一種從廢棄塑封ic分離出金屬并從中提金的資源化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從廢棄塑封IC分離出金屬并從中提金的資源化方法，本發(fā)明采取機(jī)械破碎將廢棄塑封IC粉碎；破碎所得的混合粉料進(jìn)行物理分選；獲得含樹脂硅微粉和以銅為主的金屬粉料；在雙氧水的氧化作用下通過(guò)硫酸溶解掉金屬粉中的絕大部分非金成分，進(jìn)一步用硝酸溶解其它非金組分，獲得富金殘?jiān)?；再利用混酸溶解富金殘?jiān)械慕穑@得含金溶液；對(duì)含金溶液進(jìn)行置換沉淀處理，獲得海綿狀金粉；最后提純海綿金粉獲得金錠；本發(fā)明具有原料來(lái)源廣泛、工藝流程清晰、工藝技術(shù)可靠、揮發(fā)性硝酸用量少、環(huán)境污染輕、資源綜合利用率高、投資靈活、容易量產(chǎn)等特點(diǎn)，為各類廢棄塑封IC卡板處理單位帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也將創(chuàng)造顯著的環(huán)境、社會(huì)效益。
【專利說(shuō)明】一種從廢棄塑封IC分離出金屬并從中提金的資源化方法
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于二次資源綜合利用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種從廢棄塑封IC分離出金屬并從中提金的資源化方法。

【背景技術(shù)】
[0003]IC (集成電路)廣泛應(yīng)用于電子電器與電子設(shè)備行業(yè)，是各類電子電器與電子設(shè)備的關(guān)鍵部件之一，尤其在電腦、電視、手機(jī)、收錄機(jī)、影蝶機(jī)等這些需量巨大的民用電子電器產(chǎn)品中被廣泛應(yīng)用。我國(guó)工業(yè)和信息化部發(fā)布了《集成電路產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，提出至IJ “十二五”末，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模將再翻一番以上。而在剛剛過(guò)去的“十一五”期間，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，產(chǎn)量和銷售收入分別從2005年的265.8億塊和702億元，提高到2010年的652.5億塊和1440億元，占全球集成電路市場(chǎng)比重從2005年的4.5%提高到2010年的8.6%。工信部預(yù)計(jì)到2015年，國(guó)內(nèi)集成電路市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)I萬(wàn)億元。為實(shí)現(xiàn)集成電路產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展，工信部提出，到“十二五”末，我國(guó)集成電路產(chǎn)量要超過(guò)1500億塊，銷售收入達(dá)3300億元，年均增長(zhǎng)18%，占世界集成電路市場(chǎng)份額的15%左右，滿足國(guó)內(nèi)近30%的市場(chǎng)需求。經(jīng)過(guò)大致估算，我國(guó)2005年大約生產(chǎn)了 IC卡板5萬(wàn)噸，2010年大約生產(chǎn)了 12萬(wàn)噸，全球2005年生產(chǎn)了 IC卡板100萬(wàn)噸，2010年生產(chǎn)了 140萬(wàn)噸，到“十二五”末，我國(guó)每年生產(chǎn)的IC卡板將達(dá)到28萬(wàn)噸，全球IC卡板的生產(chǎn)量將高達(dá)180萬(wàn)噸。IC卡板的生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)以及全球廢棄IC卡板的現(xiàn)實(shí)與潛在產(chǎn)出量都非常巨大。一方面在IC的生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的殘次品，另外，所有的IC都將隨著電子電器與電子設(shè)備的報(bào)廢而報(bào)廢，原則上，生產(chǎn)了多少噸1C，最終也將通過(guò)拆解產(chǎn)出多少噸廢棄1C。所以，對(duì)廢棄IC這類富含貴金屬金且具有高附加值的電子廢棄物開展有效地資源綜合回收利用，將為廢舊電子電器拆解處理單位帶來(lái)豐厚的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還將產(chǎn)生節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境等方面的巨大社會(huì)和生態(tài)效益。
