本發明屬于金屬銅濕法冶煉技術領域,具體涉及一種從電解銅箔廢渣中回收銅的方法。
背景技術:
電解銅箔是覆銅板(CCL)及印制電路板(PCB)制造的重要的材料,在當今電子信息產業高速發展中,電解銅箔被稱為電子產品信號與電力傳輸、溝通的“神經網絡”,2002年起,我國印制電路板的生產值已經越入世界第三位,作為PCB的基板材料,覆銅板也成為世界上第三大生產國,由此也使我國的電解銅箔產業在近幾年有了突飛猛進的發展。
銅箔在生產過程中必然會產生相應的漂洗廢水,這種漂洗廢水中含有較高的銅離子,這種含銅廢水直接排放不但會對環境造成嚴重的危害,而且將造成資源浪費。為使含銅廢水重新被利用,必須把銅離子與水分開,再對銅元素進行利用。國內早期的電解銅箔生產企業在對生產廢水進行回收處理時,一般采用的是置換法或中和法來回收、處理和降低其中的銅、酸含量,從而使廢水達到排放標準,通過加入石灰、碳銨等試劑沉降廢水中的銅與其它金屬元素,獲得含銅廢渣。目前,處理此類廢渣一般是用酸先溶解,經固液分離后再調節pH,進行除雜,最后進入萃取工序進行萃銅,并最終獲得銅溶液,此工序不但工藝流程冗長,還要消耗大量的酸和堿,大大增加了回收成本。中國專利文獻CN102583501A(申請號201210017509.8)公開了覆銅板回收過程產生的含銅廢渣的回收方法,先向含銅廢渣中加入稀硫酸至剛好將廢渣浸沒,然后將上述混合物料過濾,濾渣轉移到帶攪拌的反應槽中,向槽中加入硝酸和硫酸組成的混酸溶液,攪拌下繼續向槽中加入適量水直至浸沒濾渣,待反應槽內不再有氣泡產生時停止反應;反應后的物料保持在60℃~70℃下沉降并過濾,所得濾液保溫;過濾得到的濾渣與混酸再反應一次,合并兩次濾液,緩慢降溫至15℃~25℃,使硫酸銅晶體析出,離心分離后得到硫酸銅晶體。但是該方法為了溶解銅,加入了大量的混酸,又工藝流程復雜冗長,而由于廢渣含銅量相對較低,因此在回收成本高的同時得到的銅又比較少。
隨著電解銅箔產業的快速發展,電解銅箔的生產量日益提高,后續廢水廢渣的相關處理也日益增多,因此針對現有電解銅箔廢渣中回收銅的流程存在的缺陷,如果能得以解決,必然能具有重要的現實意義。
技術實現要素:
(1)要解決的技術問題
本發明為了克服現有電解銅箔廢渣中回收銅的流程存在工藝流程復雜冗長,化學原料和水的使用量大,回收成本高的缺點;本發明要解決的技術問題是提供一種從電解銅箔廢渣中回收銅的方法,該方法將廢渣中回收銅的多個工序集成為一體,簡化了工藝流程,減少了化學原料和水的使用,節省了處理費用的同時又提高了銅的回收率。
(2)技術方案
為了解決上述技術問題,本發明提供了這樣一種從電解銅箔廢渣中回收銅的方法,具體步驟為:
a.向調漿桶中加入一定比例的水,開啟攪拌,再根據要求加入廢渣,攪拌均勻,制成廢渣料漿;
b.將廢渣料漿泵入萃取槽中進行有機相固-液同步浸出萃取N級分離,經萃取出來的負載有機相進入水洗段,隨后用電積殘液進行反萃,獲得的銅溶液自流到電解液循環貯槽,經超聲波氣振及氣浮塔除油后,得到的高純銅溶液;
c.高純銅溶液可返回電解銅箔生產系統,亦可泵送至電積車間用作電積液;將處理好的高純銅溶液加熱至30-35℃,進入電解槽進行電積,陰極為不銹鋼板,陽極為Pb-Ca-Sn壓延合金,電解液為下進上出的循環方式,槽電壓1.8-2.1V,同極距100mm,槽溫45-48℃,電積銅經洗滌,人工剝板得到產品陰極銅;
d.將電積殘液返回至反萃段直接用于反萃,萃取出來的萃余液進行固液分離,濾渣可以直接外排,濾液返回調漿,形成回路系統。
優選地,在步驟a中,所述廢渣為碳酸銅、氫氧化銅其中的一種。
優選地,在步驟a中,所述水與銅渣的調漿液固比(1-6):1(mL/g)。
