本發(fā)明屬于電子廢棄物中金屬的回收、再利用、資源化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種從廢舊含銦霍爾元器件中回收稀有金屬銦、貴重金屬銀的方法。

背景技術(shù)：

霍爾元器件是根據(jù)霍爾效應(yīng)原理制成的半導(dǎo)體器件，是一種使用范圍很廣的磁敏傳感器。當(dāng)前霍爾元器件已被廣泛應(yīng)用于精密測量、汽車電子、工業(yè)自動(dòng)化控制、家用電器等領(lǐng)域。霍爾元器件中其關(guān)鍵作用的是內(nèi)部的金屬片，上面承載的含銦化合物是半導(dǎo)體材料，主要有insb、inas、inasp、inn等。除稀有金屬銦之外，金屬片上還含有大量銀，這些金屬元素具有很好的回收價(jià)值。從生產(chǎn)廢料中回收銦、銀已經(jīng)進(jìn)行了廣泛的研究和應(yīng)用，例如萃取法回收銦（kim,w.b.；park,j.j.等，2016）、還原法回收含銦氧化物中的銦（shindo,y.；takemoto,k.等，2016）、離子交換法從含銀鹵化物溶液中回收銀（mikko,t.；sami,v.等，2017）、酸浸法回收銀（moskovchenko,s.；brosseau,a.等，2017）。

目前，化學(xué)處理法是銦、銀等金屬二次資源回收的主要方法，化學(xué)處理法回收金屬的基本原理是，采用化學(xué)浸漬液處理使金屬從化合態(tài)變?yōu)殡x子態(tài)而溶于溶液中，進(jìn)而通過萃取、置換等方法實(shí)現(xiàn)金屬的富集與分離。比如專利“銦錫氧化物薄膜的回收方法以及基板的回收方法（cn201010513266.8）”采用naoh或koh堿液作為浸漬液；而專利“從廢液晶顯示器中回收銦的方法（cn201310544686.6）”則采用硫酸浸漬結(jié)合超聲振蕩的方法。這些方法都采用強(qiáng)酸強(qiáng)堿液作為浸漬劑。強(qiáng)酸強(qiáng)堿液的使用對設(shè)備的腐蝕性很強(qiáng)，而且產(chǎn)生的酸、堿廢液還會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。鑒于霍爾元器件在現(xiàn)代信息社會(huì)扮演著越來越重要的角色，開發(fā)高效、環(huán)保的回收廢棄電子元器件金屬的技術(shù)，具有很好的社會(huì)效益和環(huán)境效益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決由于廢棄霍爾元器件不當(dāng)處理造成的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問題，提出了一種高效、綠色、環(huán)保的霍爾元器件金屬片中金屬銦、銀的富集回收方法。使得銦、銀得以高效回收，實(shí)現(xiàn)了霍爾元器件內(nèi)部金屬片的回收、再生和資源化處理。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的具體技術(shù)方案是：

一種從廢舊含銦霍爾元器件中回收銦、銀的方法，特點(diǎn)是：將廢舊含銦霍爾元器件的封裝材料熱解，再通過小杵研磨-篩揀得到廢舊含銦霍爾元器件內(nèi)部的金屬片，將這些金屬片富集，并經(jīng)真空冶金回收得到單質(zhì)銦、銀：具體包括：

（1）將廢棄霍爾元器件的封裝塑料熱解，提取內(nèi)部金屬片并富集；

（2）將步驟（1）中富集的大量金屬片放入耐高溫坩堝中，再把坩堝放入真空爐中；

（3）密封好真空爐后，啟動(dòng)真空系統(tǒng)抽氣，使真空加熱爐的壓強(qiáng)為7～10pa；

（4）啟動(dòng)真空加熱爐，把干鍋內(nèi)樣品加熱到950℃～1200℃，之后保持溫度不變，使物料中的含銦化合物充分分解，金屬銦、銀充分蒸發(fā)，保溫時(shí)間為1.0～2.0h；

（5）銦、銀金屬蒸氣在冷凝器上分別得到冷凝，回收得到單質(zhì)銦、銀。

所述步驟（1）中，熱解霍爾元器件封裝材料的溫度為400～600℃，保溫時(shí)間為60～80分鐘。

所述步驟（5）中，銀的冷凝溫度區(qū)間為550℃～900℃，銀的回收率達(dá)到95%以上，純度大于90%。銦的冷凝溫度區(qū)間為800℃~1100℃，銦的回收率達(dá)到85%，純度大于90%。

所述步驟（5）中，剩余的殘留物為銅-錫-銻合金，可用于制備其他金屬制品，具有二次利用價(jià)值。

本發(fā)明回收方法，使廢棄霍爾元器件內(nèi)金屬片中的銦、銀得到有效回收，既實(shí)現(xiàn)了貴重金屬的循環(huán)利用，也減少了廢棄霍爾元器件本身和傳統(tǒng)回收工藝對環(huán)境的污染。本發(fā)明具有低成本、高效、無污染等優(yōu)點(diǎn)；廢棄霍爾元器件中的各部分都得到了合理的資源化處置；比較酸浸法等傳統(tǒng)回收電子廢棄物中金屬的方法，本發(fā)明回收方法在節(jié)能減排和減少環(huán)境污染方面具有明顯優(yōu)勢。本發(fā)明對霍爾元器件進(jìn)行熱解處理，將內(nèi)部金屬片富集，再將含有銦、銀的金屬片進(jìn)行真空冶金回收。

