一種廢線路板裂解渣與冶煉煙灰協同處置的方法技術

一種廢線路板裂解渣與冶煉煙灰協同處置的方法，屬于火法處置廢線路板典型灰渣有價元素綜合回收利用領域，特別涉及廢線路板裂解渣與廢線路板冶煉煙灰協同處置脫溴與綜合回收銅、鋅的方法。其主要步驟如下：破碎分選、混料焙燒、強化浸出、置換沉銀、硫化沉銅及蒸發結晶。與傳統回收技術相比，本發明專利技術實現了一種回收工藝耦合處置兩種固體廢棄物的目的。通過混合硫酸焙燒既達到了廢線路板裂解渣與冶煉煙灰溴化物協同脫除的要求，又實現了賤金屬銅鋅選擇性轉化的目的。通過強化浸出及選擇性沉淀，得到了高值化產品。本發明專利技術具有工藝流程短，設備簡單，無尾液排放，經濟和環境效益顯著的特點。

A collaborative disposal method of waste PCB cracking slag and smelting ash

【技術實現步驟摘要】
一種廢線路板裂解渣與冶煉煙灰協同處置的方法
本專利技術涉及火法處置廢線路板典型灰渣協同處置的領域，特別涉及廢線路板裂解渣與廢線路板冶煉煙灰耦合協同脫溴與綜合回收銅、鋅的方法。
技術介紹
廢線路板是廢電子電器拆解過程中產生的具有較高回收價值的部件，其處置是電子電器高值化利用的核心。廢線路板含有阻燃劑一般是溴化環氧樹脂、四溴雙酚A類反應型含溴阻燃劑，溴含量5～15％，這類阻燃劑等分子一般是通過化學鍵與線路板中的樹脂材料結合在一起，因而在線路板正常使用條件下，溴化阻燃劑是安全和穩定的，但在線路板回收過程中，如果處理不當很容易造成溴化阻燃劑的流失、分解并導致嚴重的環境污染，同時溴是一種重要的化工原料，因此如何從含溴阻燃劑中回收這些溴是目前廢舊線路板處理行業乃至整個阻燃劑電子塑料回收領域需要解決的問題。廢線路板中的樹脂多為熱固性材料，不能采用一般的物理熔融再生技術回收處理，焚燒、冶煉、熱解等火法技術被認為是循環利用廢線路板最有效的技術。但是火法處置過程往往產生一定的固體殘余物，典型的如廢線路板裂解渣及冶煉/焚燒煙灰。這些典型灰渣不僅含有大量的銅、鉛、鋅、金、銀等有價金屬，同時受加熱條件的影響，往往含有難處理的無機溴化物，主要成分如表1所示，因此廢線路板冶裂解渣和冶煉煙灰具有一定的共性問題。但其中的這些金屬溴化物化學性質穩定，難以采用傳統的酸、堿、鹽進行分離回收，因此，在回收廢線路板裂解渣及冶煉煙灰中有價金屬的同時，有必要預先脫除其中溴化物。表1廢線路板裂解渣和冶煉煙灰元素含量含銅冶煉煙灰傳統的回收方法主要有火法和濕法回收兩種，火法回收主要是在熔煉爐中，將易揮發性的鉛、鋅、砷等在還原性氣氛中揮發富集，其他元素進入多金屬殘余物，這種方式有價金屬綜合回收率較低，產生的煙氣處理不當嚴重影響環境及勞動者身體健康，同時存在二次煙灰處置問題；濕法回收典型的是酸浸-化學轉化等方法，主要是針對銅、鋅、鎳等易于溶于酸堿的賤金屬，對得到的浸出液采用萃取反萃或置換沉淀等方式得到富集，這種方法突出缺點是尾液存量大且難以循環利用。對于廢線路板裂解渣典型的回收方法往往是通過機械粉碎預處理后，采用磁選、渦流分選、或電選的方式徹底分離金屬和非金屬成分，然后對于回收的金屬可通過火法或濕法進一步處理，這種方式雖然能夠是裂解渣中的金屬和非金屬初步分離，但存在分離不徹底，且綜合利用率低的問題。綜合以上回收方法的特點，現有的單純回收有價金屬的冶金方法不能解決廢線路板裂解渣及冶煉煙灰存在難處理無機金屬溴化物的共性問題，因此有必要開發新工藝解決廢線路板冶裂解渣和冶煉煙灰協同處置的問題。為了解決這一問題，本專利技術提出破碎分選、混料焙燒、強化浸出、置換沉銀、硫化沉銅及蒸發結晶的工藝路線用以協同處置廢線路板裂解渣及冶煉煙灰，該工藝處理方法簡單易行，實現了溴化物高效脫除以及銅和鋅的高值化利用，同時回收過程無尾液排放，具有顯著的環境效益。
