本發(fā)明屬于資源回收及循環(huán)利用領(lǐng)域，尤其涉及一種廢舊手機中有價金屬的提取方法。

背景技術(shù)：

隨著手機行業(yè)的快速發(fā)展，手機出貨量激增，2014年我國手機出貨量已經(jīng)超過10億部；另一方面，手機用戶覆蓋面廣，截至2015年10月，全國電話用戶15.37億戶，移動電話用戶規(guī)模13.04億戶，幾乎覆蓋全國所有人口；且約50％手機用戶換機時間為18個月，20％的用戶1年之內(nèi)必須換手機。手機用戶多、手機更新?lián)Q代快及手機用戶換機速度快，大量廢舊手機的出現(xiàn)成為了必然。工業(yè)與信息化部的數(shù)據(jù)顯示，2014年我國銷售4.25億部手機，約4億部手機被淘汰，大量的傳統(tǒng)功能手機及早期智能手機進入環(huán)保報廢行列。

廢舊手機中含有鉛、鉻、汞等有毒有害物質(zhì)，隨意拋棄將會嚴重污染土壤和地下水，對人類的身體健康構(gòu)成巨大的威脅；還有含多溴聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯醚等含溴阻燃劑，具有致癌、致畸、致突變的危害，如若處置不當，不僅浪費資源，而且造成嚴重的環(huán)境污染問題。同時，廢舊手機中金、銀、鉑、鈀、銅等金屬資源，金屬含量約占為40％，金80～800g/t，銀887～3666g/t，銅8.7％～26.72％，其金、銀等貴金屬含量遠高于高質(zhì)量的金精礦。按每年淘汰4億部手機，每部手機100g(去除電池)計，則每年可從廢舊手機提取黃金3.2～32t，銀35～144t，銅3480～10688t，經(jīng)濟價值幾十億元甚至上百億元。

目前，人們通常采用濕法浸出方法和火法熔煉方法提取廢舊手機中的有價金屬。濕法浸出方法通常經(jīng)過人工拆除電池、外殼及其它部件等手段得到電子線路板，然后將手機線路板直接浸出；或?qū)⑹謾C線路板破碎后進行濕法浸出；或?qū)⑹謾C線路板破碎及分選去除部分塑料后進行濕法浸出，如中國專利CN103409631A和中國專利CN105154678A；或?qū)⑹謾C線路板破碎后進行焙燒然后再進行濕法浸出，如中國專利CN104372176A。依據(jù)所用浸出劑，濕法浸出方法可分為強酸分步浸出、絡(luò)合浸出方法等。強酸浸出主要是采用硝酸、鹽酸、王水或其它強酸浸出處理廢手機主板，使其中Cu、Au、Ag等金屬溶解進入液相，而與其他物料分離，然后從液相中分離回收。絡(luò)合浸出方法主要是采用絡(luò)合劑選擇性浸出廢手機主板中的Au、Ag等一種或少數(shù)幾種貴金屬。

濕法浸出方法具有工藝流程短、生產(chǎn)設(shè)備簡單、投資少等優(yōu)點，但是其僅針對手機線路板中的金屬加以回收，且僅回收Cu、Au、Ag等一種或少數(shù)幾種有價金屬，手機屏幕或其它部件中的金屬則被丟棄，因而其它回收效率低，綜合回收效果差；回收過程未對手機中的有毒有害成份如多溴聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯醚等進行合理處置，且過程還會產(chǎn)生大量廢酸、廢氣，對環(huán)境造成嚴重的二次污染，環(huán)境污染風險更加難以控制。

廢舊手機的火法回收工藝主要集中在含量大或者價值高的銅、錫、鉛、鋅、金、銀的回收，具體是將其與其它電子產(chǎn)品、廢舊線路板、廢電線/電纜等的破碎料混合在一起入爐熔煉，熔煉過程中需同時加入含CaO和SiO₂的物料的造渣劑，如中國專利CN105349787A。這種將廢舊手機與其它電子廢料搭配處理的方法，使得入爐熔煉的原料組成成分復(fù)雜化，且金、銀、稀土(Re₂O₃)等稀貴金屬含量被稀釋而降低，而鋁含量又被顯著提高。這不僅不利于金、銀、稀土(Re₂O₃)等回收，而且熔煉過程需要添加大量的造渣劑，又增加了爐渣帶走的金屬損失和能量消耗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服以上背景技術(shù)中提到的不足和缺陷，提供一種工藝操作簡單、能耗和成本低、經(jīng)濟環(huán)境效益好的從廢舊手機中回收有價金屬的方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種從廢舊手機中回收有價金屬的方法，包括以下步驟：

