[发明专利]一种采用机械化学法回收废弃线路板粉末中金属铜的方法

说明书

本发明公开了一种采用机械化学法回收废弃线路板粉末中金属铜的方法，包括以下步骤：(1)以废弃线路板粉末与固体过硫酸钾两者为原料，通过球磨发生机械化学反应；然后将反应后的固体粉末直接用水作为溶剂浸出，得到含有铜元素的浸出液；其中，共球磨处理使用的研磨球为氧化锆球，研磨球与原料的质量比为20:1～100:1，并且该球磨处理过程控制在100～500rpm的转速下进行；(2)用碱调节得到浸出液pH，得到氢氧化铜沉淀产品，从而回收废弃线路板粉末中的金属铜。本发明通过对该回收方法整体工艺流程及各个工艺步骤的参数条件等进行改进，与现有技术相比能够避免强酸浸出剂的使用，有效解决酸性或碱性废水污染环境的问题。

技术领域

本发明属于城镇固体废弃物-电子废弃物处理与资源化技术领域，更具体地，涉及一种采用机械化学法回收废弃线路板粉末中金属铜的方法，即从电子废弃物废弃线路板金属铜回收的方法。该方法是将废弃线路板粉末与过硫酸钾进行机械化学反应，将金属零价铜转化为二价铜化合物，同时过硫酸钾分解释放出氧气转化为焦硫酸钾化合物，通过机械力活化固体粉末样品，后续达到金属铜及其化合物快速浸出的目的。最终，采用碱(如氢氧化钾)调和浸出液，沉淀其中的硫酸铜得到氢氧化铜和硫酸钾产品。本方法适用于对废弃线路板粉末中金属铜的回收，可达到资源循环利用的目的。

背景技术

电子废弃物是全球近十年增长最为迅速的城市矿产资源，为普通城市生活垃圾的3倍。随着电子产品更新换代速度的加快，电子垃圾的核心支撑部件印刷电路板的废弃数量也越来越庞大。印刷线路板是由玻璃纤维、粘合剂树脂、高纯度铜箔组成的复合型材料，其中铜箔层主要担负着导电的作用。铜箔在电子整机产品中起到支撑、互联元器件作用，是印刷线路板的核心材料。在当今科技发展日新月异的信息时代铜箔被称之为“神经网络”，作为电子工业的基础材料广泛地应用于印刷电路板行业，肩负着传输电子信号及进行电力传输、沟通的重任。

废弃印刷线路板基本组成包括40wt％的金属(除20wt％的金属铜外，还包括其他金属；并且废弃印刷线路板破碎成不同粒径的颗粒后，不同粒径颗粒的金属铜含量各不相同)，30wt％的树脂和塑料以及30wt％的玻璃纤维，其占有量约占全球电子废弃物总量的4wt％。废弃线路板中约含有20wt％左右的铜箔，相比之下，全球铜矿中铜的平均品位仅为0.6wt％，这表明废弃线路板中的铜品位比一般矿石品位高得多，是一般铜矿含量的20到40倍。数据显示，当前全球每年需处理的废弃印刷线路板达50万吨以上，因此，每年产生的废弃线路板中蕴含着接近4万吨的铜资源。废弃线路板可视为是一种重要的废铜资源。铜回收也成为废弃线路板处理的主要经济驱动力之一。

废弃线路板成分极其复杂，除金属铜外还含有铅、汞、六价铬等重金属和作为阻燃剂成分的多溴联苯(PBB)、多溴二苯醚(PBDE)等有毒化学物质，其中的重金属元素会随着废弃线路板的随意丢弃和堆积进入土壤和地下水，其中的含氯、溴高分子等有机物会通过高温热解和焚烧产生剧毒的卤代有机物。对废弃线路板中的铜进行资源化不仅需要排除多种杂质金属带来的干扰，更需要防范有机氯、溴在回收过程中造成的二次环境污染。因此，废弃线路板中金属铜选择性回收和绿色资源化一直是电子废弃物资源化领域的难点和重点。当今，废弃印刷线路板中金属铜的资源化已经得到了普遍的重视。实现废弃线路板中铜的资源化，在解决废弃印刷线路板环境污染的同时还可以缓解矿产资源短缺带来的压力，这对于人类社会的可持续发展具有重要意义。同样，由于废弃线路板自身的高价值性，资源性和毒害性，对其中的金属铜进行回收不仅能产生二次经济价值，还能消除废弃线路板带来的环境隐患，同时产生显著地环境效益、技术效益和社会效益。