技術實現思路
本專利技術的目的主要解決廢線路板裂解渣與冶煉煙灰協同處置的問題，提出一種裂解渣與冶煉煙灰協同焙燒脫溴、銅鋅強化浸出及高值化利用的方法。該處理方法工藝流程較短，設備簡單，實現了溴化物高效脫除以及銅和鋅的高值化利用，同時回收過程無尾液排放，具有顯著的環境和經濟效益。本專利技術所述的一種廢線路板裂解渣與冶煉煙灰協同處置的方法按如下步驟進行：(1)破碎分選：將廢線路板裂解渣用剪切式破碎機破碎至粒徑為0.5～4.5mm的顆粒，采用靜電或搖床分選的方式使金屬和非金屬得到分離，得到玻璃纖維和分選殘余物，玻璃纖維集中處置，其中分選殘余物中的玻璃纖維含量0～5％；(2)混料焙燒：將步驟(1)得到的分選殘余物與廢線路板冶煉煙灰進行混合后得到混合料，得到的混合料加入質量分數為98％的濃硫酸，同時加入自來水進行稀釋，然后進行硫酸焙燒，其中每公斤分選殘余物混入廢線路板冶煉煙灰0.5～3.0公斤，混合料與硫酸質量比為2:1～1:2，自來水添加量為混合料質量的1～20％，或不添加自來水，焙燒溫度為250～450℃，焙燒時間為1.5～3.5小時，得到焙燒砂和焙燒煙氣，焙燒煙氣用堿液吸收后返溴化鈉提純工序；(3)強化浸出：將步驟(2)得到的焙燒砂與稀硫酸溶液在間歇式超聲反應器中機械攪拌浸出，其中硫酸濃度為1～20g/L，或直接用自來水做浸出劑，液固質量比為3:1～6:1，浸出溫度為25～65℃，浸出時間為1.0～2.5小時，攪拌速度為180～360rpm，超聲工作時間與間歇時間比例為(10～20):10(min/min)，超聲功率為每公斤料漿25～55Wh，頻率為5～30KHz，得到浸出渣和銅鋅浸出液，浸出渣返富集貴金屬工序；(4)置換沉銀：將步驟(3)得到的銅鋅浸出液加入銅粉進行加熱攪拌，其中每升銅鋅浸出液加入銅粉0.3～1.5g，反應溫度為50～80℃，反應時間為1.0～3.0小時，得到粗銀和沉銀后液；(5)硫化沉銅：將步驟(4)得到的沉銀后液通入過量的硫化氫氣體，其中硫化氫通氣流量為0.5～2.0L/min，每升沉銅后液通入硫化氫5～20L，得到粗硫化銅和沉銅后液；(6)結晶提鋅：將步驟(5)得到沉銅后液進行蒸發結晶，得到粗硫酸鋅和結晶母液，結晶母液返強化浸出工序。與現有技術相比，由于本專利技術采用廢線路板裂解渣與冶煉煙灰協同處置，解決了兩種火法處置廢線路板典型灰渣溴含量差距大的問題，通過共性耦合，達到了一種工藝處置兩種固體廢棄物的目的。且硫酸化焙燒既達到了廢線路板裂解渣與冶煉煙灰溴化物高效脫除的要求，又實現了賤金屬銅鋅選擇性轉化的目的。通過強化浸出及選擇性沉淀，得到了高值化產品。這兩種廢棄物的協同處置，為其他低品位二次資源的回收提供了借鑒參考價值。本專利技術特別適合處置無機溴化物含量差距較大的廢線路板裂解渣及冶煉煙灰的焙燒協同脫溴、賤金屬強化浸出及定向富集及高值化利用，具有工藝流程短，設備簡單，無尾液排放，經濟和環境效益顯著的特點。附圖說明圖1表示一種廢線路板裂解渣與冶煉煙灰協同處置的方法工藝流程圖具體實施方式以下結合實例旨在進一步說明本專利技術，而非限制本專利技術。