[发明专利]利用废弃印刷线路板中的含铜金属粉末制备电解铜箔的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用废弃印刷线路板中的含铜金属粉末制备电解铜箔的方法，属于无机材料生产技术领域。

背景技术

由于电子技术飞速发展，作为电子产品主要部件的印刷线路板（PCB）产业也不断发展壮大，预计在2010年左右超过日本，成为全球PCB产值最大和技术发展最活跃的国家。然而电子产品淘汰和过时非常快，在生产时及使用后均产生了大量的电子废弃物，使PCB废弃的数量正以每年3%～5%的速度增长。目前，废PCB的处理已经成为世界关注的热点，几乎所有国家都面临着一个非常棘手的难题——废PCB的回收与利用。我国也已经进入家用电器淘汰的高峰期，废PCB问题非常严峻。废弃PCB中含有大量可回收利用的贵重物质。其中，铜的含量占整个PCB板重量的三分之一，因此，从废PCB中回收铜具有重大意义。

目前废PCB中金属的回收处理技术主要分为火法和湿法。火法冶金是利用冶金炉高温加热剥离非金属物质，贵金属熔融于其他金属熔炼物料或熔盐中，再加以分离。F. G. Day用火法冶金回收电子废弃物，炉膛温度至少为1400℃，所得熔融金属相包含稀贵金属。铂和金的回收率分别达到80.3%和94.2%，此法对银和铜的富集效果也较好。罗志华采用火法冶金工艺处理电子线路板，在1200℃时，热解后废PCB中的金属和氧化物不能熔融，需投加NaOH为造渣材料以实现共熔分离。结果表明：600℃时每 100g热解残留物投加18gNaOH，折算成线路板为每100g电子线路板投加12gNaOH可实现炉渣金属熔融分离。热解熔融分离金属得率分别为：Cu:99.8%，Ag:99.04%，Au>94.9%。火法冶金的优点在于处理量大，金属富集程度高，对稀贵金属回收效果好。缺点在于金属纯度低，需要精炼，不适合小规模电子废弃物处理，废气需要处理才能排放。

湿法冶金是利用具有氧化性的溶液在一定条件下将单质态的金属浸出至溶液中，浸出液中的金属离子再经过物理化学手段提纯。Kim, Eun-Young等在盐酸浸出液体系中用电产氯气法在阳极加速废PCB中铜的溶解。在阳极，氯离子被氧化为氯气并溶解在溶液中，亚铜离子在阴极还原为铜。F. Xie等用超声辅助浸出PCB污泥中的铜和铁，结果表明在适当操作条件下，pH=3、超声功率160W可使污泥中的铜和铁的浸出率分别达到97.83%和1.23%。日本学者Oishi, T. 等使用碱性浸出液浸出亚铜离子回收WPCBs中铜，指出在电解还原亚铜离子的过程中，从氯化铵体系得到的亚铜离子电解得到的阴极铜的纯度比硫酸铵体系的高。在氯盐体系中电解回收铜的电能消耗最低，电流密度200A·m^-2下电能消耗为500KW·h·t^-1，是常规铜离子电解消耗电能的25%。湿法冶金的优点在于回收得到的金属纯度高，生产规模可以灵活控制，先期投资小，其缺点在于可能造成废液的二次污染，应采用可循环利用的化学工艺减少排放。

 根据上述文献的特点，本人设计在电场作用下用废弃的印刷线路板金属粉料制备电解铜箔。电解铜箔是电气工业和电子工业的印刷线路板所用的专业化原材料，随着科学技术的发展，铜箔在工业、国防建设中的重要性越来越明显。根据有关资料报道在未来几年里亚洲电解铜箔的消费还会增加。2006年全球电解铜箔消费年增长率为l5％，主要源于电子电器工业和汽车工业对电子产品需求增加，以及印刷线路板的大量使用，未来铜箔涨价趋势将无可避免。

基于此，本人采用湿法对废弃的印刷线路板金属粉料中的铜进行回收利用。本发明通过引入电场，阳极在浸出过程中加速铜的溶解，铜离子在阴极转化为高附加值的电解铜箔产品，使浸出铜的过程和铜的资源化过程同步进行。如此，浸出－电积工艺就可以在同一个电流回路中进行，这将大大缩短工艺周期，同时也提高了电流的使用效率。该方法的特点是成本低、处理工艺简单、没有对环境造成二次污染，产生的高附加值的电解铜箔产品既有经济效益又达到固废资源化的目的。

发明内容

本发明的目的在于利用废弃印刷线路板进行粉碎、筛选、洗涤、机械预静电处理后所得的高含铜量金属粉体，来制备电解铜箔。本发明的又一目的是提供一种从含铜金属废料粉体中制备电解铜箔的方法。

本发明是一种在电场作用下利用废弃印刷线路板中的含铜金属粉末制备电解铜箔的方法，其特征在于具有以下步骤：