从线路板中回收金属的功能离子液体热解水浸方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及从废弃印刷线路板的金属回收利用技术。
【背景技术】
[0002] 印刷线路板在电子产品和电子设备中被广泛使用，如家用电器，电脑等等。据估 算，全世界的印刷线路板产品每年以8. 7%的数量在增长，而在中国印刷线路板产品则以 14. 4%的数量在增长。同时，在科技、技术革新和市场的驱动下，电子产品的数量将不断增 长，将导致数以万计的印刷线路板废弃。废弃印刷线路板是一种复杂体，主要由有机强化树 月旨、玻璃纤维、铜箔和电子元件组成，其中含有大量的有价金属(如铜、铁、铝、锡、铅等)，还 含有贵金属(如金、银、铂、钯等)，具有很高的资源回收价值，特别是废弃印刷线路板中含有 近20 wt. %的铜金属，且废弃印刷线路板中铜的含量比富藏铜矿石的含量高出10倍以上。 然而，废弃电路板中还含有铅、汞、镉、铬等多种重金属和聚氯乙烯、卤化物阻燃剂等有毒有 害物质，处理不当将对环境造成严重的二次污染。因此，如何有效地实现废弃电路板无害化 回收，实现其再资源化，对于减轻环境压力和防止环境污染，提高二次资源的再利用率，确 保我国经济、社会和环境可持续发展都有着十分重要的意义。
[0003] 目前，国内外对废弃印刷线路板的处理技术很多，如机械处理技术、热冶技术、生 物浸矿技术、超临界流体技术和湿法冶金技术，这些技术被广泛应用于废弃印刷线路板的 回收，回收效果明显。一些专利报道了经过粉碎分选及进一步分离后，将所得金属粉末应用 于粉末冶金技术或将铜合金粉末和玻纤/树脂粉末应用于木塑材料领域的方法。也有专利 提出利用生物浸出方法或不需高温高压的选择性浸出分离废弃线路板中金属和贵金属的 方法。除此之外，一些专利还提及了利用不同金属熔点的高低不同进而对金属进行分离， 以达到资源回收的目的；而关于利用离子液体来分离回收废弃金属的工作却少有人问津， 专利[CN201310180812]以及专利[CN201210544487]公布了一种中性离子液体[BMnQBF4用作溶剂回收废锂离子电池中的金属和对废电路板快速拆解的方法。总而言之，关于废弃 电路板回收利用的专利主要围绕两个方面进行：一方面为将废弃电路板经粉碎后得到的粉 料，并经进一步处理后应用于冶金领域或作为填充剂直接应用于塑料的成型工艺中；另一 方面是将废弃电路板经粉碎后利用静电等方法进行分离，并进一步采用化学或物理方法回 收其中的金属或非金属材料。
[0004] 然而，由于废弃印刷线路板的处理工艺流程不同，因而在不同的工艺流程条件下 表现出不同的处理效果，工程作业中自适应性和施工性等各不相同，处理成本参差不齐，主 要存在以下问题：对于机械处理技术，其不能有效地回收贵金属，回收的金属需要进一步净 化；对于热冶处理技术，其在处理过程中会产生有害的气体，对大气造成污染；生物浸出工 艺作为一种有前景的处理技术，但其方法实验数据少，缺乏论据，且在生物浸矿过程中由于 有非金属成分的存在，使得废弃印刷线路板带有细菌的毒性，降低甚至阻止了金属的回收； 对于超临界流体处理技术，其超临界流体所需的温度和压力都非常高，这种条件将造成反 应器的严重腐蚀和巨大的能源耗损；对于湿法冶金法处理技术，其在处理过程中产生大量 的废酸，后处理不当易造成二次污染。对于利用离子液体回收金属的技术仅是将电路板上 焊锡元器件与电路板分离；并未提及将电路板中的金属回收再利用技术。因此，发展一种新 的、低耗的、绿色的回收技术，对于废弃印刷线路板的回收领域具有非常重要的意义。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种从线路板中回收金属的功能离子液体热解水浸方法。
