一種從塑料鍍件中回收銅和鎳的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，涉及一種回收銅和鎳的方法，尤其涉及一種從塑料鍍件中回收銅和鎳的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]塑料因其可塑性強(qiáng)、表面細(xì)致、價(jià)格低廉等特點(diǎn)用途廣泛。塑料鍍件指利用電解原理在某些金屬表面上鍍上一薄層其它金屬或合金的塑料制品。塑料制品經(jīng)電鍍金屬層后，賦予金屬的性質(zhì)，具有質(zhì)量輕、能導(dǎo)電、外表光澤、整平性好等特點(diǎn)，融合了塑料與金屬的優(yōu)點(diǎn)，大量應(yīng)用于電子、汽車(chē)、摩托車(chē)、五金、家庭用品等行業(yè)。
[0003]隨著電子、家電、汽車(chē)等產(chǎn)品的周期性報(bào)廢拆解及生產(chǎn)塑料過(guò)程產(chǎn)生的殘次品，我國(guó)每年產(chǎn)生大量的廢塑料電鍍件，同時(shí)也進(jìn)口大量的帶電鍍金屬層的廢塑料。再生塑料和有價(jià)金屬的回收利用，成為彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)資源不足的重要途徑之一。
[0004]目前處理塑料電鍍件的主要工藝有:
[0005](I)混酸褪鍍工藝
[0006]硫酸加硝酸或硫酸加鹽酸退鍍，混酸對(duì)塑料的分子破壞造成塑料再生以后變成三級(jí)回料，金屬回收成本高；
[0007](2)三氯化鐵液退鍍工藝
[0008]對(duì)塑料沒(méi)有破壞但是退鍍以后的金屬溶液回收困難，加入了大量的鐵離子造成金屬回收率低、二次污染環(huán)境；
[0009](3)硫酸加氯酸鈉氧化浸出工藝
[0010]加入氯酸鈉后，氯離子進(jìn)入浸出液中，影響后續(xù)鎳、銅的回收，增加回收成本；
[0011](4)硫酸加雙氧水氧化浸出工藝
[0012]對(duì)塑料無(wú)影響，雙氧水用量大，反應(yīng)慢。
[0013]上述方法存在金屬回收率低、回收成本高、引入其它雜質(zhì)及二次污染環(huán)境等問(wèn)題。經(jīng)過(guò)檢索，得到以下文獻(xiàn):
[0014]中國(guó)專(zhuān)利號(hào):CN200810219877.4，專(zhuān)利名稱(chēng):一種從廢電鍍塑料中分離回收銅、鎳及再生塑料的方法，摘要:公開(kāi)了一種從塑料鍍鉻層回收銅和鎳的方法，其主要特點(diǎn)是:將廢電鍍塑料用破碎機(jī)破碎后，采用硝酸將表面銅、鎳等金屬溶解，不溶物過(guò)濾洗滌后得純凈塑料，可用于再生處理；而含銅、鎳溶液經(jīng)鐵粉置換后得高純度海綿銅；余液經(jīng)黃鈉鐵礬法除鐵，P204萃取除銅、鐵等雜質(zhì)離子后，得純凈硝酸鎳溶液，經(jīng)電積處理后可生產(chǎn)金屬鎳板。該專(zhuān)利技術(shù)采用硝酸褪鍍，塑料可能會(huì)發(fā)黃，影響再次使用；用鐵粉置換海綿銅，產(chǎn)品附加值不高，同時(shí)引入雜質(zhì)鐵元素，需要除鐵，增加輔料消耗、影響鎳的回收率，同時(shí)產(chǎn)生大量鐵渣；硝酸鎳電積，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境、陽(yáng)極損耗等都存在問(wèn)題。
[0015]中國(guó)專(zhuān)利號(hào):CN200910214017.6，專(zhuān)利名稱(chēng):一種從塑料鍍鉻層回收銅和鎳的方法，摘要:一種從塑料鍍鉻層回收銅和鎳的方法，其特征是由以下步驟組成:①稱(chēng)取鍍鉻層，用H2SOjP H2O2混合溶液浸出，經(jīng)過(guò)濾，得到浸出液和不溶物用氨水調(diào)節(jié)浸出液的pH,以2-羥基-5-十二烷基水楊醛肟與2-羥基-5-壬基苯乙酮肟混合物的萃取劑，萃取浸出液，得到含銅萃取液和含鎳萃余液，用硫酸反萃取含銅萃取液，得到含銅反萃取液；③電解含銅反萃取液和含鎳萃余液，分別得到金屬銅和金屬鎳。