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废电板铜回收工艺研究

发布时间:2013/3/29 14:39:14   阅读:

原料的物理分选

废电路板6.9kg二次破碎后,1mm以下部分占90%,金属与非金属充分解离,金属主要富集在0.125~1.0mm粒径中,而非金属主要富集在小于0.125mm粒径中。重密度组分3.1kg,轻密度组分3.8kg。铜在重密度组分中占99.67%。

重密度组分氧化氨浸

通过单因素条件试验,得到铜浸出优化条件为:液固体积质量比10∶1,温度25℃,空气流量8m3/h,硫酸铵浓度2mol/L,氨水浓度2mol/L,浸出时间4h。优化条件下进行3次综合浸出试验,铜的液计浸出率分别为97.58%、97.70%和97.36%,平均97.54%;渣计浸出率分别为96.68%、96.75%和96.87%,平均96.67%。浸出过程中铜的物料平衡见表2.表3为浸出液中主要元素的质量浓度,表4为浸出渣中主要元素的质量分数。可以看出:浸出液中杂质含量低,铅、锡、铁、铝、镍、银质量浓度均低于20mg/L,钙质量浓度23mg/L,铜和锌质量浓度较高。说明用空气氧化、然后用氨水-硫酸铵体系浸出,选择性较好,铜浸出率较高。除铜、锌以外,其他金属均得到富集,特别是铅、锡和铁的富集度更高。

萃取—反萃取

通过单因素条件试验,获得萃取过程优化条件为:萃取剂Lix84体积分数50%,相比Vo∶Va=1∶1,TBP浓度0.1mol/L,常温下以500次/min的速度震荡3min;反萃取最优条件为:硫酸浓度2mol/L,相比Vo∶Va=2∶1,常温下以500次/min的速度震荡5min。结果,铜萃取率为98.87%,反萃取率为93.34%。反萃取液中铜得到富集,而锌质量浓度仅4mg/L(表5),符合制备硫酸铜或生产高纯铜的要求。在以上优化条件下进行萃取—反萃取循环7次,结果铜萃取率及反萃取率均变化不大,萃取过程稳定,无污物和乳化现象产生,分相速度快,相界面清晰,说明该萃取体系稳定性良好。

超细铜粉制备

通过单因素条件试验,获得制备超细铜粉的优化条件为:反萃取液CuSO4•5H2O浓度1.25mol/L,用硫酸调节pH=2;以NaH2PO2•H2O为还原剂,加入量为理论量的4倍,采用二次加料法,在溶液温度50℃时加入40%,升温到75℃时加入剩余的60%;保温反应2h,静置3h后,离心,获得铜粉;铜粉用蒸馏水洗涤4次,无水乙醇洗涤2次,置于真空干燥箱中常温干燥。图2及图3分别为所得铜粉的SEM及XRD图,图4为空气环境中暴露1月后铜粉的XRD图。可以看出:所得铜粉粒度在1.5μm左右,且粒度均匀,呈单分散状态;XRD衍射峰与纯铜粉的标准衍射峰完全一致,表明制备的铜粉为纯的铜粉颗粒;所制备铜粉在空气环境中暴露1月后未被氧化,表明具有很好的抗氧化性。

浸出渣的处理

氨浸后的浸出渣中,锡质量分数约为25%,铅质量分数约为10%,铁质量分数约为4%。对此浸出渣先以磁选法选出90%以上的铁,再用电选法分离金属和非金属。分离出来的铅、锡在80%以上,可送铅锡冶炼厂;而90%以上的非金属集中处理,可减轻对环境的危害。

本文作者:王继峰1李静2杨建广1,2作者单位:1广西堂汉锌铟股份有限公司2中南大学

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