[发明专利]一种从废电镀塑料中分离回收铜、镍及再生塑料的方法

说明书

技术领域

本发明属于资源再生技术领域，更具体是涉及一种从废电镀塑料中分离回收铜、镍及再生塑料的方法。

背景技术

塑料因其可塑性强、表面细致、价格低廉等特点用途广泛。其中，塑料制品经电镀金属层后，赋予金属的性质，具有质量轻、能导电、外表较普通塑料光泽性、整平性好等特点，融合了塑料及金属的优点，可代替部分金属如铜、铝、不锈钢等的使用。目前，已大量应用于电子、汽车、摩托车、五金、家庭用品等行业。

然而，普通塑料可通过加温熔融后，挤出造粒等方法直接再生利用，废电镀塑料若采用同样的方法处理，其残留的金属会影响再生塑料的强度、外观及粘接性能，大大降低其回收利用的价值。再次，电镀塑料产品最常见的电镀金属层为铜、镍、铬，约占总重量的3％～15％，若当塑料直接处理会导致大量金属资源的浪费。目前，国内外还鲜有从废电镀塑料中分离回收有价金属及再生塑料的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种以废电镀塑料为原料，回收有价金属铜、镍及再生塑料的方法。该工艺原料来源丰富，加工成本低，产品附加值高。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

图4为本发明的工艺流程图。

如图4所示：本发明采用破碎机对废电镀塑料进行前处理；采用硝酸浸出；浸出液经铁粉置换后，得到海绵铜；余液经黄钠铁矾除铁、P204萃取去除Fe、Cu等杂质后，萃余液在电积槽内电积，得到金属镍板来实现以上目的。

本发明中，以来自于汽车、塑料玩具车、电动车等的ABS电镀塑料为研究对象。其主要成分见下表：

本发明中，采用PC-B-250型破碎机将废电镀塑料破碎至粒径约5mm的碎片后，因硝酸对铜、镍有良好的溶解性，而金属铬因表面钝化形成致密的保护膜，不溶于硝酸，故选用硝酸处理废电镀塑料，实现选择性浸出铜、镍，分离铬的目的。该步反应中，硝酸浓度、反应温度、反应时间均影响铜、镍的浸出率，然而硝酸浓度是决定浸出率的关键因素。故在保持浸出温度应为60℃，浸出时间为6h的条件下，比较了硝酸初始浓度对铜、镍浸出率的影响(见图1)。从图中可看出，随着硝酸浓度的增加，镍、铜浸出率逐渐增大，当浓度为4.0mol/L时，原料中镍、铜的浸出率已达到99.0％左右。硝酸浓度继续增加时，对镍、铜浸出率影响较小，而过量的酸会增加后期处理负担，故硝酸浓度应控制在4.0mol/L左右。

本发明中，采用铁粉置换法回收单质铜。铁粉价格便宜，而且工艺简单。其试验条件如下：pH值控制为3.5～4.0，反应温度为75℃，反应时间为3h，铁粉加入量为理论值的1.05倍，机械搅拌速率为500r/min。过滤后烘干，经磁选除掉少量残留的铁粉，得到纯净的海绵铜。此时，金属铜的置换率为98.97％，溶液中残留的铜含量小于0.2g/L。

本发明中，采用黄钠铁矾法除铁。工业上常见的除铁方法有黄钠铁矾法、针铁矿法、中和水解法等。其中，黄钠铁矾法所得沉淀显结晶状，不同于氢氧化铁的絮状，易于沉淀、过滤与洗涤。其试验条件控制在：搅拌强度500r/min，反应温度为90℃～95℃，沉铁过程pH值控制在2.0～2.5，反应时间为2h。此时，铁的去除率大于97％，除铁效果较好。

本发明中，经除铁后的含镍溶液中还含有少量的铜、铁等，需采用P204萃取深度除杂。P204是一种常见的有机磷酸萃取剂，其萃取的金属对pH的顺序是：

Fe³⁺＜Zn²⁺＜Cu²⁺＜Ca²⁺＜Co²⁺＜Mg²⁺＜Ni²⁺

从上式来看，平衡pH值对金属萃取率影响很大，通过调节pH值来萃取分离杂质元素与镍的操作是合理的。该步工艺中，在控制有机相为20％P204+80％260#溶剂油，相比为1.0，五级逆流萃取的情况下，比较了不同平衡pH值下P204的除杂效果(见图2)。发现当平衡pH值为4.5时，铜、铁基本完全进入有机相，镍仍保留在水相中，损失较小。当平衡pH值继续增大时，对镍的萃取能力增强，使镍损失。