專利名稱：廢舊印刷電路板混合金屬中鉍元素的真空蒸餾分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢舊印刷電路板混合金屬中鉍元素的真空蒸餾分離方法，是對廢舊印刷電路板進(jìn)行回收、再生和資源化的一種方法。屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域中的工業(yè)廢棄物處理、資源化領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電子信息業(yè)的高速發(fā)展，出現(xiàn)新型固體廢棄物—電子廢棄物包括各種廢舊電腦、通信設(shè)備、電視機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)以及單位淘汰的電子儀器儀表等。據(jù)專家估計(jì)，我國目前每年報(bào)廢的電冰箱、洗衣機(jī)、計(jì)算機(jī)、空調(diào)等電器約2800余萬臺，廢棄電子電器總量達(dá)100萬噸，而其中印刷電路板大約占總量的4％。
在印刷電路板中，金屬的含量高達(dá)40％左右，而自然界中的富礦金屬含量也不過3～5％。經(jīng)磁選后，主要是有色金屬，其中最多的是銅80％左右，此外還有1.0～5.5％鋁、0.5～1.0％錫、0.5～1.5％鋅、0.5～1.0％鉍、0.05～1.0％鉛、0.5～1.0％銻等。因此，“電子廢物”中蘊(yùn)含的金屬是天然礦藏的幾十倍甚至幾百倍。
目前廢舊印刷電路板資源化處理技術(shù)主要有濕法冶金、火法冶金、機(jī)械處理或幾種處理技術(shù)相結(jié)合。由于機(jī)械處理易實(shí)現(xiàn)工程化，并不會產(chǎn)生二次污染，這種方法倍受歡迎。中國發(fā)明專利《一種印刷電路板回收有價(jià)物質(zhì)的方法》(王文彬，專利號98105592.3)將廢舊印刷電路板依次經(jīng)過剪碎、粉碎、重?fù)?、粉化及在水槽中重力分選，實(shí)現(xiàn)金屬與非金屬材料的分離。中國發(fā)明專利《廢印刷電路板的粉碎分離回收工藝及其所用設(shè)備》(沈志剛等，專利號99102862.7)將廢舊印刷電路板依次經(jīng)過粗破、細(xì)破，然后通過振動篩分，然后采用氣流分選機(jī)，實(shí)現(xiàn)金屬與非金屬物質(zhì)的分離。以上方法雖然能夠?qū)崿F(xiàn)金屬與非金屬的分離，但分離的金屬是混合金屬，必須進(jìn)行混合金屬的分離提純，回收的金屬才能達(dá)到資源化。文獻(xiàn)《從印電路板廢料中回收金和銅的研究》(朱萍等，《稀有金屬》2002年第3期)介紹了采用濕法冶金技術(shù)回收印刷印電路板廢料中金屬元素。但存在的主要問題是化學(xué)藥劑消耗大，廢液的處理將造成二次污染，文獻(xiàn)《國內(nèi)外電子廢棄物現(xiàn)狀及其資源化技術(shù)》(魏金秀等，《東華大學(xué)學(xué)報(bào)》2005年第3期)介紹了采用電解法進(jìn)行混合金屬的分離。但是，在電解過程中產(chǎn)生氟化氫、一氧化碳、二氧化硫等有害氣體及廢電解液嚴(yán)重污染環(huán)境等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種廢舊印刷電路板混合金屬中鉍元素的真空蒸餾分離方法，將鉍與混合金屬分離，實(shí)現(xiàn)對廢舊印刷電路板中金屬鉍的回收、再生和資源化處理。
為實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明采用了真空蒸餾法，其原理是基于廢棄電路板中金屬元素各組分在不同的溫度和壓力下具有不同的蒸氣壓，在真空中通過蒸發(fā)與冷凝，可使金屬元素分別在不同溫度下相互分離，從而實(shí)現(xiàn)綜合利用和回收。
針對廢舊印刷電路板混合金屬中鉍元素的分離，本發(fā)明首先將經(jīng)破碎的廢舊電路板含鉍的混合金屬粉末在真空爐中進(jìn)行加熱，在壓力1×102～1Pa、溫度為600～800℃條件下進(jìn)行鉍蒸發(fā)，同時(shí)通過冷凝器進(jìn)行鉍蒸氣冷凝，由此將鉍從混合金屬中分離出來。具體包括以下步驟1、將經(jīng)分離破碎的廢舊電路板含鉍的混合金屬粉末為原料，放入石墨坩堝或采用高溫耐火材料打結(jié)的坩堝中，再把坩堝放入真空蒸餾爐中。
