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電子廢料中貴金屬的回收利用方法

文檔作者：陳艷胡顯智文檔來源：昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年04月07日
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第15卷第12期
2006年12月
中 國 礦 業(yè)
CHINA M INING M AGAZINE
Vo1．15，No．12
December 2006

電子廢料中貴金屬的回收利用方法
陳 艷 胡顯智
(昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院·昆明650093)
摘要：電子廢料是一種重要的貴金屬二次資源。本文主要介紹從電子廢料中貴金屬的幾種回收技
術(shù)，并提出要重點(diǎn)發(fā)展生物回收技術(shù)。
關(guān)鍵詞：貴金屬 電子廢料 火法冶金 濕法冶金 細(xì)菌吸附
中圈分類號：X323 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1004—4051(2006)12-0102-03
RECoVERING AND REUSING M ETHoDS oF
PRECIoUS METAL FRoM ELECTRoN W ASTE
Chen Yan HU Xianzhi
(Territory resource project faculty of Kunming University of Science and Technology·Kunming 650093)
Abstract：The electron waste is an important secondary resource of precious metals．In this paper some
methods of recovering precious metals have been reviewed，and the recovery method by biotechnology has
been enhanced．
Key words：Precious metal Pyrometallurgy electron—waste Hydrometallurgy Bacteria absorption
貴金屬元素被譽(yù)為“現(xiàn)代工業(yè)生命的維他命”，
在很多工業(yè)領(lǐng)域都起著舉足輕重的作用。而在電子
領(lǐng)域，貴金屬諸如Au、Ag、Pd和Ru，由于其特
有的低電阻性以及良好的抗腐蝕性能，被廣泛用作
印刷電路板及電子元件。隨著電子工業(yè)的發(fā)展，貴
金屬的消耗量還將增加，這就不可避免地使含有貴
金屬的殘料或廢料也相應(yīng)增多。因此，從這些廢料
中回收貴金屬是十分重要的。
1 電子廢料的主要來源
電子廢料指的是在電子元、器件和構(gòu)件制造中
產(chǎn)生的廢品、殘料以及報(bào)廢的電腦、印刷電路板、
連接器等電子產(chǎn)品。電子產(chǎn)品中所使用的貴金屬主
要是金、銀和鈀，還有少量的銠和其它鉑族金屬。
電子廢料中貴金屬的含量分別為：金的含量約為
0．1 、銀約為0．2 、鈀約0．005 ?；厥针娮訌U
料的主要經(jīng)濟(jì)動力是回收貴金屬。
廢電子產(chǎn)品主要有廢通訊器材、電鍍廢棄物、
廢電子元件、廢電池、廢舊電器等。廢舊電器中印
刷板插座、集成電路塊、和電阻感應(yīng)電容電路等許
多電子元、器件中都含有貴金屬。其存在形式是金
或鈀鍍層、金連接細(xì)絲、發(fā)光糊劑、混合金屬與合
收稿日期 2006—08—24
金(包括鉑族金屬)。目前，從電子廢料中回收貴
金屬，主要是從廢計(jì)算機(jī)和廢印刷電路板中回收貴
金屬?；厥兆疃嗟氖墙稹yn 。如更新速度最快的
手機(jī)中(據(jù)統(tǒng)計(jì)我國每年約有500萬臺電腦、5000
萬部手機(jī)被淘汰)就含有Au、Ag、Pd等貴金屬，
含量約為：Au 280g／t，Ag 2000g／t，Pd 100g／t。
2 電子廢料的預(yù)處理
首先是手工拆卸和手工分選廢料。使大量賤金
屬(銅、鋁、鎳、鐵等)及非金屬雜質(zhì)(絕緣板、
橡膠、瓷料)除去，使貴金屬含量盡量提高。然后
再進(jìn)行機(jī)械處理，即一一減小粒度和按照成分分
開0 。主要有密度分離法、磁電分離法、光學(xué)成像
分離法、渦流分離法、靜電分離法等。
3 主要回收方法
3．1 火法冶金
火法冶金技術(shù)是最早應(yīng)用于從電子廢料中提取
貴金屬的技術(shù)，也是目前使用最多的從廢通訊器材
中回收金的技術(shù)。其原理是利用高溫使廢料中的非
