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成都廢舊物資回收,電子廢棄物中貴金屬回收的工藝流程

電子廢棄物中貴金屬回收, 其工藝可分為前處理及後續處理2個階段。 前處理指機械處理方法;後續處理包括火法冶金、濕法冶金和生物方法等。

電子廢棄物中貴金屬回收的前處理

基本原理

電子廢棄物中貴金屬回收的前處理主要指機械處理方法。 機械處理方法是根據材料間物理性質的差異, 包括密度、導電性、磁性、表面特性等進行分選的手段, 包括拆解、破碎、分選等處理過程。 機械處理可以使電子廢棄物中的有價物質充分富集, 減少了後續處理的難度。 與後續處理相比污染小、成本低, 但不能得到純度較高的貴金屬。

電子廢棄物的拆解

拆解的目的通常有2點:①拆除有價值的元器件或附屬設備, 經檢驗合格後重新使用;②拆除含有有害物質的元器件或附屬設備, 進行單獨處理。 傳統的拆解操作一般手工完成, 在可能的情況下使用機械設備輔助。 近年來, 電子廢棄物的機械及自動拆解技術是拆解研究發展的熱點。

電子廢棄物的破碎

破碎是指通過人力或機械等外力作用, 破壞物體內部的凝聚力和分子間作用力而使物體破裂變碎的過程。 破碎是將待回收物質從電子廢棄物中解離出來的關鍵步驟, 而單體的充分解離是實現高效機械分選的前提。 因此, 根據電子廢棄物中不同物料的物理特性選擇有效的破碎設備, 並根據所採用的分選方法選擇物料的破碎程度, 不僅可以提高破碎效率, 減少能源消耗, 還能為不同物料的有效分選提供前提和保證。

目前用於電子廢棄物機械破碎的設備主要包括錘式破碎機、剪切破碎機、旋轉式破碎機和錘磨式破碎機等。

電子廢棄物的分選

分選是指按照不同的物理或物理化學性質差異(如顆粒形狀、密度等), 將電子廢棄物破碎產品中不同組分進行分離的過程, 通常分為幹法分選和濕法分選2種。

幹法分選包括幹式篩分、氣力搖床或氣力渦流分離、磁選、靜電分選及渦電流分選等;濕法分選主要包括水利渦流分選、浮選、水利搖床等。 幹法分選成本低、無污染, 但目前只能處理粗顆粒, 對細顆粒的分選效率較低。 濕法分選回收率高, 對細微顆粒的分選效率優於幹法分選, 但成本較高, 易產生二次污染。

處理工藝

德國某公司在20世紀70年代就應用物理分離方法對軍隊的電子垃圾進行簡單處理。 該公司採用破碎、重選、磁選、渦流分離的方法使廢電路板中90%的鐵(Fe)、鋁(Al)及貴重金屬得以回收[7]。

20世紀70年代末美國礦產局(USBM)也採用了磁選、氣流分選、電分選和渦電流分選等冶金和礦物加工技術處理軍用電子廢棄物, 但由於費用較高, 沒有獲得進一步的商業發展。 1984年美國成立專門機構回收廢舊電腦、電子通訊器材等廢棄物, 然後送到專門的生產廠家, 從中提取貴金屬。 在美國政府的資助下, Adherent Technologies公司開發了三段回收技術, 電子廢棄物經過簡單的預處理, 破碎回收鐵磁性物質後, 進入三段反應器, 在回收貴金屬的同時還處理利用了有機物, 該工藝已經實現工業化。

我國廣東某公司引進德國成套設備和技術, 建立了從電子廢棄物中提取貴金屬的生產線。 其處理工藝為:拆卸後的電子廢棄物經過粉碎、研磨、重力分選幾道工序,

廢舊電腦、電纜便被分解成銅粒、玻璃纖維粉末、塑膠粉末。 這些粉末進一步通過重力搖床分選後, 銅(Cu), 錫(Sn), Pd等金屬便可分離出來。 據該公司人員介紹, 公司每處理1t電子垃圾可以贏利500~600元人民幣[8]。 上海科技重大專案“電子廢棄物回收利用成套技術研究”已正式啟動, 攻關目標率先瞄準舊電視和舊電腦。 目前一條每年可拆解10萬台舊電視、舊電腦的成套技術生產線已於2006年初投產。

電子廢棄物中貴金屬回收的後續處理

電子廢棄物經過後續處理, 可得到純度較高的貴金屬, 但容易造成二次污染。 後續處理包括火法冶金、濕法冶金和生物方法等。

火法冶金

基本原理和特點

火法冶金的基本原理是利用冶金爐高溫加熱剝離非金屬物質,使貴金屬熔融于其它金屬熔煉物料或熔鹽中,再加以分離。非金屬物質主要是印刷電路板材料等,一般呈浮渣物分離去除,而貴金屬與其它金屬呈合金態流出,再精煉或電解處理。火法冶金主要有焚燒熔出工藝、高溫氧化熔煉工藝、浮渣技術、電弧爐燒結工藝等。