2、真空蒸餾爐密封后啟動真空系統(tǒng)抽氣，使真空爐的壓力為1×102～1Pa。
3、啟動真空蒸餾爐電源，把坩堝中混合金屬粉末加熱到600～800℃，然后保持溫度不變，使原料中鉍元素蒸發(fā)，蒸發(fā)時(shí)間為每公斤原料10～15分鐘；4、在鉍元素蒸發(fā)的同時(shí)，把真空蒸餾爐中的冷凝器加熱到540～560℃，進(jìn)行鉍蒸氣冷凝，并使冷凝的鉍液滴流入鉍液回收滴落槽中，由此將鉍從混合金屬中分離出來。
本發(fā)明的真空蒸餾方法簡單易行，具有成本低、高效、無污染等特點(diǎn)，蒸餾完畢的混合金屬可以繼續(xù)用于下一步具有針對性的提純分離。相比采用火燒和酸洗等方法回收廢舊線路板中有價(jià)金屬的方法，本發(fā)明在減少環(huán)境污染方面尤其具有優(yōu)勢。
具體實(shí)施例方式
以下通過具體的實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1首先將經(jīng)分離的破碎廢舊電路板含鉍混合金屬粉末5公斤原料放入坩堝中，再把坩堝放入真空蒸餾爐中。真空蒸餾爐密封后啟動真空系統(tǒng)抽氣，使真空爐的壓力為1×102Pa。啟動真空蒸餾爐中的熔煉加熱體加熱坩堝，把坩堝中混合金屬粉末加熱到800℃。然后保持溫度不變，使原料中鉍元素蒸發(fā)，蒸發(fā)時(shí)間為50分鐘。在鉍元素蒸發(fā)的同時(shí)，把真空蒸餾爐中的冷凝器加熱540℃，進(jìn)行鉍蒸氣冷凝，并使冷凝的鉍液滴流入鉍液回收滴落槽中。得到鉍40克。蒸餾完畢的混合金屬進(jìn)行下一步繼續(xù)提純分離。
實(shí)施例2首先將經(jīng)分離的破碎廢舊電路板含鉍混合金屬粉末5公斤原料放入坩堝中，再把坩堝放入真空蒸餾爐中。真空蒸餾爐密封后啟動真空系統(tǒng)抽氣，使真空爐的壓力為50Pa。啟動真空蒸餾爐中的熔煉加熱體加熱坩堝，把坩堝中混合金屬粉末加熱到700℃。然后保持溫度不變，使原料中鉍元素蒸發(fā)，蒸發(fā)時(shí)間為60分鐘。在鉍元素蒸發(fā)的同時(shí)，把真空蒸餾爐中的冷凝器加熱550℃，進(jìn)行鉍蒸氣冷凝，并使冷凝的鉍液滴流入鉍液回收滴落槽中，得到鉍38克。蒸餾完畢的混合金屬進(jìn)行下一步繼續(xù)提純分離。
實(shí)施例3首先將經(jīng)分離的破碎廢舊電路板含鉍混合金屬粉末原料5公斤放入坩堝中，再把坩堝放入真空蒸餾爐中。真空蒸餾爐密封后啟動真空系統(tǒng)抽氣，使真空爐的壓力為1Pa。啟動真空蒸餾爐中的熔煉加熱體加熱坩堝，把坩堝中混合金屬粉末加熱到600℃。然后保持溫度不變，使原料中鉍元素蒸發(fā)，蒸發(fā)時(shí)間為75分鐘。在鉍元素蒸發(fā)的同時(shí)，把真空蒸餾爐中的冷凝器加熱560℃，進(jìn)行鉍蒸氣冷凝，并使冷凝的鉍液滴流入鉍液回收滴落槽中，得到鉍27克。蒸餾完畢的混合金屬進(jìn)行下一步繼續(xù)提純分離。
權(quán)利要求
1.一種廢舊印刷電路板混合金屬中鉍元素的真空蒸餾分離方法，其特征在于包括以下步驟1)將經(jīng)分離破碎的廢舊電路板含鉍的混合金屬粉末為原料，放入石墨坩堝或采用高溫耐火材料打結(jié)的坩堝中，再把坩堝放入真空蒸餾爐中；2)真空蒸餾爐密封后啟動真空系統(tǒng)抽氣，使真空爐的壓力為1×102～1Pa；3)啟動真空蒸餾爐電源，把坩堝中混合金屬粉末加熱到600～800℃，然后保持溫度不變，使原料中的鉍元素蒸發(fā)，蒸發(fā)時(shí)間為每公斤原料10～15分鐘；4)在鉍元素蒸發(fā)的同時(shí)，把真空蒸餾爐中的冷凝器加熱到540～560℃，進(jìn)行鉍蒸氣冷凝，并使冷凝的鉍液滴流入鉍液回收滴落槽中，由此將鉍從混合金屬中分離出來。
全文摘要
一種廢舊印刷電路板混合金屬中鉍元素的真空蒸餾分離方法，首先將經(jīng)破碎的廢舊電路板含鉍的混合金屬粉末在真空爐中進(jìn)行加熱，在壓力1×10
文檔編號C22B30/00GK1760382SQ20051003098
公開日2006年4月19日 申請日期2005年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月3日
發(fā)明者許振明, 王永清 申請人:上海交通大學(xué)