專利名稱：一種回收廢棄線路板中金屬銅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種回收廢棄線路板中金屬銅的方法。
背景技術(shù)：
我國是世界第一大印刷線路板生產(chǎn)國，線路板的產(chǎn)量達(dá)到1. 3億平方米/年，按材料利用率約90%計(jì)，印刷電路板產(chǎn)生的邊角廢料約1440萬平方米/年，約3. 6萬噸/年。此外，由基材生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生的邊角廢料約為其成品的7%，覆銅板產(chǎn)生的邊角廢料約為2. 5萬噸/年，由成品印制電路板在整機(jī)廠的利用率約95%，整機(jī)廠產(chǎn)生的廢棄線路板約為2萬噸 /年，上述三項(xiàng)總和約為8. 1萬噸/年。另外，我國每年進(jìn)口的電子廢料及本土報(bào)廢的電子產(chǎn)品拆解的廢舊線路板的總量達(dá)50萬噸以上。線路板中的貴金屬含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于天然礦石的工業(yè)品位，其回收利用前景比天然礦石要好得多，特別是線路板中金屬銅的含量非常豐富，幾種線路板中金屬銅的含量分別為 覆銅板23. 06% ；電腦主板42. 64% ；無原件音響板10. 07% ；交換機(jī)板32. 35% ；手機(jī)板四.38%。目前，主要采用“破碎一分選”方法回收覆銅線路板中的金屬銅，采用該方法可以有效回收線路板粉體中的大顆粒金屬銅，但粒度為一 0. 5mm占80%的線路板粉體中有部分微細(xì)粒金屬銅很難有效回收，粉體中殘余金屬銅含量仍然高達(dá)0. 3^0. 7%，嚴(yán)重影響了非金屬線路板粉體的綜合利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種具有環(huán)境友好，反應(yīng)溫和，流程縮短，金屬銅回收率高的方法。本發(fā)明方法的具體步驟如下
(1)菌種培養(yǎng)以氧化亞鐵嗜酸硫桿菌(AcidithicAacillus ferrooxidans)為浸礦菌株，以硫酸銨2 6 g/L，氯化鉀0.廣0.2 g/L，磷酸氫二鉀0. Γ1 g/L，硝酸鈣0. 0廣0. 03 g/L和硫酸亞鐵20 50 g/L為培養(yǎng)基，pH為1.5 2.0，充氣培養(yǎng)M、8 h，得到細(xì)菌培養(yǎng)液;
(2)生物浸出將覆銅線路板粉體筑堆，用上述細(xì)菌培養(yǎng)液循環(huán)噴淋，噴淋強(qiáng)度為 2(T40L/m2. h，直至得到Cu2+濃度達(dá)到2g/L以上的硫酸銅溶液；
(3)溶劑萃取Lix984為萃取劑，260#煤油為稀釋劑，按1^勸84:沈0#煤油的體積比為 1:4，萃取劑硫酸銅溶液的體積比為1:1，溫度25 35°C，萃取時(shí)間廣8min，得到負(fù)載銅有機(jī)相和萃余液；用PH值為2. 0的硫酸水溶液洗滌負(fù)載銅有機(jī)相一次，用濃度16(Tl80g/L的硫酸水溶液為萃取劑，負(fù)載銅有機(jī)相硫酸水溶液的體積比為5:1，在萃取時(shí)間廣8min，溫度 25、5°C條件下反萃取，直至硫酸水溶液中的Cu2+濃度達(dá)到43、8g/L;萃余液經(jīng)氣浮除油處理后，補(bǔ)充硫酸至PH值為1. 5，曝氣，進(jìn)行浸礦細(xì)菌培養(yǎng)，當(dāng)溶液中的細(xì)菌濃度達(dá)到1 X IO8 個(gè)/ml左右時(shí)，返回用作浸銅噴淋液；(4)電積回收陰極為316L不銹鋼板，陽極為鉛一錫一鈣壓延合金板，陰極電流密度 10(Tl50A/m2，槽電壓1. 9 2. IV，槽溫40°C，電積上述Cu2+濃度為43 48g/L的硫酸水溶液， 陰極析出銅。氧化亞鐵嗜酸硫桿菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)；保藏單位中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心；保藏號(hào)CGMCC No. 1832 (中國專利號(hào)ZL 200610140866. 8，授權(quán)公告號(hào) CN 100398677C)。與已有傳統(tǒng)技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)是