(1)將去除電池后的廢舊手機物料破碎；

(2)將破碎后的物料混合均勻，然后投入到熔煉爐進行高溫熔煉，控制熔煉溫度為1200℃-1450℃，熔煉時間大于10min，高溫熔煉過程中向爐內(nèi)添加氧化劑，熔煉產(chǎn)出Cu合金和CaO-FeO-SiO₂-Al₂O₃-Na₂O-K₂O-Re₂O₃七元系爐渣；

所述爐渣中以質(zhì)量計，CaO/SiO₂＝0.15-1.10，F(xiàn)e/SiO₂≤1.5，Al₂O₃含量≤15.0％，Na₂O-K₂O-Re₂O₃三元爐渣總含量≥3.0％；基于最新的研究成果，本發(fā)明通過控制入爐物料中手機屏幕、手機線路板及含CaO物料的比例使爐渣組成在合理范圍內(nèi)，實現(xiàn)CaO-FeO-SiO₂-Al₂O₃-Na₂O-K₂O-Re₂O₃七元渣型冶煉新工藝，利用手機屏幕中的Na₂O、K₂O、Re₂O₃三種氧化物顯著降低傳統(tǒng)CaO-FeO-SiO₂-Al₂O₃四元渣型的熔化溫度及粘度等性質(zhì)，可有效降低熔煉溫度，顯著降低能耗、提高工藝的經(jīng)濟性。

所述Cu合金中以質(zhì)量計，F(xiàn)e含量≤15％；通過控制爐內(nèi)合適的氧分壓，使得廢舊手機物料中至少90％的Cu進入合金，而幾乎全部的si、Al、Re和部分的Fe以氧化物形式進入爐渣。爐內(nèi)氧分壓的控制是通過調(diào)整入爐物料中還原劑(塑料和金屬Al、Fe等)和/或氧化劑(氧氣和或空氣)的量來實現(xiàn)。通過分析熔煉產(chǎn)出合金及爐渣的成分，可以確定合適的氧分壓，合適的氧分壓可使得合金中Fe含量≤15％。

上述的從廢舊手機中回收有價金屬的方法，優(yōu)選的，所述廢舊手機物料包括手機組件，所述手機組件包含手機屏幕和手機線路板，所述手機屏幕質(zhì)量占廢舊手機物料總質(zhì)量的10-50％，所述手機屏幕與手機線路板的質(zhì)量比為1∶2-1∶8。

上述的從廢舊手機中回收有價金屬的方法，優(yōu)選的，所述步驟(2)中將破碎后的物料與含CaO物料混合得到混合物料，所述含CaO物料為石灰石和/或白云石，含CaO物料的添加量不大于混合物料質(zhì)量的25％；本發(fā)明采用CaO-FeO-SiO₂-Al₂O₃-Na₂O-K₂O-Re₂O₃七元渣型冶煉，熔煉過程中主要造渣元素中Ca、Fe、Si、Al、Na、K、Re均可由廢舊手機提供，僅當Ca元素不足時，需添加含CaO的物料作造渣劑。

本發(fā)明的從廢舊手機中回收有價金屬的方法，熔煉過程中僅處理廢舊手機(包括智能手機、非智能手機)一類的電子廢料，無需添加額外的廢電線/電纜、廢電視機外殼等其他電子產(chǎn)品的廢料，這可保證入爐原料中金、銀、稀土等稀貴金屬的品位盡可能高，為最大程度地回收稀貴金屬提供有利的支撐。

上述的從廢舊手機中回收有價金屬的方法，優(yōu)選的，所述廢舊手機物料包含Ca、Fe、Si、Al、Na、K和Re元素。

上述的從廢舊手機中回收有價金屬的方法，優(yōu)選的，所述步驟(3)爐渣中Na₂O-K₂O-Re₂O₃三元爐渣總含量≥5％。通過控制爐渣中Na₂O-K₂O-Re₂O₃三元爐渣總含量在此優(yōu)選范圍內(nèi)，可以使熔煉產(chǎn)出爐渣中的稀土氧化物(Re₂O₃)含量顯著高于其他廢舊手機的火法處理方法所得爐渣，這更有利于后續(xù)稀土的回收。

上述的從廢舊手機中回收有價金屬的方法，優(yōu)選的，所述Cu合金中Fe含量≤10％。當通過控制合適的氧分壓使得Cu合金中Fe含量控制在此優(yōu)選范圍內(nèi)時，熔煉產(chǎn)出合金的分離凈化處理工藝更簡單、經(jīng)濟。

上述的從廢舊手機中回收有價金屬的方法，優(yōu)選的，所述步驟(1)中采用剪切破碎機破碎廢舊手機物料至10mm-80mm粒度的物料。入爐熔煉的廢舊手機粒度控制在合理范圍內(nèi)，可以保證熔煉過程中的傳質(zhì)、傳熱效果及入爐原料成分的均一性。

