「电子产品 回收」,从电子脚镀锡铜针中回收锡和铜

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2020年6月10日09:19:39
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「电子产品 回收」,从电子脚镀锡铜针中回收锡和铜

「电子产品 回收」,从电子脚镀锡铜针中回收锡和铜
从电子脚镀锡金针中回收锡和金
陈亮,王勇,熊振坤,陈斌
广东清远云金贵金属有限公司,广东清远
摘要:介绍了从电子脚镀锡金针中回收锡和金的工艺研究及生产实践。采用常温碱性电解脱锡,电解液
无须加热循环流动,控制电流密度200/2、槽电压0.2~0.4,电解液含8~15/、60~
120/时,金、锡的直收率分别达到99.7%和94.5%。脱锡金针抛光处理后可以直接电解生产符合
电流密度200/2,槽电压0.7,电解液含45~50/、24150~180/。
关键词:镀锡金针;电解脱锡;电解;阴极金;回收
近年来,电子及通讯、汽车、电线电缆等行业发展迅猛,生产过程厦门电子产品回收中镀锡边角废料及可回收的镀锡废料日益增多,每年这种废料多达40~50万。镀锡废金料一般含金91.0%~96.5%、锡1.5%~3.0%。从此类废料回收金和锡有可观的经济效益和显著的社会效益。
目前,镀锡废金料的回收工艺主要有火法电解
法、电化学法和化学法等。火法电解法没有预先回收锡,而是将镀锡废金料当作一种金废料,加入金阳极炉、氧化还原熔炼浇铸成阳极板,经电解精炼生产阴极金。此工艺因大量的锡进入炉渣而未能实现锡的有效回收,当炉料含锡高时,要将阳极板中的锡除至小于0.2%以满足电解精炼的需要,能耗大,生产成本高。电化学法[1-2]可以不侵蚀金基体,并能回收
海绵锡,洗涤后熔炼除杂可得到99.9%的锡。化学法[3-5]是将镀锡废金料置于酸性溶液中,利用硫酸金或者双氧水等氧化剂分离金、锡,达到回收金的效果。电化学法和化学法能实现锡的有效回收,但脱锡后的废金料只能当废杂金出售或入金阳极炉火法精炼后再电解精炼,未能形成一条完整的产业链,其潜在的经济效益不能得到实现。本文提出了一条综合回收效率高、经济效益高、且环境友好的镀锡废金料的工业化产业链。
1试验原料
试验原料为惠州某电子脚金针金锡分离厂回收的具有广泛代表性的镀锡金针,含银57.28/,其余主要化学成分%:93.19、3.19、2.03、
0.094。
2试验原理与工艺流程
首先,采用常温碱性电解脱锡,在碳钢阳极框中装入镀锡金针作为阳极,碳钢片
「电子产品 回收」,从电子脚镀锡铜针中回收锡和铜
作为阴极,电解液为23—溶液。电解过程中两极发生以废弃电器电子产品回收处理管理条例下反应[6]:
阳极:+6--4-62-阴极:62-+4-+6-
由于阳极中所含各种金属杂质的析出电位不同,控制一定的槽电压,就可将金锡分离,达到提纯的目的。
在电解过程中,比锡电性更负的金属氧化进入溶液,不在阴极析出。而比锡电性更正的金属进入
阳极泥。因电解液中锡离子浓度较低,电解初始阶段+即在阴极放电,因此电解过程电流效率较低。电解到了后期,因阳极中锡含量急剧降低,阳极中的银、金、铑氧化进入电解液,银和金因生成沉淀而抑制其进一步电解,此时铑将和锡同时在阴极还原沉积。当阳极开始有氧气析出时可被判为电解终点而停电出槽。
脱锡后金针采用二次水洗、一次酸洗、一次水洗的抛光工艺得到光亮金针产品。二次水洗是为了洗净脱锡金针表面夹杂的碱液及阳极泥;一次酸洗是为了脱去金「电子产品 回收」针表面氧化层及未电解完全的锡、铑;最后的一次水洗是为了洗净金针表面夹杂酸液。
将光亮金针装入以残极为导电材料、由材质制作的阳极框中,金始极片为阴极,以4—24溶液为电解液进行废杂金的直接电解精炼[7-8]。在电解过程中,贵金属和某些不溶金属成为阳极泥沉淀于电解槽底,其他电位较负的贱金属不能在阴极上析出,留在电解液中,待电解液定期净化时除去。
3结果及讨论
3.1碱性电解脱锡
将含锡金针装入尺寸为880×830×260、中间固定金始极片作为导电材料、由碳钢制作的阳极框中,每框装入金针260~300。用900×840的碳钢板作为阴极。每槽10框阳极,11片阴极。电解液用23-配制,锡离子浓度控制在8~15/,浓度控制在60~120/,加入适量添加剂用以抑制镀锡金针中金的溶解。控制电流密度200/2,槽电压控制在0.2~0.4,阳极镀锡金针上面的锡被氧化成锡离子溶解到电解液中,阴极上将电解液中的锡离子还原成金属锡,形成海绵状锡的沉积物,海绵锡经压锡机压成直径310的锡饼后置于清水中储存。脱锡后金针及产品锡饼及阳极泥化学成分如表1所示。主要技术经济指标:金直收率99.7%、锡直收率94.5%、电流效率60%、吨金综合电耗330、吨金氢氧化钠单耗8。
表1产品化学成分
/产品/%/%/%/%2/%