1.采用本發(fā)明的細(xì)菌浸銅技術(shù)，可以使線路板廢棄物中金屬銅浸出率提高到98. 0%以上，處理后的線路板非金屬組分中金屬銅含量低于0. 05%，這種除銅后的非金屬組分可以作為填料應(yīng)用于復(fù)合材料的制造中，實(shí)現(xiàn)資源綜合利用。2.本發(fā)明將傳統(tǒng)冶煉技術(shù)中的高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿苛刻冶煉條件轉(zhuǎn)化成反應(yīng)溫和， 環(huán)境友好，流程縮短的“生物浸出一萃取一電積” 一體化生產(chǎn)方法，大幅度減少傳統(tǒng)礦冶工藝對(duì)煤、油等能源的大量消耗，以及傳統(tǒng)冶金過程的廢氣、廢渣、廢水污染，顯著改善生態(tài)環(huán)
^Mi ο3.采用本發(fā)明的生物浸出能獲得高純度金屬銅離子溶液，萃取和電積采用全循環(huán)方法，金屬銅不會(huì)損失，因此金屬銅的回收率可達(dá)99. 5%。特別適合于制備高純度金屬銅，產(chǎn)品附加值高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
金屬銅含量為21. 68%的覆銅線路板粉體，破碎至粒度一 0. 5mm占80%。(1)菌種培養(yǎng)使用的菌株為氧化亞鐵嗜酸硫桿菌(AcidithicAacillus ferrooxidans),培養(yǎng)基為硫酸銨5. Og/L,氯化鉀0. 2 g/L，磷酸氫二鉀0. 8 g/L，硝酸鈣 0. 03 g/L和硫酸亞鐵50 g/L, pH為1.3，充氣培養(yǎng)36 h，得到細(xì)菌處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)菌
培養(yǎng)液；
(2)生物浸出將覆銅線路板粉體堆入鋪設(shè)有噴淋管網(wǎng)的浸出池中，用上述細(xì)菌培養(yǎng)液噴淋，噴淋強(qiáng)度為25L/m2. h，細(xì)菌培養(yǎng)液與覆銅線路板中金屬銅發(fā)生反應(yīng)，生成的硫酸銅溶液向底層滲透，由底部的排液管流出，進(jìn)入集液池，循環(huán)噴淋，直至浸出液中Cu2+濃度達(dá)到2. 0g/L以上，浸出96 h后，線路板粉體中金屬銅含量降為0. 098%，金屬銅浸出率可達(dá)到 99. 5% ；
(3)溶劑萃取Lix984為萃取劑，260#煤油為稀釋劑，按1^勸84:沈0#煤油的體積比為 1:4，萃取劑硫酸銅溶液的體積比為1:1，溫度30°C，萃取時(shí)間8min，得到負(fù)載銅有機(jī)相和萃余液；用PH值為2. 0的硫酸水溶液洗滌負(fù)載銅有機(jī)相一次，用濃度165g/L的硫酸水溶液為萃取劑，負(fù)載銅有機(jī)相硫酸水溶液的體積比為5:1，萃取時(shí)間5min，溫度30°C條件下反萃取，直至硫酸水溶液中的Cu2+濃度達(dá)到45g/L ；萃余液經(jīng)氣浮除油處理后，補(bǔ)充硫酸至pH 值為1. 5，曝氣，進(jìn)行浸礦細(xì)菌培養(yǎng)，當(dāng)溶液中的細(xì)菌濃度達(dá)到1 X IO8個(gè)/ml左右時(shí)，返回用作浸銅噴淋液；
(4)電積回收將Cu2+濃度達(dá)到45g/L的硫酸水溶液送入電積槽，陰極為316L不銹鋼板，陽極為鉛一錫一鈣壓延合金板，溶液循環(huán)方式為下進(jìn)上出，控制循環(huán)流量，陰極電流密度140A/m2，槽電壓2. 0V，槽溫40°C，陰極析出銅周期約7天，在電積槽中陰極析出銅，經(jīng)洗滌、剝板，得到品位為99. 995%的高品質(zhì)陰極銅，金屬銅的回收率99. 5%。實(shí)施例2
金屬銅含量為0. 67%的覆銅線路板粉體，粒度為一 0. 5mm占80%。(1)菌種培養(yǎng)使用的菌株為氧化亞鐵嗜酸硫桿菌(AcidithicAacillus ferrooxidans)，培養(yǎng)基為硫酸銨4. Og/L，氯化鉀0. lg/L，磷酸氫二鉀0.6 g/L，硝酸鈣0.02 g/L和硫酸亞鐵45 g/L，pH為1.5，充氣培養(yǎng)36 h，得到細(xì)菌處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)菌培養(yǎng)液；
(2)生物浸出將覆銅線路板粉體堆入鋪設(shè)有噴淋管網(wǎng)的浸出池中，用上述細(xì)菌培養(yǎng)液噴淋，噴淋強(qiáng)度為30L/m2. h，細(xì)菌培養(yǎng)液與覆銅線路板中金屬銅發(fā)生反應(yīng)，生成的硫酸銅溶液向底層滲透，由底部的排液管流出，進(jìn)入集液池；循環(huán)噴淋，直至浸出液中Cu2+濃度達(dá)到2. Og/L以上，浸出72 h后，線路板粉體中金屬銅含量降為0. 0095%,金屬銅浸出率可達(dá)到 98. 6% ；
