[發明專利]一種廢舊手機電子元件的高效環保提金方法

在審

• 申請號: 201510601933.0
• 申請日: 2015-09-21
• 公開（公告）號: CN105154678A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 張小平;趙春虎
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B11/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明屬于二次資源綜合利用技術領域，具體涉及一種廢舊手機電子元件的高效環保提金方法。

背景技術

近年來，全世界電子廢棄物正以每年大約4000萬噸的速度被人類“制造出來”，電子產品性能的不斷發展以及消費電子市場的不斷擴張，使得全球范圍內數碼電子產品生產消費數量隨之急劇增加，產生的電子廢棄物數量也在以每年3%-6%的速度不斷上升，增長速度超過了總廢棄物的3倍以上，是增速最快的垃圾。

雖然電子廢棄物中包含了大量對人類健康有嚴重危害的物質，但電子產品在制造過程中為了達到各種性能使用了大量的貴重金屬，其中蘊含了遠比礦藏資源豐富的金、鉑、銀、銅、鐵、鎳等金屬資源。以手機為例，廢舊手機是最好的“都市稀有金屬礦”之一，體積雖小，卻含有多種金屬（金、銀、鈀、銅、鐵等），金屬材料含量約為40%。自1987年開展移動通信業務以來，我國手機普及率逐年增長，手機用戶數量也急劇增加。據工信部統計，2015年1月國內手機用戶數量達到12.35億，是世界第一手機使用大國。國內消費者平均每15個月更換一部新手機。當前，全國廢舊手機每年淘汰量約為1億部，而回收率不足1%。這些廢舊手機總重可達一萬噸，若全部回收處理，可提取1500kg黃金、100萬kg銅、3萬kg銀。

目前，常見的廢舊手機電子元件預處理方法主要有：機械物理法、濕法、火法、生物處理法、真空法、超臨界流體處理法或幾種技術相結合。其中，生物處理法、真空法和超臨界流體處理法一度得到實驗室研究的重視，但處理量有限，故目前使用最多的是機械物理處理法、濕法和火法。而從廢舊手機電子元件中回收金的工藝主要還是濕法，常見的濕法浸金工藝主要有：

（1）氰化法

氰化法浸金是目前國內外處理金礦的常用方法。用氰化物從礦石中浸金至今已有100多年的歷史，其浸金工藝成熟，技術經濟指標理想。然而，就在氰化法方興未艾之時，人們發現了氰化物的致命毒性。近年來氰化物的環境污染事故時有發生，氰化法是否能繼續使用的爭議此起彼伏，這也大大推動了那些對環境更為友好的非氰浸金法的研發。

（2）硫代硫酸鹽法

硫代硫酸鹽浸金體系具有處理難浸金礦的潛在應用，該浸金體系已經引起了濕法冶金領域廣大科技人員的關注。

由于硫代硫酸鹽一般不造成環境損害且不受外來陽離子的干擾，20世紀初，有人建議將硫代硫酸鹽作為浸金劑。二戰前，南美的富銀硫化礦和墨西哥LeColorado礦場的礦石經過氯化焙燒后用硫代硫酸鹽浸濾。上世紀80年代人們開始添加銅離子和二氧化硫或亞硫酸氫鹽作為穩定劑，之后，大部分的探索工作都以含銅、碳、鉛、鋅或錳的共生金礦為研究對象。

硫代硫酸鹽法最主要的問題是浸金速率慢且試劑消耗大。盡管在氨水中加入銅離子能獲得較快浸金速率，但同時也加大了硫代硫酸鹽的消耗。迄今為止，仍然沒有研究出簡單而經濟的硫代硫酸鹽法工藝。

（3）硫脲法

硫脲是1868年首次合成的，1869年就被發現對金銀具有良好的溶解性能。使用硫脲從礦石中浸出金的研究始于上世紀30年代。在酸性條件下，硫脲能溶解金與之形成陽離子絡合物，反應迅速且能浸出99%的金。

Shultz發現硫脲浸金時會先降解為二硫甲脒等能打開包裹在金表面硫化膜的物質，若此時鼓入二氧化硫氣泡可阻止二硫甲脒的進一步分解從而抑制硫脲消耗量。

與氰化法比較硫脲法的優點包括：一、受其他陽離子干擾小；二、受殘留在石灰中的硫影響較小；三、低毒，對環境危害小；四、對金、銀的浸取速率比氰化法快4-5倍；五、礦石可不經過預處理。

盡管硫脲浸金有諸多好處，并有少數用于工業生產。但以下不利面阻礙了硫脲的推廣：一、昂貴；二、消耗量大；三、浸金步驟有待完善；四、從浸濾液回收金的工藝尚不成熟；五、不適宜處理含堿性脈石較多的礦石；六、另外，盡管硫脲比氰化物毒性低，但有專家懷疑硫脲可能致癌。

綜上所述，采用這些浸金體系處理廢舊手機電子元件的工藝主要存在以下三個問題：

1.雖然氰化法浸金工藝很成熟，但其處理含金量相對少的廢舊手機電子元件的效率大大降低，提高了生產成本，且由于氰化物的劇毒性，已不再適合作為浸金物質使用。

2.硫代硫酸鹽法最主要的問題是浸金速率慢且試劑消耗大。盡管在氨水中加入銅離子能獲得較快浸金速率，但同時也加大了硫代硫酸鹽的消耗。迄今為止，仍然沒有研究出簡單而經濟的硫代硫酸鹽法工藝。

3.硫脲法的推廣受制于諸多因素，如：昂貴、消耗量大、浸金步驟有待完善、從浸濾液回收金的工藝尚不成熟。盡管硫脲比氰化物毒性低，但有專家懷疑硫脲可能致癌。