該方法具有工藝簡單和回收率高的特點,可以處理所有形式的電子廢棄物,回收的主要貴金屬是Au,Ag,Pd等。但容易產生二次污染,如焚燒排放出大量有害氣體,浮渣產生固體廢棄物等;同時火法冶金能耗大,處理設備昂貴。

處理工藝

美國Florida大學與Savannah River技術中心(SRTC)的科學家開發出微波回收法,其過程是將破碎後的電路板放在一個內壁襯有耐火材料的微波爐中加熱,使有機物氣化與金屬分離,再將金屬熔化回收。日本的TAKAZAWAYOICHI等在其專利中提到一種防止金屬氧化的焙燒流程,從電路板中回收貴金屬。

中科院等離子體所於2004年初研製成功了我國第一台等離子體高溫熱解裝置,該熱解裝置主要包括等離子體反應釜系統、廢物饋入系統、電極驅動及冷卻密封系統、熔融金屬及玻璃體排出高溫熱閥。通過150kW的高效電弧在等離子體高溫無氧狀態下,將電子廢棄物在爐內分解成氣體、玻璃體和金屬等3種物質,然後從各自的排放通道有效分離。排出的玻璃體可以用作建築材料,金屬可以回收使用,而且沒有危害。此熱解爐每天可以處理500kg廢棄電路板。

濕法冶金

基本原理和特點

濕法冶金是貴金屬回收利用研究中應用最早的方法,使於20世紀60年代末,其基本原理是利用破碎後的貴金屬顆粒能在酸性或鹼性條件下浸出的特點,經過浸出液的溶劑萃取、沉澱、置換、離子交換、電解等過程,將其從電子廢物中分離並從液相中予以回收。

該方法可獲得高品位及高回收率的Au,Ag等貴金屬,對Cu,Zn等有色金屬的回收效果也很好,而且處理費用低。但存在以下問題:①不能直接處理複雜的電子廢棄物;②貴金屬的浸出劑只能作用在暴露的金屬表面,當金屬被覆蓋或被包裹在陶瓷中時回收效率低;③浸出液及殘渣具有腐蝕性和毒性,容易造成更為嚴重的二次污染;

3處理工藝

英國的Johnson Mattey電子有限公司從20世紀70年代末開始研究利用濕法冶金工藝從印刷線路板上回收貴金屬,提出了初步的回收工藝,即:電子廢棄物-手工拆解-破碎-篩分-分選-金屬富集體深加工-濕法冶金[11]。20世紀80年代,SUM等[12]推薦的浸出-電解法提取貴金屬技術是一項典型的成熟工藝,在實際生產中應用較廣。GLOEK等[13]於20世紀90年代初研究推出了硝酸-鹽酸/氯氣聯合浸取工藝,經過不斷完善最終應用於實際生產。1996年巴西聖保羅大學的學者在前人研究的基礎上推出一項浸取工藝,該工藝針對影響貴金屬浸取的其它有色金屬採用有效的物理方法-重力分選、磁選和靜電分選將它們有效分離,使後面的浸取工藝簡化,浸取率提高。其他國家如俄羅斯、日本、澳大利亞等也進行了這方面的研究並將研究成果推至工業生產。

生物方法

基本原理和特點

生物方法從20世紀80年代開始研究,實際上是利用細菌或真菌浸取貴金屬,目前還未應用到實際生產中。其基本原理是利用微生物細胞及其代謝產物,通過物理、化學作用(包括絡合、沉澱、氧化還原、離子交換等)吸附貴金屬。

該方法技術簡單,費用低,操作方便,主要缺陷是浸取時間長,浸取率低,但代表著未來的技術發展方向。

處理工藝

國外有學者採用生物浸出方法從電子廢物中回收貴金屬,試驗採用的培養基為硫桿菌、氧化鐵硫桿菌、黑麯黴、青麯黴。

1998年地質礦產部礦業生物工程研究中心的熊英等[18]進行了生物製劑浸Au性能的研究。他們選用富含蛋白質的食品工業下腳料,經水解改性以後,製備成生物浸Au製劑。結果表明,在選擇的條件下,生物浸Au製劑對氧化型金礦石Au的浸出率大於95%。

成都巨集富再生資源回收有限公司是西南地區規模最大、實力最強的專業廢品回收及銷售公司。公司長期高價回收個人、單位、廠家、商家閒置、報廢設備,庫存、積壓物資,各種廢舊物資等。公司憑藉雄厚的經濟實力、以誠信的理念、熱情周到的服務及良好的商業信譽贏得客戶的信賴。

