废旧手机电路板无氰湿法提取稀贵金属技术研究

废旧手机电路板无氰湿法提取稀贵金属技术研究

摘要：废弃手机中蕴含多种稀贵金属，具有极高回收价值。本工艺从低毒、绿

色环保角度出发，根据目前行业情况及现有提取方法以氰化物、氮氧化物、王水

等为主要提取剂的缺点，通过对手机元器件破碎、粉碎、分选和提取药剂的系统

研究，开发了一种低毒的金、银、钯、锡和铜等金属的湿法提取工艺，采用分类

处理方式提取其中的稀贵金属。研究结果表明：金、银、钯回收率达到98%以上，各个工艺单元不产生氮氧化物、二氧化硫等国家严格进行总量控制的污染物，浸

出和提取废液经过简单处理可以循环利用，提高清水的重复利用率，减少废水排放，从源头上减少环境污染。

关键词：废弃手机电路板；稀贵金属；湿法冶金

1 前言

手机中贵金属含量较高，废旧手机最具有回收价值的是电路板中贵金属，研究开发贵金

属绿色环保提取工艺；废旧手机处理过程中如何防止二次污染环境问题；废旧手机拆解和贵

金属回收成套处理装备的研究和产业化问题，以及废旧手机的全组分利用和高值化利用等就

显得尤为重要和迫切[1~2]。

2 基本原理及工艺流程

2.1 基本原理

通过对手机电路板元器件中贵金属的种类和含量的分析和检测，将废旧手机电路板分为

元器件和光板（脱掉芯片和贴片元器件）两部分，分别进行处理，IC芯片和元器件采用湿法

冶金工艺，其基本原理是将芯片和元器件破碎后置于水溶液介质（酸性、碱性溶液）中，再

利用化学作用将目标金属提取出来的过程，工艺流程主要包括：通过浸出的方式将金属离子

浸入到浸出液中，而非金属物质仍存于浸出渣内，再对浸出液进行净化、沉淀、溶剂萃取、

离子交换、置换、过滤及蒸发等过程获得目标金属，光板采用湿法剥金富集工艺，采用适合

剥离剂将底层基材铜、镍溶解，基材上的镀金层剥离，然后富集回收。本工艺具有主要金属

和伴生金属的回收率更高、能耗更少、绿色环保、生产过程易实现自动化等优点。

2.2 工艺流程

3 实验结果分析

3.1 芯片和元器件的粉碎和球磨的工艺实验

将性质不同的IC芯片和陶瓷贴片元器件分类处理，脆性的陶瓷贴片元器件采用挤压式

的破碎机初碎，IC芯片采用剪切式的破碎机进行初碎，然后放入球磨机中研磨成料浆，然后

进行金属浸出实验。脱掉芯片和元器件的光板进行剥金实验。处理工艺如下：

（1）拆解：首先把废旧手机印刷电路板上的电子元件拆除，分类收集，IC芯片和贴片

元件分别收集，备用待粉碎，去掉元器件的光板备用进行剥金回收处理；

（2）破碎：取IC芯片和元器件放入高速万能粉碎机内进行粉碎实验，依次对原料进行

不同粉碎时间的实验，然后用标准筛进行筛分，对各个粉碎时间下的粉碎料进行称量，得到

其质量，通过的质量百分数达到95%即可满足下一步球磨工序对进料颗粒度的要求，从而确

定最佳破碎时间。

实验表明，随着粉碎时间的延长，通过标准筛的粉体质量百分数越来越大，5min-8 min

内粉体质量百分数变化不大，都大于95%，故粉碎5min即可达到工艺要求。

采用立式球磨机将上述IC芯片和元器件粉末研磨成料浆，为后续的金属浸出提取创造

条件，通过调整料浆浓度确定所需要的时间，达到金属和非金属完全分离的目的；料浆浓度

达到25%时，所需时间最少，随着料浆浓度的增加，研磨时间变长。

3.2 锡浸出工艺实验

采用无机酸作为活化剂，采用置换方法将金属锡离子化过滤和其它金属分离，利用锡离

子的水解沉淀性质提取锡。将经过粉碎和球磨的芯片和元器件放入浸锡液中进行浸锡处理。

考察浸锡液酸度、固液比、浸出温度、浸出时间对锡浸出率的影响，确定适宜的浸出工艺条件。

由于Sn2+在水溶液中很不稳定，硫酸亚锡很容易发生水解反应，调整锡浸出液的PH值，向溶液中加入适宜的氧化剂将Sn2+氧化成Sn4+，使Sn4+以锡酸的形式析出，过滤即可固液

分离。

3.3铜银浸出工序工艺实验

经过锡浸出提取工序以后，滤渣采用硫酸和催化剂浸出铜和银，然后添加氯化钠将银沉

淀然后过滤和铜离子分离，再将含铜滤液加入沉铜剂回收铜。考察硫酸酸度、固液比、浸出

温度、浸出时间和催化剂的理论过量系数，确定适宜的工艺参数。

3.4 金钯无氰浸出及还原工艺实验

元器件及芯片经过去除锡、铜等贱金属和贵金属银以后，采用氯酸钠在酸性条件下的氯

化法浸出金、钯，将浸出液过滤进行固液分离，再选择具有选择性的金还原剂，将液体中的

金离子还原过滤分离回收，再用锌粉将溶液中的钯离子置换回收，废液循环利用。通过实验

确定浸金液的工艺条件。

由于草酸的选择性好，草酸还原金时，溶液中的Pt、Pd不易被还原；而亚硫酸钠还原

金的速率快，产品纯度高；亚硫酸氢钠还原金时，金粉容易沉淀。本文选择草酸、亚硫酸钠

和亚硫酸氢钠还原剂作对比试验。

实验表明，用亚硫酸钠和亚硫酸氢钠还原，还原温度低，还原时间短，反应进行完全，

需要在较高的酸度下还原金；用草酸还原，酸度较低，欲使反应完全，须在较高温度下进行，草酸能够选择性还原金，且还原金的纯度高，达到国标二级标准。

4 结论

（1）本工艺研发了低毒环保的浸出药剂，采用分部法选择性浸出锡、铜银、金钯，然

后分别进行还原提取，金、银、钯回收率达到98%以上，各个工艺单元不产生氮氧化物、二

氧化硫等国家严格进行总量控制的污染物，从源头上减少环境污染；

（2）废手机电路板光板采用湿法剥金富集和短流程提取，依次对底层铜、镍材料进行

金箔片剥离、富集和熔炼处理，得到纯度较高的金属金；