贵金属在手机中的应用及回收技术

贵金属在手机中应用及分布
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印制电路板
手机印制板中金、银和把等贵金属主要 用于印制板孔的金属化以及层间的导电 回路。金镀层具有电导率高、耐磨性好、 不易氧化、易焊、抗蚀刻等优点。 手机中所用触点材料主要是弱电触头材 料。银及银合金、金基合金、铂族合金 等分别用于不同触点部位。触点焊料主 要为银焊料，银含量100%-20%之间。
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热解技术
利用高温将废物中的有机物汽化和液 化处理再从残渣中回收金属，适用于 回收各种电子废弃物，但操作条件要 求高。
处理设备投资、运行及维修费 用较高，且需要投入一定的污 染治理费用。
湿法冶金 技术
利用贵金属能与某些化学试剂发生化 学反应而进入液相，再通过电解、还 原等手段回收溶液中的贵金属。该工 艺灵活、对设备要求不高，易操作， 但处理复杂的电子废弃物工艺流程复 杂，试剂耗量大。
微生物预处理
真菌类吸附还原贵金属
某些真菌类如黑曲霉、青曲霉微生物能够选择性吸附金、 银、铂、钯。将手机板破碎后用化学试剂将贵金属先溶解 到溶液中，采用真菌选择性吸附还原，回收菌体或沉淀物 即可回收贵金属。
四种回收技术比较
技术方法 工艺特点
利用各物料熔点的差异实现非金属物 质与金属物质分离从而回收贵金属， 工艺简单，易操作，主要用于大批量 回收各种电子废弃物中的金属。
a） 能耗低。 b） 清洁、安全。 c） 污染小。
工艺简单、易操作，但具有生 产周期长，目前已知可利用的 菌种有限投资运行成本低。
国外废旧手机资源化技术
手机（机身） 手工拆解 破碎 熔解 铸造 极板 电解分金 产品铜 硝酸处理 残渣 王水处理 回收粗金、钯 滤液 AgCl 朔料
日本横滨金属回收公司手机贵金属的回 收
贵金属在手机中的应用及回收 技术
指导教师：管传金 报 告 人：白 静
主要内容
废旧手机的回收背景
贵金属在手机中分布及应用 贵金属的回收技术 手机中贵金属回收现状及问题
废手机中一种高品位矿石
据工信部统计，仅2010年报废的手机已达到1亿，以后逐年增加。 手机中含有 Au 、Ag、Pd等贵金属,其含量约为Au280g/t、Ag 2000g/t、Pd 100g/t,而金矿的含金量低至3g/t也有开采价值， 即使是经过选矿得到的金精矿其品位也只有70g/t ；冶炼1t铂族 金属矿得到的铂族金属仅只有零点几克到十几克。所以，国内外 对从含Au、Ag 、Pd的废手机中回收贵金属非常重视。
贵金属回收率高，操作简单 Engelhard的一家冶金厂采 用压碎一分类一燃烧一物理分 离一熔炼一电解的工艺，从电 子废弃物中回收金、银、钯， 其回收率达到90％
有机物在焚烧过程中产生有害 气体造成二次污染、其他金属 回收率低、处理设备昂贵
缺点
湿法冶金技术回收手机中贵金属
1.王水法 2.氰化法 3.碘化法 4.硫脲法 5.硫代硫酸盐法 其他方法：氯化法、溴化法、 石硫合剂法、多硫化物法等
2004
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
6,721
12,453 19,806 30,429 41,291 58,833 82,711, 120,984
659
1,220 1,941 2,982 4,047 5,766 8,106 11,857
3,724
6,899 10,973 16,858 22,875 32,594 45,822 67,026
浸出过程能耗低，但试剂耗量大，大多 少技术的整个回收过程中会产生大量的 废气 、废渣、有腐蚀性和有毒有害性的 废水排放。
单浸出段而言其成本低 ， 但后续金属单质回收段若用电 化学技术则因设备运行维护及 耗能较大使成本增加，而且整 个回收过程污染治理费用也较 高。
生物技术
利用某种微生物或其代谢产物与废物 中的金属相互作用，使目标金属从废 物中分离出来或除去废物中的杂质从 而实现有价金属的回收。
优点：碱性环境不易腐蚀设备
缺点：硫代硫酸钠易分解为单质硫和硫的阴离子
其他方法：如石硫合剂、碱性硫脲体系、多硫化物法等均处于实验 室研究阶段，需技术不断成熟和提高。
生物技术回收手机中的贵金属
细菌代谢产物 浸出贵金属 紫色色杆菌与荧光假单胞菌生长代谢过程中能够产生HCN， 而HCN具有很强的溶金能力，能够使印刷线路板上的贵金 属以离子态进入溶液，下游借助萃取、电解等工艺将贵金 属回收。 用氧化亚铁硫杆菌等预处理，能够不断浸出线路板中的活泼 金属如铜、铝、锌、铁、镍等，使得金、银等不活泼金属的 裸露出来，增强化学试剂与金的接触机会和接触面积，从而 提高贵金属的浸出率，缩短浸出周期。