上述的從廢舊手機中回收有價金屬的方法，優(yōu)選的，所述步驟(1)中將廢舊手機物料破碎后，采用強度為0.6-1.0T的干式弱磁選機去除含F(xiàn)e和/或Cr金屬。廢舊智能手機中Fe、Cr含量高，會顯著惡化爐渣的熔煉性能，本發(fā)明在進行高溫熔煉前先利用磁選方法去除含F(xiàn)e和/或Cr金屬。

上述的從廢舊手機中回收有價金屬的方法，優(yōu)選的，所述高溫熔煉過程中通入純氧、富氧氣體、空氣中的至少一種作為氧化劑。廢舊手機的特點是Cu、Sn、Fe、Al等元素主要以金屬單質(zhì)或合金形式存在，在熔煉過程中，為了保證Fe、Al大部分以氧化物形式進入爐渣而與有價金屬Cu分離，需要向爐內(nèi)通入適量氧化劑以氧化金屬Fe、Al。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

(1)本發(fā)明采用高稀土含量的CaO-FeO-SiO₂-Al₂O₃-Na₂O-K₂O-Re₂O₃七元渣型冶煉，充分利用Na₂O、K₂O、Re₂O₃三種氧化物顯著降低傳統(tǒng)CaO-FeO-SiO₂-Al₂O₃四元渣型的熔化溫度及粘度等性質(zhì)，不僅降低了熔煉所需的溫度及能耗，同時更加有利于渣中稀土的回收，綜合經(jīng)濟效益更顯著；

(2)本發(fā)明中廢舊手機無需拆解去除屏幕、外殼或者其它零部件，只需經(jīng)過簡單破碎及磁選，即可進入熔煉過程得到富含貴金屬合金和富含稀土的爐渣。免去了繁雜冗長的人工拆解工序，縮短了處理流程，實現(xiàn)了金、銀貴金屬和稀土的綜合回收，經(jīng)濟、社會與環(huán)境效益更加顯著；

(3)新冶煉渣型的采用，充分利用了廢舊手機自身組成成分的造渣能力，熔煉過程不添加造渣劑或僅需添加少量含CaO物料作為造渣劑，無需添加含SiO₂的物料，明顯降低了輔助原料的消耗量。同時，爐渣產(chǎn)出量明顯降低，有效減少了因爐渣帶走的金屬損失及能量消耗；

(4)廢舊手機中含有塑料等有機物，在熔煉過程燃燒，可為爐內(nèi)提供一部分能量，有助于降低熔煉過程中的能耗。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明從廢舊手機中回收有價金屬的工藝流程簡圖。

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合說明書附圖和較佳的實施例對本文發(fā)明做更全面、細致地描述，但本發(fā)明的保護范圍并不限于以下具體實施例。

除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解含義相同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語只是為了描述具體實施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明的保護范圍。

除非另有特別說明，本發(fā)明中用到的各種原材料、試劑、儀器和設(shè)備等均可通過市場購買得到或者可通過現(xiàn)有方法制備得到。

實施例1：

一種本發(fā)明的從廢舊手機中回收有價金屬的方法，包括以下步驟：

將去除電池后的廢舊手機物料(Cu23％、Au 315g/t、Ag3515g/t、Pt6.8g/t、Pd147g/t，Ni1.2％，F(xiàn)e 5％、Al₂O₃4％、SiO₂10％，CaO 3％wt％；其中手機屏幕質(zhì)量占廢舊手機物料總質(zhì)量的5％，手機屏幕與手機線路板的質(zhì)量比為1：7)采用高速剪切破碎機破碎至30mm粒度的物料，混合均勻后，投入到熔煉爐內(nèi)進行高溫熔煉，并向熔煉爐內(nèi)通入適量的氧氣，控制熔煉溫度1425℃，熔煉時間15min，熔煉產(chǎn)出Cu合金和CaO-FeO-SiO₂-Al₂O₃-Na₂O-K₂O-Re₂O₃七元系爐渣；

熔煉產(chǎn)出合金中Cu、Au、Ag、Pt、Pd含量分別為83.46％、1089.00g/t、13100.00g/t、12.05g/t、533.00g/t，含F(xiàn)e僅2.13％；產(chǎn)出爐渣Cu、Au、Ag、Pt、Pd含量分別為0.55％、8.95g/t、252.34g/t、0.17g/t、3.91g/t，爐渣中Fe含量24.00％，CaO/SiO₂＝0.22、Fe/SiO₂＝1.23、Al₂O₃含量13.05％、Na₂O-K₂O-Re₂O₃三元爐渣總含量為3.60％，合金中Cu、Au、Ag、Pt和Pd回收率分別為96.52％、97.80％、98.56％、97.28％和98.09％；爐渣稀土氧化物入渣率超99.00％。

