[发明专利]一种复合提炼法从线路板生产厂废料中提取铜粉的工艺

说明书

技术领域

一种复合提炼法(CE-TECH)从线路板生产厂废料中提取铜粉的工艺，属于电子产品回收、综合利用和环保技术领域。

背景技术

从氯化铜蚀刻液(HW22)中回收铜有多种方法，概括讲有：

1.置换法：利用比铜更活泼的金属Fe、Zn、Al等将蚀刻液中的铜置换成金属海绵铜，同时形成FeCl₂、ZnCl₂、AlCl₃。这种方法简单，但回收的海绵铜质量层次低，产出的Fe、Zn、Al氯化物还需浓缩结晶。海绵铜需熔铸，精炼电解才能得到电解铜。

2.电解法：氯化铜经电解产生电解金属铜、铜粉和氯气。电解法的优点是铜产品层次较高，可作规模产品出售。缺点是电耗高，其电耗折合达5000千瓦时/吨铜，操作复杂，需定期取出铜板和电解铜粉。另外阳极腐蚀消耗大。氯气的收集处理困难且费用高。环保费用高。

3.萃取-电积法：该方法是将氯化铜经萃取转型为硫酸铜溶液再经电解得到电解铜。其优点是电耗较直接电解低，约3400千瓦时/吨铜，其阳极产出氧气而不是氯气，从而避免了环保问题。但每产出1吨铜需耗费氢氧化钠2.14吨/吨铜并排出大量的氯化钠盐水，需蒸发结晶为工业盐。

4.化学还原法：氯化铜蚀刻液(HW22)或经还原为亚铜、经加碱沉淀为氢氧化铜或氢氧化亚铜，用氢气还原成为金属铜粉。沉淀母液经蒸发得到氯化钠。

发明内容

本发明的目的是提出一种复合提炼法(CE-TECH)从线路板生产厂废料中提取铜粉的工艺。复合提炼法是化学还原法的变种，它是利用反应体系产生的氯化钠浓缩液经电解产生生产体系所需的液碱(氢氧化钠)和氢气。同时也产生用于副产品的氯气。由于采用成熟工业化的氯碱电解槽电解，很好解决了电解体系的氯气收集问题。该方法是精铜产品中成本最低，回收价值最高的。间接电解法是目前铜提取最先进的新工艺。解决了铜电解中的酸雾，材料等一系列的难题，其产品达到或超过电解铜的水平。

本发明的技术方案：一种复合提炼法从线路板生产厂废料中提取铜粉的工艺，以废线路板、含铜氯化铁、CuCl₂蚀刻液、铜污泥、废碱、和废酸为原料，整套工艺共分为6套子系统，分别为废线路板处理系统、含铜氯化铁处理系统、废酸处理系统、CuCl₂蚀刻液处理系统、电解制氢系统和废气处理系统；

(1)废线路板处理系统：废线路板经过粉碎、剥离和选别工序后，得到铜料和树脂，铜料进入CuCl₂蚀刻液处理系统，废树脂委外处置利用；

(2)含铜氯化铁处理系统：利用铁粉置换铜制成海绵铜，含铜氯化铁溶液中Cu²⁺质量浓度控制4％，加入铁粉的量为Cu²⁺∶铁粉摩尔比为1∶1-1.2，制得的海绵铜进入CuCl₂蚀刻液处理系统，剩余母液用于废气处理系统第一级吸收，吸收废气中的氯气；

1吨含铜氯化铁溶液，消耗50-65kg铁粉后，得到纯度75％的海绵铜50-55kg；

(3)废酸处理系统：用氧化铁鳞中和废酸，在废酸处理塔中放置氧化铁鳞作填料，待处理的废盐酸从塔顶喷淋，废盐酸中原有的三氯化铁加上中和后生成的三氯化铁经过滤后的母液中含质量浓度38％-43％的三氯化铁，母液用于废气处理系统第二级吸收，吸收第一级吸收后的废气中的残余氯气；

1吨废酸，消耗33-50kg氧化铁鳞；

(4)CuCl₂蚀刻液(HW22)处理系统：

a.调节pH：首先测定CuCl₂蚀刻液中Cu²⁺的浓度，将CuCl₂蚀刻液泵入中和调节反应槽中，将废碱和含铜污泥加入至中和调节反应槽，中和CuCl₂蚀刻液中的HCl，pH控制在0.5～2；

压滤：中和后压滤除去不溶性污泥，清液泵入还原调节反应槽；

b.还原调节反应：在还原调节反应槽中计量加入步骤g处理后的部分浓缩母液以调整NaCl含量，确保氯化亚铜的溶解；并在加热搅拌状态加入海绵铜或铜边角料碎屑(HW49)，温度控制在60～80℃，Cu与蚀刻液中所含的NaClO₃、HCl和H₂O₂反应：

3Cu+NaClO₃+6HCl→3CuCl₂+NaCl+3H₂O