(3)溶劑萃取Lix984為萃取劑，260#煤油為稀釋劑，按1^勸84:沈0#煤油的體積比為 1:4，萃取劑硫酸銅溶液的體積比為1:1，溫度30°C，萃取時(shí)間8min，得到負(fù)載銅有機(jī)相和萃余液；PH值為2. 0的硫酸水溶液洗滌負(fù)載銅有機(jī)相一次，用濃度165g/L的硫酸水溶液為萃取劑，負(fù)載銅有機(jī)相硫酸水溶液的體積比為5:1，萃取時(shí)間5min，溫度30°C條件下反萃取，直至硫酸水溶液中的Cu2+濃度達(dá)到45g/L ；萃余液經(jīng)氣浮除油處理后，補(bǔ)充硫酸至pH值為1. 5，曝氣，進(jìn)行浸礦細(xì)菌培養(yǎng)，當(dāng)溶液中的細(xì)菌濃度達(dá)到1 X IO8個(gè)/ml左右時(shí)，返回用作浸銅噴淋液；
(4)電積回收將Cu2+濃度達(dá)到45g/L的硫酸水溶液送入電積槽，陰極為316L不銹鋼板，陽極為鉛一錫一鈣壓延合金板，溶液循環(huán)方式為下進(jìn)上出，控制循環(huán)流量，陰極電流密度140A/m2，槽電壓2. 0V，槽溫40°C，陰極析出銅周期約7天，在電積槽中陰極析出銅，經(jīng)洗滌、剝板，得到品位為99. 995%的高品質(zhì)陰極銅，金屬銅的回收率98. 6%。
權(quán)利要求
1. 一種回收廢棄線路板中金屬銅的方法，其特征是由以下步驟組成(1)菌種培養(yǎng)以氧化亞鐵嗜酸硫桿菌(AcidithicAacillusferrooxidans)為浸礦菌株，以硫酸銨2 6 g/L，氯化鉀0.廣0.2 g/L，磷酸氫二鉀0.廣1 g/L，硝酸鈣0. 0廣0. 03 g/L和硫酸亞鐵20 50 g/L為培養(yǎng)基，pH為1.5 2.0，充氣培養(yǎng)M、8 h，得到細(xì)菌培養(yǎng)液;(2)生物浸出將覆銅線路板粉體筑堆，用上述細(xì)菌培養(yǎng)液循環(huán)噴淋，噴淋強(qiáng)度為 2(T40L/m2. h，直至得到Cu2+濃度達(dá)到2g/L以上的硫酸銅溶液；(3)溶劑萃取Lix984為萃取劑，260#煤油為稀釋劑，按1^勸84:沈0#煤油的體積比為 1:4，萃取劑硫酸銅溶液的體積比為1:1，溫度25 35°C，萃取時(shí)間廣8min，得到負(fù)載銅有機(jī)相和萃余液；用PH值為2. 0的硫酸水溶液洗滌負(fù)載銅有機(jī)相一次，用濃度16(Tl80g/L的硫酸水溶液為萃取劑，負(fù)載銅有機(jī)相硫酸水溶液的體積比為5:1，在萃取時(shí)間廣8min，溫度 25、5°C條件下反萃取，直至硫酸水溶液中的Cu2+濃度達(dá)到43、8g/L;萃余液經(jīng)氣浮除油處理后，補(bǔ)充硫酸至PH值為1. 5，曝氣，進(jìn)行浸礦細(xì)菌培養(yǎng)，當(dāng)溶液中的細(xì)菌濃度達(dá)到1 X IO8 個(gè)/ml左右時(shí)，返回用作浸銅噴淋液；(4)電積回收陰極為316L不銹鋼板，陽極為鉛一錫一鈣壓延合金板，陰極電流密度 10(Tl50A/m2，槽電壓1. 9 2. IV，槽溫40°C，電積上述Cu2+濃度為43 48g/L的硫酸水溶液， 陰極析出銅。
全文摘要
一種回收廢棄線路板中金屬銅的方法。其特征是由以下步驟組成以氧化亞鐵嗜酸硫桿菌(Acidithiobacillusferrooxidans)為浸礦菌株，以硫酸銨，氯化鉀，磷酸氫二鉀，硝酸鈣和硫酸亞鐵為培養(yǎng)基，得到細(xì)菌培養(yǎng)液；用上述細(xì)菌培養(yǎng)液循環(huán)噴淋，得到硫酸銅溶液；Lix984為萃取劑，260#煤油為稀釋劑，萃取硫酸銅溶液，得到負(fù)載銅有機(jī)相和萃余液；用硫酸水溶液為萃取劑，反萃取負(fù)載銅有機(jī)相，直至硫酸水溶液中的Cu2+濃度達(dá)到43~48g/L；電積上述Cu2+濃度為43~48g/L的硫酸水溶液，陰極析出銅。本發(fā)明的方法是一種具有環(huán)境友好，反應(yīng)溫和，流程縮短，金屬銅回收率可達(dá)99.5%的方法，適用于廢棄線路板中金屬銅的回收。
文檔編號(hào)C22B7/00GK102363890SQ201110329620
公開日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者劉勇, 周吉奎, 湯玉和, 邱顯揚(yáng) 申請(qǐng)人:廣州有色金屬研究院