實施例2：

一種本發(fā)明的從廢舊手機中回收有價金屬的方法，包括以下步驟：

將去除電池后的廢舊手機物料(Cu23％、Au 315g/t、Ag3515g/t、Pt 6.8g/t、Pd147g/t，Ni1.2％，F(xiàn)e 5％、Al₂O₃ 4％、SiO₂ 10％，CaO 3％wt％；其中手機屏幕質(zhì)量占廢舊手機物料總質(zhì)量的5％，手機屏幕與手機線路板的質(zhì)量比為1∶7)采用高速剪切破碎機破碎至80mm粒度的物料，與含CaO物料混合，得到混合物料，其中，含CaO物料為石灰石，占混合物料質(zhì)量的10％。將混合物料投入到熔煉爐內(nèi)進行高溫熔煉，并向熔煉爐內(nèi)通入適量的氧氣，控制熔煉溫度1325℃，熔煉時間60min，熔煉產(chǎn)出Cu合金和CaO-FeO-SiO₂-Al₂O₃-Na₂O-K₂O-Re₂O₃七元系爐渣；

熔煉產(chǎn)出合金中Cu、Au、Ag、Pt、Pd含量分別為81.34％、864.70g/t、10400.00g/t、9.31g/t、440.50g/t，含F(xiàn)e僅6.00％；產(chǎn)出爐渣Cu、Au、Ag、Pt、Pd含量分別為1.35％、19.33g/t、124.90g/t、0.34g/t、8.48g/t，爐渣中Fe含量14.36％，CaO/SiO₂＝0.79、Fe/SiO₂＝0.53、Al₂O₃含量8.60％、Na₂O-K₂O-Re₂O₃三元爐渣總含量為4.50％，合金中Cu、Au、Ag、Pt和Pd回收率分別為98.26％、97.67％、98.74％、96.25％和97.99％；爐渣稀土氧化物入渣率超99.00％。

實施例3：

一種本發(fā)明的從廢舊手機中回收有價金屬的方法，工藝流程如圖1所示，包括以下步驟：

將去除電池后的廢舊手機物料(Cu11.55％、Au97.13g/t、Ag550.37g/t、Pt0.21g/t、Pd5.79g/t，Ni0.91％，F(xiàn)e10.71％、Al₂O₃ 5.31％、SiO₂ 15.85％，CaO 2.26％wt％；其中手機屏幕質(zhì)量占廢舊手機物料總質(zhì)量的20％，手機屏幕與手機線路板的質(zhì)量比為1∶2)采用高速剪切破碎機破碎至10mm粒度的物料，采用磁選場強為0.8T的干式弱磁選機去除含鐵金屬，鐵的去除率為90％，除鐵后的物料中Fe含量僅1.25％。將磁選后物料與含CaO物料混合，得到混合物料，其中，含CaO物料為石灰石和白云石的混合物(白云石與石灰石質(zhì)量比為1∶1)，CaO占混合物料質(zhì)量的25％。將混合物料投入到熔煉爐內(nèi)進行高溫熔煉，并向熔煉爐內(nèi)通入適量的氧氣，控制熔煉溫度1225℃，熔煉時間30min，熔煉產(chǎn)出Cu合金和CaO-FeO-SiO₂-Al₂O₃-Na₂O-K₂O-Re₂O₃七元系爐渣；

熔煉產(chǎn)出合金中Cu、Au、Ag、Pt、Pd含量分別為79.55％、955.00g/t、5431.00g/t、1.93g/t、55.40g/t，含F(xiàn)e僅1.55％；產(chǎn)出爐渣Cu、Au、Ag、Pt、Pd含量分別為0.68％、15.33g/t、20.80g/t、0.14g/t、5.32g/t，爐渣中Fe含量2.55％，CaO/SiO₂＝1.01、Fe/SiO₂＝0.10、Al₂O₃含量9.52％、Na₂O-K₂O-Re₂O₃三元爐渣總含量為5.5％，，合金中Cu、Au、Ag、Pt和Pd回收率分別為98.32％、97.55％、97.56％、97.34％和97.58％；爐渣稀土氧化物入渣率超99.00％。

由以上實施例可知，本發(fā)明提供的方法產(chǎn)出的合金中Cu、Au、Ag、Pt和Pd回收率均大于96％，爐渣稀土氧化物入渣率超99.00％，其工藝操作簡單、能耗和成本低，經(jīng)濟環(huán)境效益顯著。