本发明专利技术涉及一种利用废弃印刷线路板中的含铜金属粉末制备电解铜箔的方法。该方法是将废弃印刷线路板中的含铜金属粉末浸于浸出液中使其溶解；同时在浸出液中添加少量氯化钠和硫酸铜；反应开始时施加电场，用电磁搅拌机搅拌直至完全溶解；用煤油稀释螯合萃取剂Ｎ９０２对含铜浸出液进行萃取，然后用稀硫酸进行错流多次反萃负载铜的Ｎ９０２有机相，直至反萃液中硫酸铜浓度达到最大后不再增加为止；将硫酸铜溶液蒸发结晶；所得的结晶硫酸铜配成浓度不小于４０ｇ／Ｌ的硫酸铜溶液，同时加入明胶、硫脲配成电解液，进行电解，可得电解铜箔产品。该方法的特点是成本低、处理工艺简单、没有对环境造成二次污染，产生的高附加值的电解铜箔产品既有经济效益又达到固废资源化的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，属 于无机材料生产
技术介绍
由于电子技术飞速发展，作为电子产品主要部件的印刷线路板(PCB)产业也不断 发展壮大，预计在2010年左右超过日本，成为全球PCB产值最大和技术发展最活跃的国家。 然而电子产品淘汰和过时非常快，在生产时及使用后均产生了大量的电子废弃物，使PCB 废弃的数量正以每年3% 5%的速度增长。目前，废PCB的处理已经成为世界关注的热点， 几乎所有国家都面临着一个非常棘手的难题——废PCB的回收与利用。我国也已经进入家 用电器淘汰的高峰期，废PCB问题非常严峻。废弃PCB中含有大量可回收利用的贵重物质。 其中，铜的含量占整个PCB板重量的三分之一，因此，从废PCB中回收铜具有重大意义。目前废PCB中金属的回收处理技术主要分为火法和湿法。火法冶金是利用冶金炉 高温加热剥离非金属物质，贵金属熔融于其他金属熔炼物料或熔盐中，再加以分离。F. G. Day用火法冶金回收电子废弃物，炉膛温度至少为1400°C，所得熔融金属相包含稀贵金属。 钼和金的回收率分别达到80. 3%和94. 2%，此法对银和铜的富集效果也较好。罗志华采用火 法冶金工艺处理电子线路板，在1200°C时，热解后废PCB中的金属和氧化物不能熔融，需投 加NaOH为造渣材料以实现共熔分离。结果表明600°C时每IOOg热解残留物投加ISgNaOH, 折算成线路板为每IOOg电子线路板投加12gNa0H可实现炉渣金属熔融分离。热解熔融分 离金属得率分别为Cu:99. 8%，Ag:99. 04%, Au>94. 9%。火法冶金的优点在于处理量大，金属 富集程度高，对稀贵金属回收效果好。缺点在于金属纯度低，需要精炼，不适合小规模电子 废弃物处理，废气需要处理才能排放。湿法冶金是利用具有氧化性的溶液在一定条件下将单质态的金属浸出至溶液中， 浸出液中的金属离子再经过物理化学手段提纯。Kim，Eim-Yoimg等在盐酸浸出液体系中 用电产氯气法在阳极加速废PCB中铜的溶解。在阳极，氯离子被氧化为氯气并溶解在溶液 中，亚铜离子在阴极还原为铜。F. Xie等用超声辅助浸出PCB污泥中的铜和铁，结果表明 在适当操作条件下，pH=3、超声功率160W可使污泥中的铜和铁的浸出率分别达到97. 83%和 1.23%。日本学者Oishi，Τ.等使用碱性浸出液浸出亚铜离子回收WPCBs中铜，指出在电 解还原亚铜离子的过程中，从氯化铵体系得到的亚铜离子电解得到的阴极铜的纯度比硫酸 铵体系的高。在氯盐体系中电解回收铜的电能消耗最低，电流密度200Α ·πΓ2下电能消耗为 500KW · h · t—1，是常规铜离子电解消耗电能的25%。湿法冶金的优点在于回收得到的金属 纯度高，生产规模可以灵活控制，先期投资小，其缺点在于可能造成废液的二次污染，应采 用可循环利用的化学工艺减少排放。根据上述文献的特点，本人设计在电场作用下用废弃的印刷线路板金属粉料制 备电解铜箔。电解铜箔是电气工业和电子工业的印刷线路板所用的专业化原材料，随着科学技术的发展，铜箔在工业、国防建设中的重要性越来越明显。根据有关资料报道在未来几 年里亚洲电解铜箔的消费还会增加。2006年全球电解铜箔消费年增长率为15%，主要源于 电子电器工业和汽车工业对电子产品需求增加，以及印刷线路板的大量使用，未来铜箔涨 价趋势将无可避免。基于此，本人采用湿法对废弃的印刷线路板金属粉料中的铜进行回收利用。本发 明通过引入电场，阳极在浸出过程中加速铜的溶解，铜离子在阴极转化为高附加值的电解 铜箔产品，使浸出铜的过程和铜的资源化过程同步进行。如此，浸出一电积工艺就可以在同 一个电流回路中进行，这将大大缩短工艺周期，同时也提高了电流的使用效率。该方法的特 点是成本低、处理工艺简单、没有对环境造成二次污染，产生的高附加值的电解铜箔产品既 有经济效益又达到固废资源化的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于利用废弃印刷线路板进行粉碎、筛选、洗涤、机械预静电处理后 所得的高含铜量金属粉体，来制备电解铜箔。本专利技术的又一目的是提供一种从含铜金属废 料粉体中制备电解铜箔的方法。