·-1脱锡金针98.030。180.1041。5557.01锡饼3.8751。7931.690。02312.04
阳极泥7.6820。3446.990。2443.79156。78
经过4个多月的生产实践,目前已在广东清远云金贵金属有限公司形成月处理600~800镀锡金针的规模,并且取得了良好的经济效益。
3.2脱锡金针抛光
经脱锡后的金针夹杂碱液及少量阳极泥,并且含有少量锡、铑未脱除,若不经预处理将对阴极金质量产生较大影响。将脱锡金针装入滚筒中,采用二次水洗、一次酸洗、一次水洗的工艺以得到光亮金针产品。二次水洗的碱性洗液经板框过滤后回收阳极泥,当滤液中溶度大于60/后,可「电子产品 回收」用作脱锡电解液并补充新水稀释洗液;一次酸洗洗液控制离子浓度低于20/时可回用,当浓度大于20/后用熟石灰中和沉淀,经板框过滤后回收含金钙渣;一次水洗液控制4~5时可回用,当高于该值时采用石灰中和,经过滤后继续回用。抛光
后金针含银15.35/,其余主要成分%:
98.790、0.094、0.054、0.054。
3.3抛光金废料直接电解
将抛光后的金针装入尺寸为980×840×180、中间固定导电材料、由材质制作的阳极框中,每框装入金针260~300。用900
×860的金始极片作为阴极。每槽13框阳极,12片阴极,同极距360。选择适当的装料及补料方式,装料高度高于电解液液面5以上,电解过程中根据填料高度定期补料,使金残极导电材料不受电化学腐蚀。工业化试验分别考察了阳极导电材料对槽电压的影响,电解过程金离子、硫酸浓度变化及不同电流密度下槽电压的变化。
3.3。1阳极导电材料对槽电压的影响
分别选用铑阳极和金阳极残极作为导电材料测试其对槽电压的影响。试验条件:电流密度150/2,电解液中金离子浓度50/,硫酸浓度170/、温度61废旧电子产品回收利用℃,循环速度40/。试验结果如图1所示。
图1导电材料对槽电压的影响
3.3。2电解过程金、酸离子浓度的变化
以金残极作为导电材料,在电流密度150/2、电解液中初始金离子浓度49.34/、硫酸浓度170.51/、温度61℃、循环速度40/的条件下,考察电解液中金、酸离子浓度的变化,结果如图2所示。
图2电解过程金离子和硫酸浓度的变化
。2图2表明,随着电解过程的进行,电解液中金离子浓度从49.34/上升到54.59/,而硫酸浓度从170.52/下降至164.75/,电解液中金、酸离子浓度变化趋势与常规金电解变化趋势一致,可与现有电解系统并行运行。
3.3。3不同电流密度时槽电压的变化
提高电流密度,可以在基本不增加设备的情况下,提高阴极金产量,提高劳动生产率和经济效益。但提高电流密度同样带来直流电耗上升,阴极金质量难以控制等问题,应综合考虑经济效益。在电解液中金离子浓度50/、硫酸浓度170/、温度61℃、循环速度40/的条件下考察电流密度对槽电压以及阴极金质量的影响。当电流密度分别为110、150、200、240/2时,槽电压分别为0.42、0.54、0.72、0.89;电流效率分别为97%、96%、96%、92%;吨金直流电耗分别为365、475、632、816。
可以看出,随着电流密度的增加,槽电压不断上升,而由此带来的直流单耗也一路上升,并且当电流密度升高到240/2时,阴极金表面粒子增加到可以造成严重短路。因此,工业化试验选择电流密
度为200/2。
3.4工业试验结果
通过对光亮金针直接电解各因素的考察,综合考虑质量、能耗等因素,选择金残极为导电材料并选择
适当的装料及补料方式,装料高度高于电解液液面5以上,电解过程中根据填料高度定期补料,控制如下工艺参数:电流密度200/2,槽电压0.7,同极距360,电解液中金离子浓度45~5回收库存电子产品0/,硫酸浓度150~180/,温度61℃,循环速度40/时,工业试验得到阴极金的杂质含量为10-6:0.4、1.0、0.4、0.4、0.6、1.1、0.4、
0.3、0.5、0.7、15.0、1.1、1.2、0.7、
0.3、0.7、0.3、1.7。工业试验主要技术经济指标:金直收率98%、电流效率96%、吨金直流电耗
615、吨金硫酸单耗12。
1采用常温碱性电解脱锡,电解液无须加热循环流动,降低了生产成本,对生产条件的要求也大大简化。控制电解条件:电流密度200/2,槽电压0.2~0.4,电解液含8~15/、60~120/。金、锡的直收率分别达到99.7%和94.5%。
2采用二次水洗、一次酸洗、一次水洗的抛光工艺得到光亮金针产品。抛光工艺所用水均能实现循环利用,有效避免废水外排。
3采用直接电解精炼光亮金针,以金残极为导电材料并选择适当的装料及补料方式,装料高度高于电解液液面5以上,电解过程中根据填料高度定期补料,控制工艺参数:电流密度200/2,槽电
--1牌号规定要求的阴极金。

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