優選地,在步驟b的進行有機相固-液浸萃N級分離中,所述的有機相為Lix984、Lix984N、Lix622、M5640、N902其中一種銅萃取劑,銅萃取劑占有相機體積比5-30%。
優選地,在步驟b的進行有機相固-液浸萃N級分離中,有機相與料漿體積的比例為(1-4):1。
優選地,在步驟b中,所述反萃洗水段有機相與水相比為(1-3):1。
優選地,在步驟b中,所述得到的高純銅溶液成分為:銅溶液中有機物含量小于5mg/L、Cu含量為15-120g/L、Fe含量<0.001g/L、Ni含量<0.001g/L、Al含量<0.001g/L、Ca含量<0.001g/L、Mg含量<0.001g/L、Mn含量<0.001g/L、Zn含量<0.001g/L、Cd含量<0.001g/L、Cr含量<0.001g/L、Pb含量<0.001g/L。
優選地,在步驟c中,所述的銅電積時電流密度100-450A/m2。
(3)有益效果
本發明與現有技術相比,克服了現有電解銅箔廢渣中回收銅的流程存在工藝流程復雜冗長,化學原料和水的使用量大,回收成本高的缺點,本發明通過將銅渣的浸出、除雜、濃縮富集等多個單元集成在一個工序中完成,使廢渣調漿后直接進入銅萃取的工序,簡化了銅箔廢渣中回收銅的工藝流程,省去了浸出過程中加酸、固液分離、除雜及洗渣等步驟,從而減少了化學原料和水的使用,降低了回收處理的費用;同時,本發明在回收銅的流程中,銅的浸出和萃取是在有機相中同一步進行,不需要固液分離及洗渣步驟,從而減少了水的消耗量,而且浸出后的余液中因不含有目標金屬可脫離主流程而直接過濾,從而減少了銅的流失,提高了銅的回收率,而且本發明在工藝中形成了一個循環系統,進一步節省了化學原料和水的使用,縮短了工藝流程,從而在整體上達到了將多個工序集成為一體,簡化了工藝流程,減少了化學原料和水的使用,節省了處理費用的同時又提高了銅的回收率的效果。
附圖說明
圖1為本發明的工藝流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。
實施例1
一種從電解銅箔廢渣中回收銅的方法,具體步驟為:
a.電解銅箔廢渣選自贛南某銅箔生產公司,主要成分氫氧化銅,其中Cu含量35.3%(干基),在30m3反應槽中加入20m3水,開啟攪拌,隨后加入10T廢渣進行調漿,攪拌均勻,制得料漿;
b.將混合好后的料漿與有機相同時分別泵入萃取槽中,兩者體積比為1:3,其中銅萃取劑為Lix984,占總體積比為30%;經8級萃取出來的負載有機相進入水洗段,有機相與水相比為2:1;隨后用電積殘液進行反萃,獲得的銅液自流到電解液循環貯槽,經超聲波氣振及氣浮塔除油后,所獲高純銅溶液成分如下:有機物含量2mg/L、Cu含量為95g/L、Fe含量為0.8mg/L、Ni含量為0.5mg/L、Al含量為0.6mg/L、Ca含量為0.2mg/L、Mg含量為0.4mg/L、Mn含量為0.3mg/L、Zn含量為0.2mg/L、Cd含量為0.2mg/L、Cr含量為0.5mg/L、Pb含量為0.4mg/L,部分返回電解銅箔生產系統,部分泵送至電積車間;
c.將高純銅溶液加熱至約35℃,將其加入到電解槽進行電積,陰極為不銹鋼板,陽極為Pb-Ca-Sn壓延合金,電解液為下進上出的循環方式,槽電壓2.1V,同極距100mm,電流密度為350A/m2,槽溫約45℃,電積銅經洗滌,人工剝板得到產品陰極銅,經計量、包裝后入庫,所獲得的電積銅成分Cu為99.99%,經電積后,電積殘液成分中Cu為32.2g/L,硫酸為182g/L;
d.萃取出來的余液進行固液分離,濾渣直接外排,濾液返回調漿系統,形成回路。
實施例2
