[发明专利]从铜铟镓硒废电池芯片中回收有价金属的方法

说明书

本发明提供一种从铜铟镓硒废电池芯片中回收有价金属的方法，属于资源二次利用技术领域。该方法将铜铟镓硒(CIGS)废电池芯片进行衬底剥离，将剥离后的有价金属层电溶解得到混合液；混合液通过萃取将有机相和水相分离；有机相经过反萃、电积得到阴极铜；往水相中通入SO₂还原硒，过滤得滤液一；将滤液一进行除杂/分离，得到含锌、镉、钼、铝、锡的渣和滤液二；滤液二进行中和沉淀，得到中和沉淀液和中和沉淀渣；中和沉淀液还原得到粗铟，粗铟提纯得到高纯铟；中和沉淀渣进行碱浸，碱浸渣返回中和沉淀；碱浸液电解得到粗镓和电解贫液，粗镓提纯得到高纯镓，电解贫液返回碱浸。本发明能够实现铜、铟、镓、硒的高效选择性浸出，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及资源二次利用技术领域，特别是指一种从铜铟镓硒废电池芯片中回收有价金属的方法。

背景技术

CIGS薄膜太阳能电池成本低、性能稳定、轻柔便携、透光性较好、适用性强，具有较高的光电效率，可以设计成任意尺寸和功率，其应用范围越来越广，具有良好的发展潜力。

其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CN104018186A提供一种铜铟镓硒的回收方法，将CIGS废料作为阳极进行电解回收铟，阳极泥等沉淀物通过浸出，浸出液通过电积，回收镓；浸出渣通过酸浸，碱调酸，再分别加入还原剂分别回收硒和铜。该方法虽然流程简单，但是有些不切实际；CIGS废料中不仅含有这四种有价金属元素，还含有少量Zn、Cd、Mo、Al和Sn杂质；该回收方法过于理想化，未全面考虑杂质掺杂的问题。

中国专利CN105886767A提供一种CIGS废料的回收方法，将CIGS废料中的硒先酸化焙烧挥发出来，用亚硫酸钠溶液还原SeO₂气体得到粗硒来实现硒的先行分离，解决了业内一直面临的硒分离难的问题；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，从而实现了镓的高效、循环回收。该方法流程长，萃取操作步骤复杂。

中国专利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，用盐酸和双氧水溶解CIGS废料容易产生污染环境的有毒气体氯化氢和氯气等，反应过程也很激烈，且还原硒使用的水合肼也毒性较强，操作过程较危险，也容易造成环境污染；用铟置换铜还会导致回收成本高，经济性差，不利于工业化生产；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也毒性较强，操作过程较危险，也容易造成环境污染。

综上可见，现有技术中的铜铟镓硒废料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CIGS废芯片回收方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种从铜铟镓硒(CIGS)废电池芯片中回收有价金属的方法。

该方法包括步骤如下：