該專(zhuān)利技術(shù)適合用于塑料鍍鉻層的回收，用萃取-電積工藝回收銅，萃銅余液用氨水調(diào)節(jié)PH ;其中用H2SOjP H2O2混合溶液浸出，其H2O2氧氣釋放量少，塑料鍍層表面金屬與氧接觸面積小，氧化緩慢，導(dǎo)致H2O2用量大，反應(yīng)速度慢；引入的銨根離子會(huì)影響鎳的電積，工藝復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明的發(fā)明目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的H2O2用量大，反應(yīng)速度慢，回收所得金屬純度低、晶型不完整，引入的銨根離子會(huì)影響鎳的電積，易造成二次污染等問(wèn)題，提供一種從塑料鍍件中回收銅和鎳的方法。該工藝H2O2用量小，反應(yīng)速度快，不引入其它雜質(zhì)，溶液閉路循環(huán)，金屬回收率高。
[0017]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0018]—種從塑料鍍件中回收銅和鎳的方法，包括酸浸、電積的工序，所述酸浸工序用硫酸和雙氧水作浸出劑，并將空氣或氧氣以微泡的形式鼓入反應(yīng)槽內(nèi)。
[0019]進(jìn)一步地，將電積后的陽(yáng)極液進(jìn)行2次結(jié)晶凈化，以獲得高純度的硫酸鎳產(chǎn)品。
[0020]進(jìn)一步地，在進(jìn)行第一次結(jié)晶工序后，對(duì)結(jié)晶物進(jìn)行重溶、萃取凈化，然后再進(jìn)行第二次結(jié)晶工序。
[0021]進(jìn)一步地，所述的硫酸質(zhì)量百分比濃度為98%，所述的雙氧水質(zhì)量百分比濃度為27.5%。
[0022]進(jìn)一步地，選用微泡發(fā)生器將空氣或氧氣鼓入反應(yīng)槽內(nèi)，其噴射速度為20m/s。
[0023]進(jìn)一步地，所述電積工序?yàn)閷⑺鼋鲆航?jīng)過(guò)濾后用旋流電解槽進(jìn)行銅電積。
[0024]進(jìn)一步地，萃取凈化所所用的萃取劑為P204，其體積百分比濃度為10?20%，稀釋劑為260#溶劑油，其體積百分比濃度為80?90%。
[0025]進(jìn)一步地，所述的第一次結(jié)晶為冷凍結(jié)晶，其冷凍溫度為_(kāi)15°C到_20°C，所述的第二次結(jié)晶為蒸發(fā)濃縮結(jié)晶。
[0026]進(jìn)一步地，將第一次結(jié)晶和第二次結(jié)晶的結(jié)晶母液返回浸出工序，以回收其中的銅鎳。
[0027]綜上所述，本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是:
[0028](I)采用硫酸浸出，對(duì)塑料影響小、無(wú)變色等現(xiàn)象，達(dá)到一級(jí)回料標(biāo)準(zhǔn)；
[0029](2)氧化劑是雙氧水和空氣或氧氣，不引入其他雜質(zhì)元素的同時(shí)增加了氧氣的含量，提高金屬的氧化速度；
[0030](3)采用微泡發(fā)生器將空氣或氧氣以微泡形式栗入反應(yīng)器內(nèi)，加速反應(yīng)液在槽內(nèi)的流動(dòng)，微泡形式的空氣或氧氣亦更容易附著在金屬表面，使金屬表面與氧化劑充分接觸，從而加速金屬氧化，提高反應(yīng)速度。微泡發(fā)生器主要由氣液分離器、循環(huán)栗、水力噴射栗等部件組成，其重要特征是采用特殊設(shè)計(jì)的水力噴射栗作為乳化充氧設(shè)備。氣液分離器用于溶液進(jìn)入循環(huán)栗前與氣體分離，以避免循環(huán)栗被氣蝕損壞；循環(huán)栗是本裝置的唯一動(dòng)力；噴射栗是達(dá)到微氣泡乳化充氧的關(guān)鍵部件。工作狀態(tài)時(shí)，循環(huán)栗從氣液分離器底部抽吸溶液，增壓后經(jīng)管道送到水力噴射栗噴嘴。在噴射栗內(nèi)溶液以20m/s以上的速度從噴嘴噴出，攜帶空氣一道進(jìn)入噴射栗氣液混合區(qū)。在混合區(qū)，空氣與溶液強(qiáng)烈作用，瞬間形成含氧過(guò)飽和的乳化混合液；混合液經(jīng)折流盤(pán)進(jìn)入反應(yīng)器與銅料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到快速，自熱溶銅的目的；含氣量降低的溶液返回氣液分離器，經(jīng)分離器分離氣體后回到循環(huán)栗入口，完成槽內(nèi)循環(huán)。
[0031](4)浸出液經(jīng)旋流電積工序，不需調(diào)節(jié)溶液pH，直接產(chǎn)出陰極銅，流程短，銅回收率95%以上；