金屬物質(zhì)與金屬物質(zhì)相互分離，貴金屬在融熔狀態(tài)
下與賤金屬形成合金。除去表面的浮渣后，將熔融
合金注入相應(yīng)的模具中冷卻，然后用感應(yīng)電爐熔
煉、化學(xué)精煉或電解精煉，從而達(dá)到貴金屬與賤金
屬分離。
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第1 2期 陳艷等： 電子廢料中貴金屬的回收利用方法
火法冶金回收處理電子廢料時，主要是將電子
廢料煅燒成灰，清除灰中銅、鋁、鎳、鐵。將此灰
與蘇打、硼砂在反射爐中熔煉(加助熔劑)熔成銅
錠，再鑄成陽極，進(jìn)行銅電解，貴金屬被富集入陽
極泥后再行回收。此法貴金屬回收率可達(dá)95 ，
比如R．G．Reddy等人報(bào)道了用電弧熔煉方法，從
電子廢料中高速回收貴金屬的方法，金、銀和鈀的
回收率分別達(dá)到99．88 、99．98 9，6和100 9，6。 。
但火法過程需要復(fù)雜的鉛鼓風(fēng)爐操作，工藝步
驟繁瑣，時間長，能耗大。而且一般火法過程回收
的貴金屬不純。此外，低含量貴金屬的廢料不適于
火法冶金。
3．2 濕法冶金
7O年代初，西方發(fā)達(dá)國家就開始研究采用濕
法冶金技術(shù)從廢舊印刷電路板中回收貴金屬。該技
術(shù)的基本原理是利用硝酸、王水或其它強(qiáng)酸能溶解
廢料中絕大多數(shù)金屬，而使賤金屬和貴金屬進(jìn)入液
相而與其他物料分離，然后從液相中回收貴金屬和
其他賤金屬。該法已用于從廢舊電腦印刷電路板中
溶解回收貴金屬。由于該技術(shù)工藝流程簡單，投資
低，生產(chǎn)設(shè)備簡單，生產(chǎn)容易實(shí)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)效益顯
著，目前得到了較廣泛的應(yīng)用0 。但濕法冶金技術(shù)
還存在一系列問題：化學(xué)藥劑消耗量大，廢水后處
理困難 因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，還有許多技術(shù)和問
題需要改進(jìn)和解決。
濕法冶金工藝的主要步驟有四步：
第一步造液：即經(jīng)過一系列酸或堿浸濾，將經(jīng)
過挑選分類的電子廢料固體除去油污和夾雜物，再
將其碎化，以便下一步的分離。造液用酸主要有王
水和鹽酸、硝酸和硫酸等。
第二步是貴金屬分離富集：根據(jù)造液后的溶液
中所含金屬的性質(zhì)不同，設(shè)計(jì)一定的分離和富集工
藝，將賤金屬和貴金屬、貴金屬相互之間進(jìn)行分
離。常用的分離富集法有離子交換法、溶劑萃取
法、沉淀法。
(1)沉淀法
在貴金屬的分離中，沉淀法是最經(jīng)典的方法。
曹人平、肖士民從廢舊手機(jī)中回收金銀鈀時，就是
首先用25 硝酸浸出過濾后，濾渣含有金就達(dá)到
和鈀及銀的分離 然后在濾液中加入氯化鈉，再加
熱趕硝后過濾，從而達(dá)到鈀和銀的分離 。但沉淀
法工藝流程冗長、繁雜、周期長、效率低，試劑消
耗大、勞動強(qiáng)度大，現(xiàn)已逐步被其他方法所取代。
(2)溶劑萃取法
溶劑萃取在貴賤金屬再生工藝中均得到廣泛應(yīng)
用，世界上已有三個工廠用全萃取流程用于貴金屬
的分離提純。溶劑萃取法相對于經(jīng)典的沉淀法而
言，具有廠房占地小、周期短、速度快、分離效果
好等優(yōu)點(diǎn)。J．W．Hill和T．A．Lear提出了一種從
電子廢料中用溶劑萃取回收金的方法。將廢料溶于
濃HNO。，把基本金屬分離到溶液中，形成金的懸
浮物和不溶解的SnO 、PbC1 等鹽類。過濾后將
剩余物溶于王水，稀釋和過濾。用雙丁基卡必醇兩
次萃取稀釋的王水溶液，利用IMHC1洗滌萃取
物，使萃取物與草酸鉀水溶液一起攪拌產(chǎn)生金粉
末，過濾收取 。
(3)離子交換法
在貴金屬分離時，離子交換法工藝簡單、高
效、快速，環(huán)境污染小。但由于缺乏選擇性好、性
能優(yōu)良的離子樹脂， 目前很少直接應(yīng)用于工業(yè)生
產(chǎn)。A．Cell在一項(xiàng)專利中提出了從含有塑料的電
子廢料中回收各種金屬的方法。將廢料在熔池內(nèi)加
熱燒除塑料， 再用含有NH C1、Na SO 和H。0
的浸出液處理剩余物，溶解出金、銀、鉑和其它有
色金屬，再通過一個離子交換器，分離貴金屬等。
一旦金屬進(jìn)入溶液，就可以利用離子交換膜片或者
支撐液膜，將貴金屬從基本金屬中分離出來。這種
工藝的優(yōu)點(diǎn)是可以通過選擇膜片設(shè)計(jì)而容易和有效
地回收貴金屬 。但離子交換吸附容量低，交換速
度慢，設(shè)備效率低，且多數(shù)需配合萃取聯(lián)合使用。
第三步是貴金屬的提?。航?jīng)過分離、富集和凈
