目标金属是金.在某些实施方案中，电子废料包含小于5％、或小于1％、或小于0.1％、或小于0.01％、或小于0.001％、或小于0.0001％的目标金属。在具体实施方案中，预加工步骤包括一个或多个选自以下的单元操作：去除芯片，研磨到预选尺寸，去除特定密度级分，去除磁性材料，浸提贱金属。在具体实施方案中，预加工步骤包括至少一个上述单元操作。在另一个实施方案中，预加工步骤包括至少两个上述单元操作。在另一个实施方案中，预加工步骤包括至少三个上述单元操作。在另一个实施方案中，预加工步骤包括至少四个上述单元操作。在具体实施方案中，预加工步骤从电子废料去除至少一部分的非目标材料以得到经预加工的电子废料。在具体实施方案中，预加工步骤包括浸提贱金属的操作。在具体实施方案中，预加工步骤包括研磨和浸提贱金属的操作。在具体实施方案中，在目标金属的回收之前，预加工步骤去除至少50％、或至少60％、或至少70％、或至少80％、或至少90％、或至少95％的非目标材料。在特别优选的实施方案中，预加工步骤去除小于20％、或小于10％、或小于5％、或小于2％、或小于1％的一种或多种目标金属。在具体实施方案中，非目标材料包括一种或多种非目标金属。在具体实施方案中，一种或多种非目标金属是一种或多种贱金属。在具体实施方案中，预加工步骤去除了至少一部分的非目标金属。在具体实施方案中，在目标金属的回收之前，预加工步骤去除了至少50％、或至少60％、或至少70％、或至少80％、或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从电子废料回收一种或多种目标金属的方法，此方法包括：/n(a)预加工步骤，这包括从电子废料去除至少一部分的非目标材料或将电子废料研磨成具有预选尺寸的粒子以得到经预加工的电子废料；/n(b)溶解步骤，这包括使经预加工的电子废料与浸滤剂接触，以使至少一部分的一种或多种目标金属溶解于浸滤剂中以产生富集液；/n(c)生物吸着步骤，这包括使微生物与富集液接触，以使至少一部分的一种或多种目标金属离子被生物吸着到微生物，其中微生物变成负载金属的，并且富集液变成贫化溶液；/n(d)分离步骤，这包括从贫化溶液基本上分离已负载金属的微生物；和/n(e)回收步骤，这包括从已负载金属的微生物回收一种或多种目标金属。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171017 NZ 736489;20171130 NZ 7379081.一种从电子废料回收一种或多种目标金属的方法，此方法包括：
(a)预加工步骤，这包括从电子废料去除至少一部分的非目标材料或将电子废料研磨成具有预选尺寸的粒子以得到经预加工的电子废料；
(b)溶解步骤，这包括使经预加工的电子废料与浸滤剂接触，以使至少一部分的一种或多种目标金属溶解于浸滤剂中以产生富集液；
(c)生物吸着步骤，这包括使微生物与富集液接触，以使至少一部分的一种或多种目标金属离子被生物吸着到微生物，其中微生物变成负载金属的，并且富集液变成贫化溶液；
(d)分离步骤，这包括从贫化溶液基本上分离已负载金属的微生物；和
(e)回收步骤，这包括从已负载金属的微生物回收一种或多种目标金属。


2.根据权利要求1所述的方法，其中目标金属是金。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中电子废料包含小于5％的目标金属。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中预加工步骤包括一个或多个选自以下的单元操作：
去除芯片，
研磨到预选尺寸，
去除特定密度级分，
去除磁性材料，
浸提贱金属。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在预加工步骤中从电子废料去除至少一部分的非目标材料以得到经预加工的电子废料。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中非目标材料包括一种或多种贱金属。


7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中预加工步骤包括浸提贱金属的操作。


8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中预加工步骤包括研磨和浸提贱金属的操作。


9.根据权利要求4-8中任一项所述的方法，其中浸提贱金属的操作包括用包含硝酸、硫酸和/或盐酸的浸提剂处理电子废料。


10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中一种或多种目标金属和非目标材料基本上被浸滤剂选择性地溶解。


11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中浸滤剂溶液是基于硫脲的水溶液，或基于硫...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·克鲁什，R·惠特比，R·史密斯，
申请(专利权)人：敏特创新有限公司，
类型：发明
国别省市：新西兰;NZ