[0006] 本发明是从线路板中回收金属的功能离子液体热解水浸方法，其步骤为： 步骤（1)废弃印刷线路板的预处理：将收集来的废弃印刷线路板上的非焊锡电子元器 件进行手工拆卸，将拆卸后含焊锡电子元器件的废弃印刷线路板进行拆解，将拆解物水洗 后进行干燥，从而获得洁净的焊锡、电子器件和废弃印刷线路板； 步骤（2)获得废弃印刷线路板的粉末：将上一步得到的废弃印刷线路板采用剪切方式 粉碎并过筛分级处理选得粒径小于5mm的废弃印刷线路板的粉末； 步骤（3)配制功能离子液体热解水浸液：将功能化离子液体配制成质量百分含量为 5-90%的溶液，然后按体积比（0. 2-5) : 1加入30%的双氧水溶液，室温搅拌30-180min得到 功能离子液体热解水浸液； 步骤（4)浸出：将步骤（2)获得的废弃印刷线路板粉末在温度为45-85 °e的温度范围内 用功能离子液体热解水浸液进行浸出，固液比，即废弃印刷线路板粉末/功能离子液体热 解水浸液，单位g/ml，将固液比控制在1: (5-50)，浸出时间30-240min ; 步骤（5)浸出液中金属的回收：在40-80 °G条件下，将80%的水合肼溶液缓慢加入步骤 (4 )中得到的浸出液中，反应时间控制在30-180min沉淀物经过滤或离心处理，80-120 °C温 度下烘干8-12h得到金属合金粉末； 步骤（6)浸出后功能离子液体热解水浸液的回收处理：将步骤（5)浸出后的功能离子 液体热解水浸液在常压下，温度为100-140 °C条件下蒸发浓缩至溶液呈粘稠状液体，即可 获得功能离子液体热解水浸液回收液； 将步骤（6)获得的回收液经稀释并加入氧化剂进行成分调配，制成功能离子液体热解 水浸液可重新利用。
[0007] 本发明与现有技术比较具有工艺流程短、易操作、对设备要求低、金属收率高、成 本低、处理过程中无污染且不产生二次污染的优点。
【附图说明】
[0008] 图1是本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0009] 如图1所示，本发明是从线路板中回收金属的功能离子液体热解水浸方法，其步 骤为： 步骤（1)废弃印刷线路板的预处理：将收集来的废弃印刷线路板上的非焊锡电子元器 件进行手工拆卸，将拆卸后含焊锡电子元器件的废弃印刷线路板，按专利CN201210544487 的方法 进行拆解，将拆解物水洗后进行干燥，从而获得洁净的焊锡、电子器件和废弃印刷线路 板； 步骤（2)获得废弃印刷线路板的粉末：将上一步得到的废弃印刷线路板采用剪切方式 粉碎并过筛分级处理选得粒径小于5mm的废弃印刷线路板的粉末； 步骤（3)配制功能离子液体热解水浸液：将功能化离子液体配制成质量百分含量为 5-90%的溶液，然后按体积比（0. 2-5) : 1加入30%的双氧水溶液，室温搅拌30-180min得到 功能离子液体热解水浸液； 步骤（4)浸出：将步骤（2)获得的废弃印刷线路板粉末在温度为45-85 °e的温度范围内 用功能离子液体热解水浸液进行浸出，固液比，即废弃印刷线路板粉末/功能离子液体热 解水浸液，单位g/ml，将固液比控制在1: (5-50)，浸出时间30-240min ; 步骤（5)浸出液中金属的回收：在40-80 °G条件下，将80%的水合肼溶液缓慢加入步骤 (4 )中得到的浸出液中，反应时间控制在30-180min沉淀物经过滤或离心处理，80-120 °C温 度下烘干8-12h得到金属合金粉末； 步骤（6)浸出后功能离子液体热解水浸液的回收处理：将步骤（5)浸出后的功能离子 液体热解水浸液在常压下，温度为100-140 °C条件下蒸发浓缩至溶液呈粘稠状液体，即可 获得功能离子液体热解水浸液回收液； 将步骤（6)获得的回收液经稀释并加入氧化剂进行成分调配，制成功能离子液体热解 水浸液可重新利用。
[0010] 试验中金属收率的计算方法：设参与浸出实验的废弃印刷线路板粉末质量为HItl(g);经浸出后浸出液体积理论上应为实验前总的溶液体积，记为Vtl ;从反应后浸出液中取 一定体积V1，按体积比为1:1加入80%的水合肼溶液进行还原，还原出的金属经离心后洗涤 3-5次，在80-120 °C的温度下真空干燥8-12h，称取金属质量为Hi1 (g);则经