化后的富集液，通?？梢圆捎没瘜W(xué)還原或電解還原
的方法，將貴金屬從溶液中提取出來，從而達(dá)到與
絕大多數(shù)雜質(zhì)分離的目的?；瘜W(xué)還原常用的還原劑
有羥胺、氫氣、甲醛以及一些活潑金屬如鋅等。
第四步是貴金屬的精煉：經(jīng)過還原的貴金屬一
般呈小顆粒。精煉的方法通常是將還原貴金屬粉熔
鑄成大塊，然后再進(jìn)行電解精煉。此外，還可以用
反復(fù)沉淀法進(jìn)行精煉。隨著技術(shù)的發(fā)展，其他先進(jìn)
的分離富集方法還有液膜法、生物吸附法等。
3．3 生物處理技術(shù)
生物處理技術(shù)目前研究最多的是用于回收電子
廢料中的金，即利用細(xì)菌浸出技術(shù)回收貴金屬。其
基本原理是利用三價鐵離子的氧化作用將包裹貴金
屬的某些重金屬氧化溶解而使貴金屬裸露，三價鐵
離子被還原成二價鐵離子，裸露的貴金屬再采用濕
法冶金浸出技術(shù)回收，被還原的二價鐵離子又被細(xì)
菌氧化成三價鐵離子后再循環(huán)使用，含細(xì)菌的浸出
液再生重復(fù)使用。電子廢棄物采用該工藝處理，當(dāng)
三價鐵離子濃度為10g／L，浸出溫度2O～3O℃，
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104 中國礦業(yè) 第15卷
pH<2．5，浸出時間2d，可回收97 的金 。利
用這種方法提取貴金屬，雖然具有工藝簡單、操作
方便等優(yōu)點(diǎn)，但主要問題是浸出時間長，對其它金
屬浸出率低，但它有很好的潛在技術(shù)優(yōu)勢。
另一種生物方法主要是利用生物吸附的方法回
收貴金屬，即利用活的、死的微生物細(xì)胞通過物
理、化學(xué)機(jī)制包括絡(luò)合、沉積、氧化還原、離子交
換等作用對金屬的吸附過程。Pethkar等人報(bào)
道㈣，用處理好的家禽羽毛包埋牙支狀枝孢霉，此
固定化細(xì)胞吸附Au。 的能力較強(qiáng)，在酸性條件下
(pill～5)，吸附率達(dá)88 ，吸附量達(dá)ll0mg／g
另外，英國伯明翰大學(xué)也發(fā)明了用比現(xiàn)行方法快速
和便宜得多的方法回收汽車中用的貴金屬催化劑。
該回收方法將廢催化劑浸在硝酸和鹽酸中，然后通
過裝有細(xì)菌的反應(yīng)器，金屬就沉積在細(xì)胞壁上，細(xì)
胞收集起來就可以進(jìn)行回收?；厥者^程只需時
15min，效率約為9O ，比現(xiàn)在的方法高5O ，
只需低溫、花費(fèi)較少的時間和化學(xué)藥品。研究還表
明，生物回收的鈀金比化學(xué)方法回收的更好。這種
方法也可望處理用化學(xué)方法無法處理的印刷電路
板 們。
3．4 其他回收方法
(1)電化學(xué)溶解法：電化學(xué)溶解法是將混雜的
金屬廢料作為陽極，在直流電源的作用下，控制電
解槽電壓，使陽極中金屑選擇性的溶解或全部溶
解，以達(dá)到分離提純的目的。根據(jù)梁琥琪、胡玉好
的研究，它可直接制取高純金屬或生產(chǎn)化工產(chǎn)
品H∞。該工藝簡單、可靠、污染少、分離效率高，
應(yīng)用也十分廣泛。
(2)氣相揮發(fā)法
在氣相揮發(fā)法中． 廢料中的貴金屬通過選擇性
氯化而揮發(fā)。然后在較冷區(qū)冷凝。大部分揮發(fā)反應(yīng)
是在523～873K溫度下完成的。
(3)吸附法
除了上述方法外，利用活性炭、特種樹脂等多
孔性物質(zhì)對貴金屬的特殊吸附作用提取貴金屬的方
法也常見報(bào)道。如某化工冶金研究院采用新型樹脂
R410對含金廢舊電子器件進(jìn)行處理，金的浸出率、
吸附率、解吸率均大于99．5 ，總的回收率約為
99．O 。該法所需設(shè)備簡單，生產(chǎn)規(guī)模彈性大，污
染小，是一種較好的可以用于電腦板卡中金的回收
方法n”。
4 結(jié)語
隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展和社會的信息化，電子垃
圾日益增多，人們對貴金屬的需求量越來越大，而
貴金屬一次資源卻在不斷的減少，因此從電子廢料
中回收貴金屬變得越來越重要。研究貴金屬的回收
方法具有重大意義，從上述方法來看，火法冶金和
濕法冶金技術(shù)都對環(huán)境有一定污染。而生物吸附技
術(shù)成本低、速度快、吸附容量大、選擇性好、污染
小，具有極大的發(fā)展?jié)摿?，但目前對于生物吸附機(jī)
理的研究還不夠深入。因此，今后研究的重點(diǎn)應(yīng)該
是生物吸附機(jī)理的揭示，從而開發(fā)出新的吸附劑原
料和生產(chǎn)方法，研究出新型的生物吸附劑，降低生
產(chǎn)成本和提高吸附的選擇性。 _
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