實施例1按照如下步驟進行回收：(1)破碎分選：將廢線路板裂解渣用剪切式破碎機破碎至粒徑為0.5mm的顆粒，采用靜電或搖床分選的方式使金屬和非金屬得到分離，得到玻璃纖維和分選殘余物，玻璃纖維集中處置，其中分選殘余物中的玻璃纖維含量為0％；(2)混料焙燒：將步驟(1)得到的分選殘余物與廢線路板冶煉煙灰進行混合后得到混合料，混合料中含溴16.2％、銅32.1％、鋅18.6％，得到的混合料加入質量分數為98％的濃硫酸，同時加入自來水進行稀釋，然后進行硫酸焙燒，其中每公斤分選殘余物混入廢線路板冶煉煙灰0.5公斤，混合料與濃硫酸質量比為2:1，不添加自來水，焙燒溫度為250℃，焙燒時間為1.5小時，得到焙燒砂和焙燒煙氣，焙燒煙氣用堿液吸收后返溴化鈉提純工序；(3)強化浸出：將步驟(2)得到的焙燒砂與稀硫酸溶液在間歇式超聲反應器中機本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種廢線路板裂解渣與冶煉煙灰協同處置的方法，其特征在于，具體步驟如下：/n(1)破碎分選：將廢線路板裂解渣用剪切式破碎機破碎至粒徑為0.5～4.5mm的顆粒，采用靜電或搖床分選的方式使金屬和非金屬得到分離，得到玻璃纖維和分選殘余物，玻璃纖維集中處置；/n(2)混料焙燒：將步驟(1)得到的分選殘余物與廢線路板冶煉煙灰進行混合后得到混合料，得到的混合料加入質量分數為98％的濃硫酸，同時加入自來水進行稀釋，然后進行硫酸焙燒，焙燒溫度為250～450℃，焙燒時間為1.5～3.5小時，得到焙燒砂和焙燒煙氣，焙燒煙氣用堿液吸收后返溴化鈉提純工序；/n(3)強化浸出：將步驟(2)得到的焙燒砂與硫酸溶液在間歇式超聲反應器中機械攪拌浸出，液固質量比為3:1～6:1，浸出溫度為25～65℃，浸出時間為1.0～2.5小時，超聲功率為每公斤料漿25～55Wh，頻率為5～30KHz，得到浸出渣和銅鋅浸出液，浸出渣返富集貴金屬工序；/n(4)置換沉銀：將步驟(3)得到的銅鋅浸出液加入銅粉進行加熱攪拌置換反應，每升銅鋅浸出液加入銅粉0.3～1.5g，反應溫度為50～80℃，反應時間為1.0～3.0小時，得到粗銀和沉銀后液；/n(5)硫化沉銅：將步驟(4)得到的沉銀后液通入硫化氫氣體，得到粗硫化銅和沉銅后液；/n(6)結晶提鋅：將步驟(5)得到沉銅后液進行蒸發結晶，得到粗硫酸鋅和結晶母液，結晶母液返強化浸出工序。/n...

【技術特征摘要】
1.一種廢線路板裂解渣與冶煉煙灰協同處置的方法，其特征在于，具體步驟如下：
(1)破碎分選：將廢線路板裂解渣用剪切式破碎機破碎至粒徑為0.5～4.5mm的顆粒，采用靜電或搖床分選的方式使金屬和非金屬得到分離，得到玻璃纖維和分選殘余物，玻璃纖維集中處置；
(2)混料焙燒：將步驟(1)得到的分選殘余物與廢線路板冶煉煙灰進行混合后得到混合料，得到的混合料加入質量分數為98％的濃硫酸，同時加入自來水進行稀釋，然后進行硫酸焙燒，焙燒溫度為250～450℃，焙燒時間為1.5～3.5小時，得到焙燒砂和焙燒煙氣，焙燒煙氣用堿液吸收后返溴化鈉提純工序；
(3)強化浸出：將步驟(2)得到的焙燒砂與硫酸溶液在間歇式超聲反應器中機械攪拌浸出，液固質量比為3:1～6:1，浸出溫度為25～65℃，浸出時間為1.0～2.5小時，超聲功率為每公斤料漿25～55Wh，頻率為5～30KHz，得到浸出渣和銅鋅浸出液，浸出渣返富集貴金屬工序；
(4)置換沉銀：將步驟(3)得到的銅鋅浸出液加入銅粉進行加熱攪拌置換反應，每升銅鋅浸出液加入銅粉0.3～1.5g，反應溫度為50～80℃，反應時間為1.0～3.0小時，得到粗銀和沉銀后液；
(...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳玉鋒，劉功起，李彬，
申請(專利權)人：北京工業大學，
類型：發明
國別省市：北京;11