本专利技术是一种在电场作用下利用废弃印刷线路板中的含铜金属粉末制备电解铜 箔的方法，其特征在于具有以下步骤a.电场作用下，在阳极区放置含有一定量的废弃印刷线路板中的含铜金属粉末的浸 出液。浸出液中含有0. 8 1. 5mol/L的硫酸，含铜金属粉末与硫酸溶液的质量比为1 :10 15，浸取温度为室温；同时在上述浸取溶液中还添加少量氯化钠和硫酸铜；氯化钠和硫酸 铜的加入量以含铜金属粉末的重量为基准，各为含铜金属粉末的4 10%，反应开始时施加 电场，电流密度控制在0. 025 0. 15 A · cm_2，吹入空气；用电磁搅拌机搅拌3 5小时，直 至完全溶解。b.用煤油稀释萃取剂，该萃取剂为螯合萃取剂N902主要成分为2-羟基_5_壬基 水杨醛肟；煤油稀释后的N902萃取剂的质量百分比浓度为30% ；用该萃取剂对上述所得的 含铜浸取液进行萃取。C.然后用1 3 mol/L的稀硫酸进行错流多次反萃上述负载铜的N902有机相， 直至反萃液中硫酸铜浓度达到最大后不再增加为止。d.将上述反萃所得的高浓度硫酸铜溶液进行蒸发结晶。e.将上述所得的结晶硫酸铜配成浓度不小于40g/L的硫酸铜溶液。同时加入 10 20mg · L—1的明胶，硫脲10 25mg · L—1，硫酸浓度0. 5 4mol · L—1，配成制备电解铜 箔的电解液。温度20°C，电流密度控制在0. 025 0. 15 A -cm"2,电解时间0. 5 1. 5h。可得电解铜箔产品。所述的金属粉末，其中的铜含量为85 wt. %以上。本专利技术的特点和优点如下所述(1)、本专利技术方法采用电场，可加速废料中铜的溶解速度，提高反应效率，降低成本。(2)、本专利技术采用N902萃取剂萃取浸取液中的铜离子，萃取后其萃余液可回用做 浸取液，继续浸取金属粉体；结晶硫酸铜后的反萃液可继续反萃含铜有机相。故可降低成 本，并避免产生二次污染。(3)、本专利技术中制备的电解铜箔附加值高，有利于经济效益的实现。(4)、本专利技术在电场作用下可使废料中铜的溶解与电解铜箔的生成同时进行。即在 阳极区进行铜的溶解反应，同时在阴极区进行制备电解铜箔。这将大大缩短工艺周期，同时 也提高了电流的使用效率，降低了生产成本。附图说明图1为用金属粉体制备电解铜箔的工艺流程。图2为铜箔力学性能标准。具体实施例方式现将本专利技术的实施例具体叙述于后。实施例1本实施例中的工艺程序及步骤参见图1。本实施例的过程和步骤如下(1)、取20g废弃印刷线路板中的含铜量为86wt.%的金属粉末浸于浓度为1. 5mol/L的 硫酸中，使其溶解；金属粉末与硫酸溶液的质量比为1 :15，浸取温度为室温；同时在上述浸 取溶液中添加少量氯化钠和硫酸铜，其加入量分别为金属粉末重量的5% ；同时吹入空气， 施加电场，电流密度控制在0. IA · cm—2，用电磁搅拌机搅拌3. 5小时，直至完全溶解；(2)、用煤油烯释萃取剂N902，即2-羟基-5-壬基水杨醛肟，它为具有很强的对铜选择 性的醛肟类铜萃取剂；煤油烯释后的N902萃取剂的质量百分比浓度为30%本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用废弃印刷线路板中的含铜金属粉末制备电解铜箔的方法，其特征在于该方法具有以下步骤：ａ．将废弃印刷线路板中的含铜金属粉末浸于浸出液中使其溶解；浸出液为０．８～１．５ｍｏｌ／Ｌ的硫酸溶液，含铜金属粉末与硫酸溶液的质量比为１∶１０～１５，浸取温度为室温；同时在上述浸出液中添加少量氯化钠和硫酸铜；氯化钠和硫酸铜的加入量以含铜金属粉末的重量为基准，各为含铜金属粉末的４～１０％，反应开始时施加电场，电流密度控制在０．０２５～０．１５Ａ·ｃｍ↑［－２］，吹入空气；用电磁搅拌机搅拌３～５小时，直至完全溶解；ｂ．用煤油稀释萃取剂对上述所得的含铜浸出液进行萃取，该萃取剂为螯合萃取剂Ｎ９０２，即为２－羟基－５－壬基水杨醛肟；煤油稀释后的Ｎ９０２萃取剂的质量百分比浓度为３０％；ｃ．然后用１～３ｍｏｌ／Ｌ的稀硫酸进行错流多次反萃上述负载铜的Ｎ９０２有机相，直至反萃液中硫酸铜浓度达到最大后不再增加为止；ｄ．将上述多次反萃所得的硫酸铜溶液进行蒸发结晶；ｅ．将上述所得的结晶硫酸铜配成浓度不小于４０ｇ／Ｌ的硫酸铜溶液，同时加入１０～２０ｍｇ·Ｌ↑［－１］的明胶，硫脲１０～２５ｍｇ·Ｌ↑［－１］，硫酸浓度０．５～４ｍｏｌ·Ｌ↑［－１］，配成制备电解铜箔的电解液；温度２０℃，电流密度控制在０．０２５～０．１５Ａ·ｃｍ↑［－２］，电解时间０．５～１．５ｈ，可得电解铜箔产品。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱萍，周鸣，范泽云，钱光人，梁宏根，杨芹伟，谭娜，
申请(专利权)人：上海大学，上海市浦东新区固体废弃物管理署，
类型：发明
国别省市：31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。