化物对环境造成的污染，是值得推广的一种回收方法。
缺点：PH>2时，由于硫脲水解，其消耗量增大，金溶解速度减
慢，故反应过程中控制溶液PH值非常重要。
基于硫代硫酸盐法回收手机中贵金属
硫代硫酸盐法
碱性环境下，金与硫代硫酸钠的化学反应为： 4Au+8S2O32-+O2+2H2O —— 4Au(S2O3)23-+4OH-
收板卡表面的金银。废液的排放对环境污染很大。
基于碘化法回收手机中贵金属
手机板 破碎-分离 金属颗粒 硝酸去除 贱金属 滤渣 液滤
电解法 金泥
滤液
碘化法浸金
加盐
AgCl沉淀
原理： Au+ I- + I2
AuI4-
优缺点：药剂无毒、生成的配合 物稳定，但碘类药剂价格昂贵
基于硫脲法回收手机中贵金属
酸性硫脲法
贵金属浆料是电子器件尤其是表面贴装元器 件生产必不可少的重要材料，按性质和用途 可以将贵金属电子浆料分为电子导体浆料、 电子电阻桨料和电子介质浆料三大类型。
贵金属
触点材料
电子浆料
废旧手机中贵金属回收技术
不拆解 废旧手机中贵 金属回收技术 拆解 湿法冶金技术 生物技术 火法冶金技术
高温热解技术
热处理技术
环境影响
经济成本
火法冶金
a）能耗高 ，熔融时产生的浮渣增加了 二次固体废物量。 普通焚烧法或防氧化焙烧法处 b）废物中有机物在高温作用下易产生有 理成本低，但需要投入较高的 污染治理费用。 毒有害气体。另外高温也易使废物中低 沸点的铅、锡等重金属挥发而污染环境。 a）能耗大，热解后产生的固体物质增加 了二次固体废物量。 b）有机物热解时产生烟雾、多氯联苯等 有毒有害气体。另外高温易使废物中低 沸点的铅等重金属挥发。
基于王水法回收手机中贵金属
废旧手机 预处理 硝酸浸出 难溶废料含 （Au、Pd） 王水溶解 电解 含金溶液 含硝酸银溶液 原理：Au+HNO3+4HCI=HAuCI4+NO+2H2O
工艺复杂
化学试剂消耗量大 后续处理难
Ag
亚硫酸钠沉淀Au
对环境污染严重
基于氰化化法回收手机中贵金属
氰化法工艺
金溶解的化学反应为：
1200 1000 800 600 400 200 0 Ag Au Pd
每吨手机贵金属含量(g/t)
100000 80000 60000 40000 20000 0
每吨手机贵金属价值(元)
Ag
Au
Pd
2004 年至 2015 年各年回收手机的贵金属
年份 数量（万部） 金kg） 银（kg） 铂（kg） 钯（kg）
192
355 564 867 1,177 1,677 2,357 3,448
5
9 14 21 29 41 58 85
2012
2013 2014 2015
177,714
244,847 318,801 397,310
17,416
23,995 31,243 38,936
98,454
135,645 176,616 220,110
5,065
6,978 9,086 11,323
124
171 223 278
手机中的贵金属
手机板
40 35 30
含量(mg/g)
软板
手机卡 手机板中贵金属Ag、 Au、Pd和Pt的含量分 别为7mg/g、1.5mg/g、 1mg/g和2mg/g，Cu达 到了260.6mg/g
25 20 15 10 5 0 Al Au Ag Ca Cr Fe Mg Mn Ni Pb Pt Sb Se Sn Zn Pd 元素种类
国内废旧手机资源化回收存在的问题
诺基亚公司公布的包括中国在内的14个国家的消费者废旧手机 回收认知的调查报告显示，仅有1％的中国消费者会选择将废旧 手机回收，大部分废旧手机得不到回收处置，我国废旧手机回 收处理存在许多需要解决的问题。 1.中国废弃手机资源化立法方面存在的问题 (1)管理部门不明确(2)法律法规不健全，配套措施不完善 2.中国废弃手机资源化体系方面存在的问题 （1）缺乏合理的废弃手机回收体系 （2）资源化主体及其责任不明晰 （3）激励机制不完善 3.中国废弃手机资源化技术方面存在问题
在酸性介质及氧化剂存在条件下，硫脲(SC(NH2)2)与金、银 可形成稳定的硫脲络合物。其溶解电位为： Au+2SC(NH2)2 +Fe3+ Ag+2SC(NH2)2 +Fe3+
= =
Au[SC(NH2)2]2++e-+Fe2+ Ag[SC(NH2)2]2++e-+Fe2+
优点：硫脲溶解金的速度高，毒性小，易再生，避免了使用氰
4Au+8NaCN+02+2H20 —— 4NaAu(CN)2+4NaOH
此化学反应分两步进行：
2Au+4NaCN+02+2H20 —— 2NaAu(CN)2+NaOH+H202 2Au+4NaCN+H202 —— 2NaAu(CN)2+2NaOH
优点：氰化物是溶金的极好试剂，价格便宜，用量少。 缺点：浸金过程中要使用大量的含氰物质，而且只能回