[0032](5)含鎳溶液經(jīng)一次冷凍結(jié)晶，冷凍至-15到-20°C時(shí)可有90 %以上的鎳以結(jié)晶形式析出；離心過(guò)濾，得到粗制硫酸鎳晶體；
[0033](6)粗制硫酸鎳用純水溶解，再經(jīng)P204萃取除雜工序除去鐵、銅等雜質(zhì)元素，得到純凈的硫酸鎳溶液、含鎳85-95g/L ;
[0034](7)硫酸鎳溶液再經(jīng)蒸發(fā)濃縮至1.5-1.7g/cm2，控制溫度下降速率，進(jìn)入二次冷卻結(jié)晶，可廣出純度尚、晶型完整、顆粒粗大均勾的尚純硫酸銀晶體，經(jīng)濟(jì)附加值尚，銀回收率95%以上；且最終產(chǎn)品為高純硫酸鎳，是一種很重要的化工產(chǎn)品，主要用于電池、電鍍、催化劑等彳丁業(yè)；
[0035](8)所得結(jié)晶母液再返回浸出液，形成溶液閉路循環(huán)，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，不產(chǎn)生廢水和廢渣，達(dá)到低碳和節(jié)能減排的目的。
【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1為從塑料鍍件中回收銅和鎳的原則流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]本發(fā)明主要工藝流程和操作要點(diǎn)分述如下:
[0038](I)破碎、洗滌:把廢塑料電鍍件分揀、破碎，用自來(lái)水和純水清洗；
[0039](2)氧化浸出:加98%的硫酸，27.5%雙氧水，用微泡發(fā)生器將空氣或氧氣以微泡的形式進(jìn)入反應(yīng)槽內(nèi)，加速金屬氧化，得到浸出液含銅40-45g/L、硫酸50-80g/L ;
[0040](3)旋流電積:浸出液經(jīng)精密過(guò)濾后用旋流電解槽進(jìn)行銅電積，產(chǎn)出陰極銅，陽(yáng)極液中含銅低于2g/L ；
[0041](4) 一次結(jié)晶:陽(yáng)極液返回浸出，當(dāng)鎳富集到40_50g/L時(shí)，加入適量98%硫酸，冷凍至_15°C到-20°C，90%以上的鎳以結(jié)晶形式析出，離心過(guò)濾得到粗制硫酸鎳；
[0042](5)粗制硫酸鎳溶解:將粗制硫酸鎳用純水溶解，得到鎳85_95g/L ;
[0043](6)萃取除雜:用P204萃取除去鐵、銅等雜質(zhì)元素，萃取劑質(zhì)量濃度為10%，稀釋劑260#溶劑油質(zhì)量濃度為90% ;
[0044](7)蒸發(fā)濃縮、二次結(jié)晶:蒸發(fā)濃縮至1.5-1.7g/cm2，控制溫度下降速率，冷卻結(jié)晶，產(chǎn)出晶型完整、顆粒粗大均勻的硫酸鎳晶體；再經(jīng)離心過(guò)濾、低溫烘干、包裝等工序即可生產(chǎn)高純硫酸鎳；
[0045](8)閉路循環(huán):結(jié)晶母液經(jīng)回流再返回浸出液，形成溶液閉路循環(huán)。
[0046]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0047]實(shí)施例1
[0048]稱(chēng)取經(jīng)破碎、洗滌后的塑料鍍件1000kg，其中銅、鎳的含量分別為10%、5%。往反應(yīng)槽內(nèi)加入1.8m3純水，再緩慢加入質(zhì)量濃度分別為98%的硫酸400kg、20.2%的雙氧水50kg，反應(yīng)I小時(shí)后開(kāi)啟循環(huán)栗和微泡發(fā)生器鼓入空氣再浸出12小時(shí)，微泡發(fā)生器的噴射速度為20m/s。反應(yīng)完成后過(guò)濾浸出液，得到浸出液2.0m3中含銅49.5g/L、鎳24.7g/L、硫酸78.0g/Lo浸出液經(jīng)精密過(guò)濾器過(guò)濾后用旋流電解槽進(jìn)行銅電積，產(chǎn)出陰極銅96.2kg，陽(yáng)極液中含銅1.2g/L、鎳24.7g/L、硫酸154.0g/L ;陽(yáng)極液冷凍至_15°C，鎳以硫酸鎳結(jié)晶形式析出，離心過(guò)濾得到粗制硫酸鎳223.2kg，其中鎳含量為21.02% ;粗制硫酸鎳經(jīng)純水溶解后，用P204萃取除去鐵、銅等雜質(zhì)元素，萃取劑的體積濃度為10%，稀釋劑260#溶劑油的體積濃度為90% ;將除雜后的粗制硫