[0004]現(xiàn)階段，對(duì)廢棄塑封IC這類廢棄物的回收方法主要包括:①火法直接熔煉法，雖然工藝簡(jiǎn)單、操作方便且金屬回收率高，但廢舊卡板中的高分子有機(jī)物在熔煉過(guò)程中因燃燒不充分而產(chǎn)生大量有害氣體，通常難以處理而直接排入空氣中產(chǎn)生嚴(yán)重的大氣污染，另外貴金屬金的提取比較復(fù)雜和困難，一般的投資者難以承受；②純粹的濕化學(xué)法，為了提取出廢舊卡板中的貴金屬金，主要利用濃硫酸、濃硝酸、氫氟酸、王水等強(qiáng)酸性介質(zhì)分解或者溶解廢舊卡板中的高分子樹脂、各種非金金屬及硅片，該法試劑耗量大、酸性廢氣產(chǎn)生量大、廢氣處理困難、大氣污染嚴(yán)重、生產(chǎn)過(guò)程中還產(chǎn)生大量廢水，處理不當(dāng)會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的水污染，該法資源浪費(fèi)與環(huán)境污染都很嚴(yán)重；③熱解脫膠濕法冶金法，通過(guò)熱解技術(shù)脫除廢棄塑封IC中的高分子組分，該法雖然有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但需要復(fù)雜的熱解尾氣處理設(shè)施，一般的投資者不愿意采用。本發(fā)明正是基于這樣的現(xiàn)實(shí)背景，提出并實(shí)踐了一種更容易為廣大廢舊電子電器拆解從業(yè)者接受的從廢棄塑封IC (集成電路)中分離出金屬并從中提金及其它成分的資源化方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為了資源化利用廢舊電子電器拆解過(guò)程中大量產(chǎn)出的富含貴金屬金的廢棄塑封IC (集成電路)以及各種集成電路廠家大量產(chǎn)生的塑封IC殘次品，解決現(xiàn)階段這類電子廢棄物的已有各種處理方法所面臨的種種不足，提供了一種適應(yīng)于廢舊電子電器拆解回收行業(yè)從業(yè)者利用廢棄塑封IC提取貴金屬金及其它多種有價(jià)成分的環(huán)境友好型且投資相對(duì)較少的資源化方法。
[0006]本發(fā)明提供的一種從廢棄塑封IC分離出金屬并從中提金的資源化方法包括以下步驟:
(1)對(duì)廢舊塑封IC進(jìn)行機(jī)械破碎處理；
(2)破碎所得的混合粉料進(jìn)行物理分選；
(3)物理分選所得的金屬粉料進(jìn)行硫酸溶解，并同時(shí)輔助以雙氧水作氧化劑；
(4)硫酸溶解所得的含金殘?jiān)M(jìn)行硝酸溶解處理；
(5)硝酸溶解所得的含金殘?jiān)M(jìn)行混酸溶解處理；
(6)混酸溶解所得的含金溶液進(jìn)行置換沉淀處理；
(7)置換沉淀所得的海綿金粉進(jìn)行濕法提純處理；
(8)濕法提純所得的海綿金粉進(jìn)行火法精煉處理，提純后的金澆鑄成金錠。
[0007]上述步驟(I)中，機(jī)械破碎包括擠壓破碎、沖擊破碎、研磨破碎、劈裂破碎或彎曲破碎；破碎機(jī)械包括顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、旋回式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)、沖擊式破碎機(jī)、剪切式破碎機(jī)、球磨機(jī)中的單一設(shè)備或其組合；將廢棄塑封IC變成粉末狀，粒度范圍根據(jù)物料性質(zhì)進(jìn)行調(diào)整。
[0008]上述步驟(2)中，物理分選包括風(fēng)選、浮洗、電選中單一分選或其組合；實(shí)現(xiàn)廢舊塑封IC中無(wú)機(jī)組分與金屬組分之間的分離，分別獲得含樹脂硅微粉和以銅為主的金屬粉料。