一種從電解銅箔廢渣中回收銅的方法,具體步驟為:
a.電解銅箔廢渣選自贛南某銅箔生產公司,主要成分氫氧化銅,其中Cu含量26.3%(干基),在30m3反應槽中加入20m3水,開啟攪拌,隨后加入7T廢渣進行調漿,攪拌均勻,制得料漿;
b.將混合好后的料漿與有機相同時分別泵入萃取槽中,兩者體積比為1:2,其中銅萃取劑為Lix984N,占總體積比為25%;經6級萃取出來的負載有機相進入水洗段,有機相與水相比為1.5:1;隨后用電積殘液進行反萃,獲得的銅液自流到電解液循環貯槽,經超聲波氣振及氣浮塔除油后,所獲高純銅溶液成分如下:有機物含量4mg/L、Cu含量為78g/L、Fe含量為0.4mg/L、Ni含量為0.3mg/L、Al含量為0.5mg/L、Ca含量為0.7mg/L、Mg含量為0.3mg/L、Mn含量為0.5mg/L、Zn含量為0.6mg/L、Cd含量為0.4mg/L、Cr含量為0.3mg/L、Pb含量為0.4mg/L,部分返回電解銅箔生產系統,部分泵送至電積車間;
c.將高純銅溶液加熱至約35℃,將其加入到電解槽進行電積,陰極為不銹鋼板,陽極為Pb-Ca-Sn壓延合金,電解液為下進上出的循環方式,槽電壓2.0V,同極距100mm,電流密度為250A/m2,槽溫約45℃,電積銅經洗滌,人工剝板得到產品陰極銅,經計量、包裝后入庫,所獲得的電積銅成分Cu為99.99%,經電積后,電積殘液成分中Cu為33.6g/L,硫酸為175g/L;
d.萃取出來的余液進行固液分離,濾渣直接外排,濾液返回調漿系統,形成回路。
實施例3
一種從電解銅箔廢渣中回收銅的方法,具體步驟為:
a.電解銅箔廢渣選自贛南某銅箔生產公司,主要成分碳酸銅,其中Cu含量23.4%(干基),在30m3反應槽中加入20m3水,開啟攪拌,隨后加入5T廢渣進行調漿,攪拌均勻,制得料漿;
b.將混合好后的料漿與有機相同時分別泵入萃取槽中,兩者體積比為1:2,其中銅萃取劑為N902,占總體積比為20%;經3級萃取出來的負載有機相進入水洗段,有機相與水相比為1:1;隨后用電積殘液進行反萃,獲得的銅液自流到電解液循環貯槽,經超聲波氣振及氣浮塔除油后,所獲高純銅溶液成分如下:有機物含量2mg/L、Cu含量為52g/L、Fe含量為0.2mg/L、Ni含量為0.1mg/L、Al含量為0.6mg/L、Ca含量為0.6mg/L、Mg含量為0.4mg/L、Mn含量為0.7mg/L、Zn含量為0.5mg/L、Cd含量為0.7mg/L、Cr含量為0.2mg/L、Pb含量為0.5mg/L,部分返回電解銅箔生產系統,部分泵送至電積車間;
c.將高純銅溶液加熱至約35℃,將其加入到電解槽進行電積,陰極為不銹鋼板,陽極為Pb-Ca-Sn壓延合金,電解液為下進上出的循環方式,槽電壓2.1V,同極距100mm,電流密度為180A/m2,槽溫約45℃,電積銅經洗滌,人工剝板得到產品陰極銅,經計量、包裝后入庫,所獲得的電積銅成分Cu為99.99%,經電積后,電積殘液成分中Cu為30.5g/L,硫酸為167g/L;
d.萃取出來的余液進行固液分離,濾渣直接外排,濾液返回調漿系統,形成回路。
以上所述實施例僅表達了本發明的優選實施方式,其描述較為具體和詳細,但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是,對于本領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明構思的前提下,還可以做出若干變形、改進及替代,這些都屬于本發明的保護范圍。因此,本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。