[发明专利]超临界流体回收废弃线路板中钯的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种废弃线路板中钯的清洁回收方法，属于环境保护与资源综合利用领域的固体废弃物处理新技术，尤其适合于各类含钯废料的环境友好型资源化利用。

背景技术

贵金属钯及其合金具有良好的催化活性、高温抗氧化性、热电稳定性、抗腐蚀性、延展性等，广泛应用于广泛应用于电气、电子、宇航工业、化学化工、石油化工、废气净化、医学、精密仪器仪表、冶金工业、首饰行业等领域，是电子元器件、金属化电极、引出端和集成线路上的主要材料。废弃线路板的制作中，在元件焊接处、线路节点等接触性能要求高的地方使用了一定量的钯。钯的成本低于金，且其合金与金具有相似的性能，是理想的代金材料，因此，钯在电子产品中的应用十分广泛。在微电子工业中，Pd-A克系、Pd-Au系等主要用作厚膜集成电路中的电阻浆料、导电带和电极浆料；电子产品的多层陶瓷电容器的电极、引线等富含钯；在印刷线路板制作过程中，贵金属钯是进行孔金属化的不可或缺的材料，在印刷线路板插头电镀金之前，通常先电镀钯合金以降低成本并提高插头镀层质量，此外，钯还广泛应用于元器件的表层。研究表明，调查150吨随意收集的手机，发现其中除含有13％的Cu、7％的Fe、1.4％的Ni、1.1％的锌、0.6％的铅等常规金属，还含有0.4％的贵金属，其中钯的含量是144克/吨。电子垃圾中大部分的贵金属存在于线路板中，典型线路板含贵金属银0.2-1％，金0.1-0.5％，钯0.005-0.02％。

目前，废弃线路板中贵金属的回收方法主要包括火法冶金和湿法冶金。火法冶金是利用冶金炉高温加热剥离非金属物质，贵金属熔融于其他金属熔炼物料或熔盐中加以分离，这种方法的优点是能够处理所有形式的电子垃圾，对电子垃圾的物理形态的要求比较低，但火法冶金的处理过程中，贵金属会随着有机成分的挥发和排渣流失，同时线路板中的有机物在焚烧过程中产生有毒有害气体，进而造成严重的二次污染。湿法冶金技术主要过程包括一系列的酸及腐蚀性浸出，然后采用沉淀、溶剂提取、吸附和离子交换等方法对浸出液进行分离和提纯处理，进而回收目标金属组分，这种方法选择性强、回收率高，但化学试剂成本高，并需承担很高的污水处理成本，步骤繁琐，贵金属在回收过程中易于流失。因此，开发高效、环保、绿色的贵金属回收工艺是当前研究的热点。本发明以废弃印刷线路板为对象，首先利用超临界水氧化技术富集其中的贵金属，再采用修饰过的超临界二氧化碳流体萃取络合，将贵金属转化为中性络合物进行回收，确立了一种操作简便、效率高、绿色环保的废弃线路板贵金属回收新方法。

发明内容

本发明针废弃印刷线路板中贵金属钯分散存在、传统回收方法存在钯流失严重、贵金属与贱金属分离困难、回收过程产生大量废液的缺点，提供一种利用超临界水氧化-超临界二氧化碳萃取联合工艺回收废弃印刷线路板中钯的方法，具有效率高、成本低、易于操作、环境友好的特点。其特征是：利用超临界水氧化降解废弃印刷线路板中的高分子聚合物，实现钯的富集，然后针对贵金属钯易被软碱阴离子络合的特点，采用共溶剂与碘-碘化钾修饰过的超临界二氧化碳流体络合萃取贵金属富集体中钯，从而达到高效清洁回收钯的目的。

本发明按以下步骤完成：

1、前处理工序：取废弃印刷线路板，用剪切破碎剂破碎，可以去除元器件后破碎，也可以整体破碎，粉末过40目筛。

2、超临界水处理工序：将废弃印刷线路板粉末送入超临界反应釜中，按固液比1:20-1:50向釜内加入去离子水，按线路板粉末重量比加入1-5％氢氧化钠粉末，然后加入浓度为30％的双氧水，双氧水的重量为线路板粉末的1-3倍；加盖密封后按20℃/分钟的速率升温至425℃，保持60分钟后停止加热，自然冷却至室温。

3、分离工序：打开超临界水反应釜，将处理后的样品转移至真空抽滤区中抽滤，水相处理后循环利用，固相用1M稀盐酸处理，分离贱金属，处理后真空过滤，滤液另行处理，二次滤渣水洗后在105℃条件下烘干6小时，得到贵金属钯富集体。

4、钯萃取工序：将贵金属钯富集体转移到超临界二氧化碳萃取装置的萃取釜中，将包含碘-碘化钾的共溶剂加入挟带剂罐中，开动二氧化碳萃取反应装置，此时钯以络合物的形式溶入超临界二氧化碳中，随着二氧化碳流动从钯富集体中分离出来，在后置的分离器中和共溶剂一起与二氧化碳分离后沉积在分离器内，二氧化碳回到储存罐循环利用。该工序的萃取条件为：碘-碘化钾摩尔比1:15，萃取压力30MPa，萃取温度50℃，萃取时间10分钟。