火法冶金的基本原理是利用冶金爐高溫加熱剝離非金屬物質,使貴金屬熔融于其它金屬熔煉物料或熔鹽中,再加以分離。非金屬物質主要是印刷電路板材料等,一般呈浮渣物分離去除,而貴金屬與其它金屬呈合金態流出,再精煉或電解處理。火法冶金主要有焚燒熔出工藝、高溫氧化熔煉工藝、浮渣技術、電弧爐燒結工藝等。

該方法具有工藝簡單和回收率高的特點,可以處理所有形式的電子廢棄物,回收的主要貴金屬是Au,Ag,Pd等。但容易產生二次污染,如焚燒排放出大量有害氣體,浮渣產生固體廢棄物等;同時火法冶金能耗大,處理設備昂貴。

處理工藝

美國Florida大學與Savannah River技術中心(SRTC)的科學家開發出微波回收法,其過程是將破碎後的電路板放在一個內壁襯有耐火材料的微波爐中加熱,使有機物氣化與金屬分離,再將金屬熔化回收。日本的TAKAZAWAYOICHI等在其專利中提到一種防止金屬氧化的焙燒流程,從電路板中回收貴金屬。

中科院等離子體所於2004年初研製成功了我國第一台等離子體高溫熱解裝置,該熱解裝置主要包括等離子體反應釜系統、廢物饋入系統、電極驅動及冷卻密封系統、熔融金屬及玻璃體排出高溫熱閥。通過150kW的高效電弧在等離子體高溫無氧狀態下,將電子廢棄物在爐內分解成氣體、玻璃體和金屬等3種物質,然後從各自的排放通道有效分離。排出的玻璃體可以用作建築材料,金屬可以回收使用,而且沒有危害。此熱解爐每天可以處理500kg廢棄電路板。

濕法冶金

基本原理和特點

濕法冶金是貴金屬回收利用研究中應用最早的方法,使於20世紀60年代末,其基本原理是利用破碎後的貴金屬顆粒能在酸性或鹼性條件下浸出的特點,經過浸出液的溶劑萃取、沉澱、置換、離子交換、電解等過程,將其從電子廢物中分離並從液相中予以回收。

該方法可獲得高品位及高回收率的Au,Ag等貴金屬,對Cu,Zn等有色金屬的回收效果也很好,而且處理費用低。但存在以下問題:①不能直接處理複雜的電子廢棄物;②貴金屬的浸出劑只能作用在暴露的金屬表面,當金屬被覆蓋或被包裹在陶瓷中時回收效率低;③浸出液及殘渣具有腐蝕性和毒性,容易造成更為嚴重的二次污染;

3處理工藝

英國的Johnson Mattey電子有限公司從20世紀70年代末開始研究利用濕法冶金工藝從印刷線路板上回收貴金屬,提出了初步的回收工藝,即:電子廢棄物-手工拆解-破碎-篩分-分選-金屬富集體深加工-濕法冶金[11]。20世紀80年代,SUM等[12]推薦的浸出-電解法提取貴金屬技術是一項典型的成熟工藝,在實際生產中應用較廣。GLOEK等[13]於20世紀90年代初研究推出了硝酸-鹽酸/氯氣聯合浸取工藝,經過不斷完善最終應用於實際生產。1996年巴西聖保羅大學的學者在前人研究的基礎上推出一項浸取工藝,該工藝針對影響貴金屬浸取的其它有色金屬採用有效的物理方法-重力分選、磁選和靜電分選將它們有效分離,使後面的浸取工藝簡化,浸取率提高。其他國家如俄羅斯、日本、澳大利亞等也進行了這方面的研究並將研究成果推至工業生產。

生物方法

基本原理和特點

生物方法從20世紀80年代開始研究,實際上是利用細菌或真菌浸取貴金屬,目前還未應用到實際生產中。其基本原理是利用微生物細胞及其代謝產物,通過物理、化學作用(包括絡合、沉澱、氧化還原、離子交換等)吸附貴金屬。

該方法技術簡單,費用低,操作方便,主要缺陷是浸取時間長,浸取率低,但代表著未來的技術發展方向。

處理工藝

國外有學者採用生物浸出方法從電子廢物中回收貴金屬,試驗採用的培養基為硫桿菌、氧化鐵硫桿菌、黑麯黴、青麯黴。

1998年地質礦產部礦業生物工程研究中心的熊英等[18]進行了生物製劑浸Au性能的研究。他們選用富含蛋白質的食品工業下腳料,經水解改性以後,製備成生物浸Au製劑。結果表明,在選擇的條件下,生物浸Au製劑對氧化型金礦石Au的浸出率大於95%。

成都巨集富再生資源回收有限公司是西南地區規模最大、實力最強的專業廢品回收及銷售公司。公司長期高價回收個人、單位、廠家、商家閒置、報廢設備,庫存、積壓物資,各種廢舊物資等。公司憑藉雄厚的經濟實力、以誠信的理念、熱情周到的服務及良好的商業信譽贏得客戶的信賴。

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