[发明专利]一种废旧线路板多金属粉末的选冶联合处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及有色冶金领域中选矿和冶金过程，特别是采用化学选矿与火法熔炼相结合的联合方式处理废线路板多金属粉末的冶金方法。

背景技术

近年来，电子电器行业飞速发展，相对应的废旧电子电器设备(waste electric and electronic equipments or e-wate,WEEE)已经成为世界上增长最快的城市矿产资源。据报道，2013年全球电子废弃物产生量为3980万吨，2014年上升至4180万吨，预计2018年可达到5000万吨，并将保持每年约200万吨的高速增长，UN估计全球的年产量是2000~5000万吨，根据估计美国在1997年至2007年间有500百万台计算机被报废，2010年底在日本有610百万台计算机被淘汰！统计数据显示，在中国产出的电子废弃物每年高达1.1百万吨以上，主要来自于制造业、报废家电和从发达国家进口报废家电。这些废旧电子电器设备的核心部件是废旧线路板（PCB，Printed Circuit Board），虽然PCB重量仅占WEEE的3%，但是含有大量的有价金属，这使得废旧电子电器设备的回收变得有利可图。同时，线路板中又夹杂大量复杂的有毒物质，其的回收利用必须谨慎对待！

废旧线路板主要来源有两方面，一方面线路板加工过程产生的边角废料，线路板生产过程中大约产出30～50%的废料，另一方面是废旧电子电器设备拆解下来的线路板，如家用电器、电脑、电视和电话中线路板所占的比例分别为23%、7%和11%。废印刷线路板主要含有金属、塑料和惰性氧化物共三大类组份，各组分重量大约占线路板总重的40%、30%和30%。金属类组分主要有Cu（20%）、Ni（2%）、Pb（2%）、Sn（4%）、Zn（1%）、Al（6%）、Fe（8%）、Au、Ag、Pt和Pd等元素，各金属含量根据电路板种类不同略有变化。有机物有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酯、酚树脂和聚碳酸酯等，惰性氧化物有二氧化硅和三氧化二铝等，可以看出，废旧印刷线路板具有很高的回收价值。在原生矿产资源日趋枯竭的今天，将废弃电路板作为二次资源环再利用，无论是从废物处理、减少环境污染的角度，还是从回收有价金属、缓解资源供求矛盾而言，均具有重要的现实意义。

废旧线路板的高效清洁资源化利用已成为资源循环领域研究的重点方向之一，废旧线路板处理的目的是回收其中的有价金属，根据分离回收原理的不同，可以将废旧电路板资源化处理的方法分为焚烧法、酸溶法、热解法和破碎分选法等。焚烧法就是将废线路板经在高温下焚烧最终产出粗铜，该方法具有过程简单和成本低的优点，但是在传统的焚烧过程中，铜是二恶英形成的催化剂，尤其使溴系阻燃剂催化形成二恶英的速度更快，所以存在严重的环境污染问题，该方法已经被禁止采用。酸溶法则是将废旧线路板直接用酸溶解浸出，最终从溶液中回收有价金属，虽然过程简单，但是存在废水排放且金属回收率低的问题。热解法是废旧线路板在高温惰性气体或者真空条件下发生溶胀后与金属分离，或者热处理后再进行粉碎分选。破碎粉碎法是通过冲击、挤压和剪切等方式将线路板破碎粉碎分离，然后再根据各组分的物理性质差异分选回收出塑料、玻璃、铁和多金属粉末等多种产物，由于无法实现相似金属的深度分离，该技术一般作为其他方法的预处理手段。破碎粉碎法工艺主要分为“湿法破碎+水力摇床分选”、“干法破碎+干法分选”由和“干法破碎+干湿分选”三种类型；该方法具有过程简单、处理成本低和环境友好等多重优点，一致认为粉碎破碎法是处理废旧线路板最合适的方法，且已经被广泛应用于废旧线路板的处理。

在废线路板粉碎破碎法处理的多种产物中，多金属粉末的回收价值最高，多金属粉末的处理通常是回收其中的有价金属，主要有湿法和火法两种工艺。湿法工艺是采用选择性溶解的思路，在不同体系中加入氧化剂氧化溶解铜，根据浸出剂不同分为酸性浸出和氨性浸出两种，酸性体系主要有硫酸、硝酸和盐酸三个体系，氨性体系主要有氨水-碳酸铵、氨水-硫酸铵和氨水-硝酸铵三个体系，目前硫酸体系和氨水-硫酸铵体系的应用比较广泛。虽然湿法方法可以选择性溶解回收铜，但是对其他有价金属的回收效果较差。火法熔炼方法则是将多金属粉末加入到铜精矿火法熔炼系统的吹炼环节或者单独还原熔炼，产出的粗铜再经过电解精炼产出阴极铜，火法工艺可以充分回收多金属粉末中的有价金属，且工艺过程简单，所以是目前行业内应用最广泛的方法。