[0009]上述步驟(3)中，按照金屬粉料與硫酸重量比1:1.5，金屬粉料與雙氧水重量比1:1.5 ;將金屬粉料進(jìn)行硫酸溶解,溶解過(guò)程中加入雙氧水作氧化劑,金屬中的銅等絕大多數(shù)金屬均將以硫酸鹽的形式進(jìn)入溶液，只余下少量富含金及其它不溶雜質(zhì)的殘?jiān)?jīng)澄清過(guò)濾處理后，分別獲得硫酸鹽溶液與含金殘?jiān)涣蛩崛芙庾鳂I(yè)要求在耐酸反應(yīng)器中進(jìn)行。
[0010]上述步驟(4)中，硫酸溶解所得的含金殘?jiān)M(jìn)行硝酸溶解，繼續(xù)去掉殘?jiān)械慕饘巽~等非金雜質(zhì)，經(jīng)澄清過(guò)濾處理后，分別獲得硝酸鹽溶液與含金殘?jiān)?；硝酸溶解作業(yè)要求在耐酸反應(yīng)器中進(jìn)行，該反應(yīng)器還須配備有氮氧化物等酸性氣體的吸收處理裝置。
[0011]上述步驟(5)中，硝酸溶解所得的含金殘?jiān)M(jìn)行混酸溶解，并經(jīng)澄清過(guò)濾處理，分別獲得含金溶液及除金殘?jiān)凰龅幕焖崾窍跛崤c鹽酸混合配制，硝酸與鹽酸的重量比為3:1 ;混酸溶解作業(yè)要求在耐酸反應(yīng)器中進(jìn)行，該反應(yīng)器還須配備有氮氧化物等酸性氣體的吸收處理裝置。
[0012]上述步驟(6 )中，所得含金溶液進(jìn)行置換沉淀處理，溶液中的金以海綿狀金粉形態(tài)析出，經(jīng)過(guò)澄清過(guò)濾處理，分別獲得海綿金粉與相應(yīng)鹽溶液；置換沉淀作業(yè)要求在耐酸反應(yīng)器中進(jìn)行，該反應(yīng)器還須配備有氮氧化物等酸性氣體的吸收處理裝置。
[0013]上述步驟(7)中，置換沉淀所得的海綿金粉進(jìn)行濕法提純處理，經(jīng)澄清過(guò)濾后，分別獲得純度更高的海綿金粉及鹽溶液；濕法提純作業(yè)要求在耐酸反應(yīng)器中進(jìn)行，該反應(yīng)器還須配備有氮氧化物等酸性氣體的吸收處理裝置。
[0014]上述步驟(8)中，濕法提純所得的海綿金粉進(jìn)行火法精煉，精煉時(shí)加入造渣劑，提純后的金澆鑄成金錠；火法精煉作業(yè)要求在高溫熔金爐中進(jìn)行，所述的造渣劑為硼酸鈉鹽。
[0015]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明提供了一種利用廢棄塑封IC (集成電路)提金及其它有價(jià)成分的資源化方法，適合于各類廢棄電子電器拆解回收處理企業(yè)選用，其最大特點(diǎn)是融合物理分離與濕法分離技術(shù)，相對(duì)于目前已有的廢棄IC卡板回收方法具有顯著優(yōu)勢(shì):金屬的物理分離作業(yè)投資成本低，安全快捷；在雙氧水的氧化作用下利用硫酸溶解各種非金金屬相對(duì)于金屬物料的高溫焙燒氧化來(lái)得更加簡(jiǎn)單直接，無(wú)須高溫焙燒氧化設(shè)備，且同樣起到了大大減輕后續(xù)濕法分離過(guò)程中揮發(fā)性硝酸的用量的作用，大大減少了氮氧化物等酸性廢氣的產(chǎn)出量；生產(chǎn)過(guò)程環(huán)境污染輕；投資小產(chǎn)出高，貴金屬金等資源的綜合回收率較高。該方法的提出將促進(jìn)廢棄塑封IC的回收利用朝環(huán)境友好型資源化方向健康發(fā)展，也將對(duì)整個(gè)廢舊電子電器的綜合利用與環(huán)保處理產(chǎn)生一定的正面示范效應(yīng)。本發(fā)明處理原料針對(duì)性強(qiáng)，所解決問(wèn)題具體明確，在電子廢棄物綜合利用行業(yè)推廣應(yīng)用后必將產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境與社會(huì)綜合效益。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明方法的具體工藝流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例一
1.稱取500g廢舊塑封IC (A類)，利用錘式破碎機(jī)，錘擊破碎方式將廢舊塑封IC機(jī)械破碎成混合粉料，混合粉料粒度100目及以上。
[0018]2.對(duì)混合粉料風(fēng)選，并進(jìn)行攪拌水洗分離，烘干后分別得到0.09公斤金屬粉料與
0.40公斤含樹脂硅微粉。
