[發明專利]廢棄電路板多金屬混合資源中銻元素的富集與分離方法

有效

• 申請號: 201510401563.6
• 申請日: 2015-07-09
• 公開（公告）號: CN105039705B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 何杰;王中原;陳斌;郝紅日;江鴻翔;趙九洲
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B30/02
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙)21234
• 代理人: 張志偉

技術領域

本發明屬于復雜有色金屬二次資源綜合循環再利用技術，具體為一種廢棄電路板多金屬混合資源中銻元素的富集與分離方法，涉及環境保護技術領域中對電子廢棄物進行回收、再生和綜合高效資源化技術，有助解決電子廢棄物對生態環境的危害問題和緩解我國有色金屬資源短缺的壓力。

背景技術

隨著科學技術的不斷創新和電子電器產品的更新換代，大量廢棄電子產品已成為增長速度最快和最難處理的一類固體廢棄物。電子廢棄物又稱電子垃圾，包括各種廢舊電腦、通信設備、家用電器、以及被淘汰的精密電子儀器儀表等。據統計，2002年全球平每千人電腦擁有量約為100臺，且有不斷增長的趨勢。2010年國內電視機的社會保有量已超過3.7億臺，電腦、電冰箱和洗衣機分別超過8000萬臺、1.5億臺和1.9億臺。一般來說，電冰箱、洗衣機的平均使用壽命在8至10年，電視機平均使用壽命在4至6年，至于更新換代更快的電腦和手機的淘汰周期在1至3年，尤其是手機甚至更短。據聯合國環境規劃署估計，全球每年產生約4000～6000萬噸電子垃圾，其中美國和歐洲分別約占1/3和1/4。我國是僅次于美國的第二大電子廢棄物生產國。此外，國外的電子垃圾源源不斷涌向我國。據報道，全球90％的“電子垃圾”進入亞洲，其中約80％進入了中國大陸。在各類電子廢棄物中，其中廢棄電路板平均約占總量的4％。然而，在被淘汰或更新率高的平板電腦、筆記本電腦、手機等電子產品中，電路板所占比例高達40％。

作為電子廢棄物的重要組成部件，廢棄電路板(WCB)卻蘊含著大量的金屬資源，金屬約占電路板總重量的40％。按重量百分比計，廢棄電路板多金屬復雜混合物中包含有0.5～6.0％鋁、1％～2.5％硅、0.1％～1.0％鉻、0.05％～1.0％錳、5.0％～10％鐵、0.05％～1.0％鈷、1.5％～3.0％鎳、60％～80％銅、0.5％～1.5％鋅、0.05％～0.1％銀、0.05％～1.0％鎘、5.0％～8.0％錫、0.5％～1.0％銻、0.05％～0.1％金、2.0％～5.0％鉛、0.5％～1.0％鉍等金屬元素。可見，廢棄電路板中蘊含的金屬是天然礦藏的幾十倍甚至幾百倍，它們既是危害環境的垃圾，又是寶貴的資源。

廢棄電路板中金屬資源的回收處理技術主要分為機械物理處理、濕法冶金、生物冶金、火法冶金等或幾種處理技術相結合：

①機械物理處理(《印刷電路板的粉碎分離回收工藝及其所用設備》，參見中國發明專利(專利99102862.7，公開號CN1238244A)；《廢舊電路板的破碎及高壓靜電分離方法》，參見中國發明專利(專利號200510023785.5，公開號CN1313208A)；《廢棄電路板中金屬富集體的物理回收工藝》，參見中國發明專利(專利號200410014582.5，公開號CN1563440A))。該方法是采用機械設備先將廢棄線路板粉碎成顆粒，然后再利用各組分物性(如：密度、導電性等)差異，實現金屬與非金屬的分離。利用機械物理處理法，廢棄電路板中95％以上的金屬物質可以得到回收。但是，分離的金屬是多種金屬元素混合在一起的復雜二次金屬資源，必須對多金屬混合物進行分離與循環再利用，才能實現金屬資源化。

②濕法冶金(《分離回收廢棄電路板多金屬富集粉中有價金屬的方法》，參見中國發明專利(專利號201210267821.2，公開號CN102747229A)；《一種選擇性浸出分離廢棄電路板中錫、鉛和銅的方法》，參見中國發明專利(專利號200910082443.9，公開號CN101864519A))。該方法是將廢棄電路板置于強酸溶液中，金屬物質發生化學反應而溶解，然后從溶液中回收金屬元素。然而，該方法對部分金屬的浸出效率低、作用有限，尤其是被包裹在陶瓷中的金屬元素無法回收；該技術尤其不足之處是，化學試劑消耗量大，同時產生大量含有腐蝕性和毒性以及重金屬離子的廢液和廢渣，極易造成二次污染。

③生物冶金(《聯合物理分離和生物浸出的廢棄電路板貴金屬回收方法》，參見中國發明專利申請(申請號201310262065.9，公開號CN103320618A)；《廢棄電路板中銅回收系統》，參見中國實用新型專利(專利號201220074426.8，公開號CN202519343U)；《生物濕法冶金技術回收廢棄線路板中有價金屬的研究進展》，有色金屬科學與工程，2013年1期)。該技術是利用某種微生物或其代謝產物與廢棄電路板中的金屬元素相互作用，產生氧化、還原、吸附、溶解等反應，從而實現廢棄電路板中金屬元素的回收，但由于目前已知菌種有限，且不易工業化放大培養，金屬的浸出速度較慢，回收過程的生產周期過長，生產效率低。