本發(fā)明銦的回收率達(dá)到85%以上，純度達(dá)到90%以上；銀的回收率達(dá)到95%以上，純度大于90%。本發(fā)明回收過程中，廢棄霍爾元器件中的金屬片中的金屬都得到有效資源化回收。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的流程圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合以下具體實(shí)施例和附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的保護(hù)內(nèi)容不局限于以下實(shí)施例。在不背離發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的變化和優(yōu)點(diǎn)都被包括在本發(fā)明中，并且以所附的權(quán)利要求書為保護(hù)范圍。實(shí)施本發(fā)明的過程、條件、試劑、實(shí)驗(yàn)方法等，除以下專門提及的內(nèi)容之外，均為本領(lǐng)域的普遍知識(shí)和公知常識(shí)，本發(fā)明沒有特別限制內(nèi)容。

圖1為本發(fā)明流程圖。如圖1所示，首先熱解霍爾元器件的封裝材料，提取熱解后霍爾元器件內(nèi)部的金屬片并富集，富集的金屬片上即含有銦、銀；然后，將含有銦、銀成分的金屬片經(jīng)過真空蒸發(fā)-冷暖分離法進(jìn)行分離，在合適的操作參數(shù)下，得到金屬銦（純度?90%）和金屬銀（純度?90%）。

其中，“熱解霍爾元器件的封裝材料”是指將廢棄霍爾元器件置于熱解設(shè)備之中，加熱溫度為400～600℃，保溫時(shí)間為60～80分鐘。封裝材料經(jīng)小杵研磨-篩揀可以得到有效去除，裸露出內(nèi)部金屬片。

其中，“合適的操作參數(shù)”是指系統(tǒng)壓強(qiáng)7～10pa，加熱溫度950℃～1200℃，保溫時(shí)間1.0～2.0h。

實(shí)施例1

首先將廢棄霍爾元器件的封裝材料在400℃熱解80分鐘，通過小杵研磨-篩揀，去除元器件表面的封裝材料后，將內(nèi)部金屬片富集并放置于坩堝內(nèi)，再將坩堝放入真空爐中。密封好真空爐后運(yùn)行真空系統(tǒng)抽氣，使真空爐內(nèi)的壓強(qiáng)處于9～10pa之間。啟動(dòng)真空爐的加熱裝置，加熱坩堝，把坩堝內(nèi)的金屬片加熱到950℃。之后保持溫度不變，使金屬片中銦、銀充分蒸發(fā)，蒸發(fā)時(shí)間1小時(shí)。銦蒸氣先在冷凝器上冷凝，本實(shí)施例中銦蒸氣的冷凝溫度區(qū)間為800～900℃，銦的回收率為85.5%，純度為91.7%；銀蒸氣后在冷凝器上，本實(shí)施例中銀蒸氣的冷凝溫度區(qū)間為550～800℃，銀的回收率為96.6%，純度為92.3%。

本發(fā)明方法中，銦的冷凝溫度區(qū)間適用800～1100℃的溫度范圍，銀的冷凝溫度區(qū)間適用550～900℃的溫度范圍，在上述溫度范圍內(nèi)均可以實(shí)現(xiàn)單質(zhì)銦、單質(zhì)銀的回收。銦和銀分別冷凝在不同的溫度區(qū)間，回收提取互不影響。

實(shí)施例2

首先將廢棄霍爾元器件的封裝材料在500℃熱解70分鐘，通過小杵研磨-篩揀，去除元器件表面的封裝材料后，將內(nèi)部金屬片富集并放置于坩堝內(nèi)，再將坩堝放入真空爐中。密封好真空爐后運(yùn)行真空系統(tǒng)抽氣，使真空爐內(nèi)的壓強(qiáng)處于8～9pa之間。啟動(dòng)真空爐的加熱裝置，加熱坩堝，把坩堝內(nèi)的金屬片加熱到1100℃。之后保持溫度不變，使金屬片中銦、銀充分蒸發(fā)，蒸發(fā)時(shí)間1.5小時(shí)。銦蒸氣先在冷凝器上冷凝，本實(shí)施例中銦蒸氣的冷凝溫度區(qū)間為850～1000℃，銦的回收率為86.7%，純度為92.8%；銀蒸氣后在冷凝器上，本實(shí)施例中銀蒸氣的冷凝溫度區(qū)間為723～850℃，銀的回收率為98.6%，純度為95.7%。

實(shí)施例3

首先將廢棄霍爾元器件的封裝材料在600℃熱解60分鐘，通過小杵研磨-篩揀，去除元器件表面的封裝材料后，將內(nèi)部金屬片富集并放置于坩堝內(nèi)，再將坩堝放入真空爐中。密封好真空爐后運(yùn)行真空系統(tǒng)抽氣，使真空爐內(nèi)的壓強(qiáng)處于7～8pa之間。啟動(dòng)真空爐的加熱裝置，加熱坩堝，把坩堝內(nèi)的金屬片加熱到1200℃。之后保持溫度不變，使金屬片中銦、銀充分蒸發(fā)，蒸發(fā)時(shí)間2小時(shí)。銦蒸氣先在冷凝器上冷凝，本實(shí)施例中銦蒸氣的冷凝溫度區(qū)間為900～1100℃，銦的回收率為90.2%，純度為94.5%；銀蒸氣后在冷凝器上，本實(shí)施例中銀蒸氣的冷凝溫度區(qū)間為700～900℃，銀的回收率為100%，純度為99.6%。