[发明专利]一种复合提炼法从线路板生产厂废料中提取铜粉的工艺

摘要

一种复合提炼法从线路板生产厂废料中提取铜粉的工艺，属于电子产品回收、综合利用和环保技术领域。本发明工艺分为6套子系统：废线路板处理、含铜氯化铁处理、废酸处理、CuCl₂蚀刻液处理、电解制氢系统和废气处理系统。本发明可同时处理废线路板(HW49)、氯化铜蚀刻液(HW22)、含铜氯化铁(HW22)、废碱(HW35)以及废酸(HW34)，将几套处理工艺融合，互为原料，节省了投资；这些处理系列包含在一个工艺里面，解决了一个电子厂大部分的重金属危险废弃物处理问题。产品品质达到或超过电解铜的水平，提取铜粉工艺各单元系统都为成熟工艺，所用设备为定型设备，先期投资少；更解决了危险废弃物对环境、人体以及生态的伤害问题，有效保护了自然环境。

主权项

1、一种复合提炼法从线路板生产厂废料中提取铜粉的工艺，其特征是以废线路板、含铜氯化铁、CuCl2蚀刻液、铜污泥、废碱、和废酸为原料，整套工艺共分为6套子系统，分别为废线路板处理系统、含铜氯化铁处理系统、废酸处理系统、CuCl2蚀刻液处理系统、电解制氢系统和废气处理系统；(1)废线路板处理系统：废线路板经过粉碎、剥离和选别工序后，得到铜料和树脂，铜料进入CuCl2蚀刻液处理系统，废树脂委外处置利用；(2)含铜氯化铁处理系统：利用铁粉置换铜制成海绵铜，含铜氯化铁溶液中Cu2+质量浓度控制4％，加入铁粉的量为Cu2+∶铁粉摩尔比为1∶1-1.2，制得的海绵铜进入CuCl2蚀刻液处理系统，剩余母液用于废气处理系统第一级吸收，吸收废气中的氯气；1吨含铜氯化铁溶液，消耗50-65kg铁粉后，得到纯度75％的海绵铜50-55kg；(3)废酸处理系统：用氧化铁鳞中和废酸，在废酸处理塔中放置氧化铁鳞作填料，待处理的废盐酸从塔顶喷淋，废盐酸中原有的三氯化铁加上中和后生成的三氯化铁经过滤后的母液中含质量浓度38％-43％的三氯化铁，母液用于废气处理系统第二级吸收，吸收第一级吸收后的废气中的残余氯气；1吨废酸，消耗33-50kg氧化铁鳞；(4)CuCl2蚀刻液处理系统：a.调节pH：首先测定CuCl2蚀刻液中Cu2+的浓度，将CuCl2蚀刻液泵入中和调节反应槽中，将废碱和含铜污泥加入至中和调节反应槽，中和CuCl2蚀刻液中的HCl，pH控制在0.5～2；压滤：中和后压滤除去不溶性污泥，清液泵入还原调节反应槽；b.还原调节反应：在还原调节反应槽中计量加入步骤g处理后的部分浓缩母液以调整NaCl含量，确保氯化亚铜的溶解；并在加热搅拌状态加入海绵铜或铜边角料碎屑，温度60～80℃，Cu与蚀刻液中所含的NaClO3、HCl和H2O2反应：3Cu+NaClO3+6HCl→3CuCl2+NaCl+3H2OCu+H2O2+2HCl＝CuCl2+2H2OCu+CuCl2＝2CuCl控制反应液氧化还原电位，当溶液氧化还原电位降至低于200mv时，Cu2+＜1g/L；低于100mv时，Cu2+＜0.01g/L；反应完成要求Cu+尽可能多；c.过滤：反应完成后，溶液过滤去除其中的不溶性杂质，CuCl溶液进入沉淀反应槽；d.沉淀出CuOH或Cu2O·H2O：在沉淀反应槽中CuCl溶液加入电解制氢系统所得NaOH溶液，调节pH至4.5～5.0，沉淀出CuOH或Cu2O·H2O；CuCl+NaOH＝CuOH↓+NaCl；沉淀物经步骤e处理；滤液中含铜为10-9g/L，经步骤g处理；e.压滤，洗涤，干燥：沉淀物CuOH盐浆经压滤，洗涤除去其中溶解的盐分，蒸汽吹干，制得CuOH粉末；f.还原：蒸汽吹干的CuOH在氢气还原炉中950℃还原，冷却，得到冶金铜粉；2CuOH+H2＝2Cu+2H2Og.溶液处理，步骤d沉淀出CuOH或Cu2O·H2O以后的溶液继续加碱调pH至9-10，沉淀除去微量的其它的重金属，然后过滤，清液浓缩，控制2/5的浓缩母液用于步骤b中，3/5的浓缩母液进入电解制氢系统的电解槽制取H2、NaOH和Cl2；(5)电解制氢系统：利用CuCl2蚀刻液处理系统剩余浓缩母液，用电解槽电解制取氢气、氢氧化钠溶液和氯气；氢气用于CuCl2蚀刻液处理系统步骤f还原氢氧化亚铜，氯气用作生产三氯化铁蚀刻液和水处理药剂三氯化铁，氢氧化钠溶液用于CuCl2蚀刻液处理系统步骤d中作为前处理药剂使用；(6)废气处理系统：含铜氯化铁处理系统的剩余母液作第一级废气塔处理吸收，吸收电解制氢系统产生的废气中的氯气；废酸处理系统的剩余母液用于废气处理系统第二级废气塔处理吸收，吸收一级吸收后废气中的残余氯气；然后再经废气排空塔排空。