[发明专利]一种含锌电子废弃物高效分离锌同步制备纳米氧化锌的方法

说明书

本发明公开了一种含锌电子废弃物高效分离锌同步制备纳米氧化锌的方法，该方法是将含锌电子废弃物与碳质还原剂及由氧化钙和惰性氧化铝组成的稳定剂混匀后，置于惰性气氛下在800～950℃温度下进行焙烧，焙烧挥发物依次进入弱氧化性气氛中在700～950℃进行氧化焙烧和强氧化性气氛中在500～700℃进行氧化焙烧，得到纳米氧化锌粉体；该方法以含锌电子废弃物为原料高效回收锌并制备出高纯度纳米氧化锌粉体材料，不但实现了废物利用，而且获得较高的经济价值，且该方法操作简单、生产成本低、环境友好，满足工业化生产要求。

技术领域

本发明涉及一种从含锌电子废弃物中回收锌的方法，特别涉及一种从含锌电子废弃物中高效分离锌获得高纯纳米氧化锌的方法，属于电子废弃物回收技术领域。

背景技术

进入21世纪以来，随着矿石资源的枯竭，提取冶金过程由传统矿石资源经“采、选、冶”的长流程逐渐转变为由二次资源中提取再生；随着信息时代的到来，电子产品的使用和淘汰率不断提高，以电子废弃物为主的“城市矿山”成为未来提取冶金关注的重点。

与天然矿石不同，电子废弃物中，金属元素多以金属单质及合金形式存在，因此其提取冶金过程不能完全类似于传统冶金过程。同时，电子废弃物中金属元素种类繁多、含量极高，若将其完全投入传统火法、湿法冶金工艺过程，金属元素损失率高，尤其是在火法冶炼过程中，金银等贵金属容易分散在炉渣中难以进一步富集和分离回收。

在电子废弃物中，金属锌是一种贱金属，其价值相对于铜、锡、金、银等价值较低。现有针对其中锌分离回收工艺主要包括湿法和火法两类。火法工艺是将电子废弃物直接进入烟化炉熔炼提铜，此时锌大量进入烟尘，再将含锌烟尘收集后通过还原蒸馏、精炼蒸馏等工艺进行提纯得到锌产品。湿法冶金工艺相对简单，将电子废弃物产品直接用氧化剂和酸性溶剂进行浸出，将多种金属元素同时溶出进入溶液，后续根据不同金属元素沉淀性质差异进行选择性分离回收。由于金属锌本身是一种重金属元素，对环境尤其是人体危害性极高，而现有的回收工艺不可避免的产生各类废酸、废液、废气、废渣等。另外，现有的处置工艺获得产品仍然为金属锌锭，综合价值低。因此，需要开发一种操作简单，分离效果好，同时提高制备产品经济附加值的新工艺流程，实现电子废弃物中锌的高效提取和高值化加工利用。

发明内容

针对现有技术中，含锌电子废弃物中锌综合回收率低、经济附加值低的问题，本发明的目的是在于提供一种通过高温挥发方式从含锌电子废弃物高效分离锌并以高纯纳米氧化锌形式回收锌的方法，该方法操作简单、生产成本低、环境友好，满足工业化生产要求。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种含锌电子废弃物高效分离锌同步制备纳米氧化锌的方法，该方法是将含锌电子废弃物与碳质还原剂及稳定剂混匀后，置于惰性气氛下在800～950℃温度下进行焙烧，焙烧挥发物依次进入弱氧化性气氛中在700～950℃进行氧化焙烧和强氧化性气氛中在500～700℃进行氧化焙烧，得到纳米氧化锌粉体；所述稳定剂为氧化钙和惰性氧化铝混合物。

本发明提供的含锌电子废弃物高效分离锌同步制备纳米氧化锌的方法，关键是在于通过协同控制气氛和温度将含锌电子废弃物中的锌进行高效挥发和逐步氧化，获得高纯度纳米氧化锌粉体。含锌电子废弃物进入一段焙烧区域，控制较高温度下进行煅烧，以及在碳质还原剂提供的弱还原气氛和稳定剂的促进作用下，尽可能将锌进行高效挥发，挥发的锌中间产物随气流进入二段焙烧区域，通过适当调节至稍低温度以及弱氧化性气氛进行氧化，能够使锌迅速氧化成纳米氧化锌纳米晶核，纳米氧化锌纳米晶核进入三段焙烧区域，三段焙烧进一步调节降低温度以及强氧化性气氛，在该条件下可以进一步提高锌的氧化率，同时控制纳米氧化锌纳米晶核的生长，获得晶体大小较为均匀的纳米颗粒。并从气相中析出，从而在三段焙烧区域可收集获得高纯度纳米氧化锌粉体产品。