[发明专利]一种从铜铟镓硒物料中分离回收有价金属的方法

说明书

本发明涉及一种从铜铟镓硒物料中分离回收有价金属的方法。本发明主要包括采用盐酸+氯酸钠控制电位浸出得到粗硒、浸出液加入锌粉置换得到海绵铜、继续加入锌粉置换得到海绵铟、置换后溶液中和后配液电解得到4N镓等步骤。本发明的回收方法简单高效、流程短、回收率高、不会产生有毒硒化氢气体，对环境友好。

技术领域

本发明涉及资源回收领域，尤其涉及一种从铜铟镓硒物料中分离回收有价金属的方法。

背景技术

铜铟镓硒薄膜太阳能电池具备众多优势而备受市场青睐，其是最近几年薄膜太阳能电池研发、规模生产、应用的最大热点。铜铟镓硒太阳能电池的吸收层由铜、铟、镓、硒四种元素按照最佳比例组成黄铜矿结构，可吸收光谱波长范围广，除了非晶硅太阳能电池可吸收光的可见光谱范围，还可以涵盖波长在700～2000nm之间的近红外区，即一天内发电的时间最长，铜铟镓硒薄膜太阳能电池与同一瓦数级别的晶硅太阳能电池相比，每天可以超出20%比例的总发电量。晶硅电池本质上有光致衰减的特性，经过阳光的长时间暴晒，其发电效能会逐渐减退。而铜铟镓硒太阳能电池则没有光致衰减特性，发电稳定性高。晶硅太阳能电池经过较长一段时间发电后存在热斑现象，导致发电量小，增加维护费用。而铜铟镓硒太阳能电池能采用内部连接结构，可避免此现象的发生，较晶体硅太阳能电池比所需的维护费用低。

铜铟镓硒薄膜太阳能电池的制作方式有真空溅镀法、蒸馏法和非真空涂布法，无论采用哪种制作方法，其制作过程中都会产生一些铜铟镓硒的废料。从绿色经济环保以及可持续发展的角度出发，为有利于铟、镓和硒等稀有金属和重金属铜的持续利用，需要将其进行分离并分别回收，以方便进一步地循环利用，以保证铜铟镓硒薄膜太阳能电池材料的可持续发展。现有技术中，铜铟镓硒废料的回收方法主要有酸溶解法、萃取法、氧化蒸馏法等湿法或火法精炼组合方法。

中国专利申请CN103184338A提供一种铜铟镓硒薄膜太阳能板回收方法，包括：破碎、H₂SO₄+H₂O₂体系浸出、过滤、萃取、HCl反萃得到铟、还原得硒、加碱分离以及电解镓等工序。该方法流程长，还原硒使用的水合肼毒性较强，操作过程较危险，也容易造成环境污染。

中国专利申请CN102296178A公开了一种铜铟镓硒的回收方法。该方法首先利用盐酸与过氧化氢的混合溶液来溶解包含铜铟镓硒的金属粉体，在使用肼分离出硒后，以铟金属置换出铜，最后通过支撑式液膜(SLM)结合分散反萃液将铟与镓分离。然而该方法金属的浸出率并不高，同时SLM液膜技术分离镓操作难度大，生产流程复杂，成本高，不适合规模化生产。

中国专利申请CN105886767A将CIGS废料中的硒先酸化焙烧挥发出来，随后再对剩余的三种金属进行分离，尤其是对分铟步骤中产生的含镓碱液与分镓步骤中所得含镓的溶液进行合并处理，且电积余液可返回至待电积的含镓溶液中进行循环电积，工艺流程较复杂，硫酸化焙烧设备腐蚀严重。

美国专利US5779877将废弃的铜铟硒太阳能电池破碎、盐酸浸出、两电极分离铜、硒和铟，然后蒸发分解得到铟和锌氧化物的混合物，氧化蒸馏分离铜和硒。但是该方法流程长，硒回收率低，不能解决镓的回收问题。

中国专利CN 106987719 B将CIGS废料中的硒先酸化焙烧挥发出来，然后再萃取分离铜，通过调节pH分离镓和铟，该方法实现了铜铟镓硒的分离回收，但是也存在环境污染风险高、硫酸化焙烧设备腐蚀严重等问题。

综上可见，现有技术中的铜铟镓硒废料的回收方法存在综合回收率低、分离不完全、操作复杂危险、生产成本高、环境污染大等问题，亟待发明一种能够解决上述问题的一种从铜铟镓硒物料中分离回收有价金属的方法。

发明内容

为解决现有技术上的缺陷，本发明的目的在于提供一种回收率高、成本低、对环境友好的从铜铟镓硒物料中分离回收有价金属的方法。