废手机电路板中贵金属回收技术试验研究

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电子废弃物(Waste Electrical and Electronic Equipment,简称WEEE)作为“城市矿产”资源中重要的组成部分,蕴藏着宝贵的而二次资源,如有色金属铜、锡铅、贵金属金、银、钯等,具有很高的回收利用价值。手机在工作、生活中已经成为人们生活中不可或缺的交流工具,随着科技的日新月异,手机的更新频率也随之增加,从而导致了大量的废弃手机的产生。废弃手机中蕴含贵金属(金、银、钯等),具有极高回收价值。因此,本文在调研国内外废手机及其他电子废弃物电路板贵金属(金、银等)基础上,建立了废手机电路板中贵金属金、银的回收路线:①金的回收:预处理富集金——王水浸金——有机溶剂萃取/反萃金——含高纯金溶液;②银的回收:硝酸浸银——氯化物沉淀——氨水+锌粉还原成粗银粉。通过系统研究上述各环节回收处理技术,最终提出废手机电路板金、银高效回收技术,并取得了较好的回收率。在明确废手机电路板中主要金属组成及其含量基础上,首先研究了利用HN03预处理分离银、铜等金属的浸提条件,进而以HN03预处理残渣为研究对象,系统地讨论了氯酸盐氯化浸金体系、次氯酸盐氯化浸金体系、HNO3-HCl浸金体系等对金浸出效果的影响,并将其与传统浸金方法——王水浸金效果进行比较分析。研究结果表明:氯化浸金体系(包括氯酸盐氯化浸金和次氯酸盐氯化浸金)对废手机电路板中金浸出时,金的浸出率仅为<60%,浸金效果不理想;不同HNO3-HCl比例的浸金体系中金的浸出率有明显提高,能够达到85%以上,但以王水浸金效果最佳。金在手机电路板中部分以金基合金形式存在,可能存在仅使用盐酸氧化能力不足问题。经研究确定废手机电路板预处理—王水浸金的最佳浸出条件,在此条件下金的浸出率为100%,银的浸出率为99.64%。以王水浸提含金溶液为研究对象,通过对萃取/反萃机理分析,探讨了磷酸三丁酯(TBP)+酸性硫脲的萃取/反萃金时的金萃取率、反萃率及其主要影响因子。通过试验研究得到了金萃取的最优条件为:20%TBP+80%煤油为有机相,相比(A/O)为1:1,料液酸度1.5mol/L,振荡时间3min,静置5min,此时金的萃取率为99.68%;金反萃的最优条件为:硫脲浓度0.5mol/L,酸度1.0mol/L,金的反萃率为99.02%。通过计算得到废手机电路板中金的总回收率为98.70%。在HNO3预处理溶液中加入氯化钠,溶液中银离子与其反应生成AgCl,采用氨水溶银、锌粉还原方法得到黑色粗银粉。研究发现:在氯化物沉淀过程,溶液中Cl-浓度是影响AgCl的沉淀率的主要因素,其浓度过高可能会导致AgCl重新以银氯络离子形式溶于水中。与Ag+产生共沉淀主要有Cu+、Pb2+,在氧化性条件存在下,CuCl被氧化成CuCl2得到去除,而PbCl2则可通过加热被去除。研究结果表明:利用饱和NaCl溶液进行银离子沉淀,沉淀率为94.19%,再利用氨水+锌粉还原AgCl,此时银的还原率为99.28%。通过计算得到废手机电路板中银的总回收率为93.18%。
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