[0019]3.按照金屬粉料與硫酸重量比1: 1.5，金屬粉料與雙氧水重量比1:1.5 ;對(duì)金屬粉料進(jìn)行硫酸溶解，并加入雙氧水作氧化劑，待溶解結(jié)束后，經(jīng)過(guò)澄清過(guò)濾，分別得到以硫酸銅為主的溶液以及富集有金的殘?jiān)?，?duì)富集有金的殘?jiān)M(jìn)行洗滌與烘干處理，殘?jiān)亓繛?1克。
[0020]4.對(duì)富集有金的殘?jiān)M(jìn)行硝酸溶解，反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)澄清過(guò)濾，分別得到以硝酸銅為主的溶液以及富集有金的殘?jiān)?，?duì)殘?jiān)M(jìn)行洗滌與烘干處理，殘?jiān)亓繛?5克。
[0021]5.對(duì)15克殘?jiān)M(jìn)行混酸溶解，反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)澄清過(guò)濾，分別得到溶金溶液及殘?jiān)?，?duì)殘?jiān)M(jìn)行洗滌與烘干處理，殘?jiān)亓繛?2克。
[0022]6.對(duì)含金溶液進(jìn)行置換沉淀，反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)澄清過(guò)濾，分別得到去金后的溶液與海綿狀金粉。
[0023]7.對(duì)海綿狀金粉進(jìn)行濕法提純處理，反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)澄清過(guò)濾，分別得到含鹽溶液與提純后的海綿金粉。
[0024]8.濕法提純所得的海綿金粉進(jìn)行火法精煉，精煉時(shí)加入硼酸鈉鹽造渣劑，獲得金粒2.5克。
[0025]實(shí)施例二
1.稱取500g廢舊塑封IC (B類)，利用顎式破碎機(jī)和球磨機(jī)；擠壓破碎、沖擊破碎和研磨破碎的方式將物料破碎成混合粉料，混合粉料粒度100目及以上。
[0026]2.對(duì)混合粉料浮洗，進(jìn)行攪拌水洗分離，烘干后分別得到0.10公斤金屬粉料與
0.39公斤含樹脂硅微粉。
[0027]3.按照金屬粉料與硫酸重量比1: 1.5，金屬粉料與雙氧水重量比1:1.5 ;對(duì)金屬粉料進(jìn)行硫酸溶解，并加入雙氧水作氧化劑，待溶解結(jié)束后，經(jīng)過(guò)澄清過(guò)濾，分別得到以硫酸銅為主的溶液以及富集有金的殘?jiān)瑢?duì)富集有金的殘?jiān)M(jìn)行洗滌與烘干處理，殘?jiān)亓繛?4克。
[0028]4.對(duì)富集有金的殘?jiān)M(jìn)行硝酸溶解，反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)澄清過(guò)濾，分別得到以硝酸銅為主的溶液以及富集有金的殘?jiān)?，?duì)殘?jiān)M(jìn)行洗滌與烘干處理，殘?jiān)亓繛?7.5克。
[0029]5.對(duì)17.5克殘?jiān)M(jìn)行混酸溶解，反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)澄清過(guò)濾，分別得到溶金溶液及殘?jiān)?，?duì)殘?jiān)M(jìn)行洗滌與烘干處理，殘?jiān)亓繛?5克。
[0030]6.對(duì)含金溶液進(jìn)行置換沉淀，反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)澄清過(guò)濾，分別得到去金后的溶液與海綿狀金粉。
[0031]7.對(duì)海綿狀金粉進(jìn)行濕法提純處理，反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)澄清過(guò)濾，分別得到含鹽溶液與提純后的海綿金粉。
[0032]8.濕法提純所得的海綿金粉進(jìn)行火法精煉，精煉時(shí)加入硼酸鈉鹽造渣劑，獲得金粒1.5克。
【權(quán)利要求】
