[发明专利]电子废弃物中多组分金属制备五水硫酸铜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子废弃物的回收方法，尤其是一种电子废弃物中多组分金属制备五水硫酸铜的方法。

背景技术

电子废弃物通常铜含量在13%～20%，其余为铁、铅、锡、镍、金等金属和塑料。目前, 从电子废弃物中回收铜的传统方法主要有机械法、火法和湿法。机械法二次污染较轻，但不能将各种金属元素完全分离, 只能使金属铜富集, 常被用作回收单质铜的辅助手段。火法冶金技术环境污染大, 且易使低沸点的金属挥发损失，不符合当今世界经济与环境的发展要求，已逐渐被淘汰。湿法冶金技术因其回收成本低，可回收高纯度金属铜，工业应用前景广阔，但是湿法冶金过程处理不当会产生大量废液，对环境造成污染；而且目前的湿法浸铜技术易使铜及其他金属一起被转移到液相，再利用离子交换法、电沉积处理法或化学沉淀法从液相中提取铜使后续金属铜的提取过程复杂化，增大了处理成本，且产生二次污染严重、回收产品质量不达标等缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、成本低的电子废弃物中多组分金属制备五水硫酸铜的方法。

为解决上述技术问题，本发明的工艺步骤为：

（1）将电子废弃物中金属与非金属解离后获得的多组分金属颗粒利用磁选除去磁性金属颗粒，得到非磁性金属颗粒；

（2）将非磁性金属颗粒用盐酸在浸取，以除去锡、铅得到粗铜渣；

（3）所述的粗铜渣与硫酸反应，然后经固液分离得到滤渣和残余浓酸；

（4）所述的滤渣与蒸馏水混合，然后过滤得到含铜溶液和黑色滤渣；含铜溶液经过浓缩结晶、固液分离后得到五水硫酸铜；

（5）所述的黑色滤渣水洗、过滤至滤液为无色，得到含铜滤液和黑色渣滓；所述的含铜滤液经浓缩结晶得到五水硫酸铜；

（6）所述的黑色渣滓烘干后与硫酸、氯酸钾反应，过滤后所得的含铜反应液经过浓缩结晶、固液分离后得到五水硫酸铜。

本发明所述步骤（2）中，非磁性金属颗粒与质量分数为10%～36%盐酸的质量比为1:1～20，所述的浸取温度为-5～90℃，浸取时间为1～50小时。

本发明所述步骤（3）中，粗铜渣与质量分数50%～98%硫酸的质量体积比为1:2～20，反应温度为室温～338℃，反应时间1～100小时。

本发明所述步骤（4）中，滤渣与蒸馏水以质量比1:0.5～2.5混合。

本发明所述步骤（6）中，黑色渣滓于室温～220℃烘干。

本发明所述步骤（6）中，黑色渣滓与质量分数为1%～70%硫酸、氯酸钾的质量比为1:1～5:0.5～4，反应温度-5～90℃，反应时间3～50小时。

本发明所述步骤（3）中，粗铜渣与硫酸反应产生的尾气用氢氧化钠碱液吸收后用于制备亚硫酸钠；所述的残余浓酸循环使用。所述步骤（4）中，固液分离后得到的水经回收后循环使用。 

本发明各步骤原理为：步骤（1）：多组分金属中铁、镍及其合金是电磁性的，对磁场有响应，可以用磁选的方法除去除去这些磁性金属颗粒，得到非磁性金属颗粒。步骤（2）：将非磁性金属颗粒用盐酸在浸取，以除去锡、铅得到粗铜渣。其化学原理是焊锡中的铅锡合金，可以与铅、锡发生化学反应，生成氯化锡、氯化铅。由于锡比铅活波，锡先反应生成氯化锡基进入溶液，铅则成为粉末从金属表面脱落，从而得到粗铜渣。步骤（3）：所述的粗铜渣与硫酸反应，然后经固液分离得到滤渣和残余浓酸，其化学原理是铜能与硫酸反应生成硫酸铜，贵金属如金、铂等则不发生反应，以残渣形态残留而被过滤与硫酸铜溶液分离开来。步骤（4）：所述的滤渣与蒸馏水混合，然后过滤得到含铜溶液和黑色滤渣；含铜溶液经过浓缩结晶、固液分离后得到五水硫酸铜；其原理是：部分硫酸铜以结晶形态残留在废渣中，加水溶解后过滤与残渣分离，滤液浓缩结晶就可得到硫酸铜。步骤（5）所述的黑色滤渣水洗、过滤至滤液为无色，得到含铜滤液和黑色渣滓；所述的含铜滤液经浓缩结晶得到五水硫酸铜；其原理与（4）相同，只是操作过程的描述而已。步骤（6）：所述的黑色渣滓烘干后与硫酸、氯酸钾反应，过滤后所得的含铜反应液经过浓缩结晶、固液分离后得到五水硫酸铜；其原理是加入氧化剂后残渣中的少量未反应金属细粉以及硫化铜被氧化溶解生成硫酸铜，过滤分离滤液浓缩结晶得到硫酸铜晶体。