1.一種從廢棄塑封IC分離出金屬并從中提金的資源化方法，其特征在于包括以下步驟: (1)對(duì)廢舊塑封IC進(jìn)行機(jī)械破碎處理； (2)破碎所得的混合粉料進(jìn)行物理分選； (3)物理分選所得的金屬粉料進(jìn)行硫酸溶解，并同時(shí)輔助以雙氧水作氧化劑； (4)硫酸溶解所得的含金殘?jiān)M(jìn)行硝酸溶解處理； (5)硝酸溶解所得的含金殘?jiān)龠M(jìn)行混酸溶解處理； (6)混酸溶解所得的含金溶液進(jìn)行置換沉淀處理； (7)置換沉淀所得的海綿金粉進(jìn)行濕法提純處理； (8)濕法提純所得的海綿金粉進(jìn)行火法精煉處理，提純后的金澆鑄成金錠。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:上述步驟(I)中，機(jī)械破碎包括擠壓破碎、沖擊破碎、研磨破碎、錘擊破碎、劈裂破碎或彎曲破碎；破碎機(jī)械包括顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、旋回式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)、沖擊式破碎機(jī)、剪切式破碎機(jī)、球磨機(jī)中的單一設(shè)備或其組合；將廢棄塑封IC變成粉末狀。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:上述步驟(2)中，物理分選包括風(fēng)選、浮洗、電選中單一分選或其組合分選；實(shí)現(xiàn)廢舊塑封IC中無(wú)機(jī)組分與金屬組分之間的分離，分別獲得含樹脂硅微粉和以銅為主的金屬粉料。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:上述步驟(3)中，按照金屬粉料與硫酸重量比1:1.5，金屬粉料與雙氧水重量比1:1.5 ;將金屬粉料進(jìn)行硫酸溶解，溶解過(guò)程中加入雙氧水作氧化劑，金屬中的銅等絕大多數(shù)金屬均將以硫酸鹽的形式進(jìn)入溶液，只余下少量富含金及其它不溶雜質(zhì)的殘?jiān)?jīng)澄清過(guò)濾處理后，分別獲得硫酸鹽溶液與含金殘?jiān)?；硫酸溶解作業(yè)要求在耐酸反應(yīng)器中進(jìn)行。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:上述步驟(4)中，硫酸溶解所得的含金殘?jiān)M(jìn)行硝酸溶解，繼續(xù)去掉殘?jiān)械慕饘巽~等非金雜質(zhì)，經(jīng)澄清過(guò)濾處理后，分別獲得硝酸鹽溶液與含金殘?jiān)幌跛崛芙庾鳂I(yè)要求在耐酸反應(yīng)器中進(jìn)行，該反應(yīng)器還須配備有氮氧化物等酸性氣體的吸收處理裝置。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:上述步驟(5)中，硝酸溶解所得的含金殘?jiān)龠M(jìn)行混酸溶解，并經(jīng)澄清過(guò)濾處理，分別獲得含金溶液及除金殘?jiān)?；所述的混酸是硝酸與鹽酸混合配制，硝酸與鹽酸的重量比為3:1 ;混酸溶解作業(yè)要求在耐酸反應(yīng)器中進(jìn)行，該反應(yīng)器還須配備有氮氧化物等酸性氣體的吸收處理裝置。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:上述步驟(6)中，所得含金溶液進(jìn)行置換沉淀處理，溶液中的金以海綿狀金粉形態(tài)析出，經(jīng)過(guò)澄清過(guò)濾處理，分別獲得海綿金粉與相應(yīng)鹽溶液；置換沉淀作業(yè)要求在耐酸反應(yīng)器中進(jìn)行，該反應(yīng)器還須配備有氮氧化物等酸性氣體的吸收處理裝置。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:上述步驟(7)中，置換沉淀所得的海綿金粉進(jìn)行濕法提純處理，經(jīng)澄清過(guò)濾后，分別獲得純度更高的海綿金粉及鹽溶液；濕法提純作業(yè)要求在耐酸反應(yīng)器中進(jìn)行，該反應(yīng)器還須配備有氮氧化物等酸性氣體的吸收處理裝置。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:上述步驟(8)中，濕法提純所得的海綿金粉進(jìn)行火法精煉，精煉時(shí)加入造渣劑，提純后的金澆鑄成金錠；火法精煉作業(yè)要求在高溫熔金爐中進(jìn)行；所述的造渣劑是硼酸鈉鹽。
【文檔編號(hào)】C22B11/00GK104451153SQ201410637406
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】鐘勝 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)