電子廢料中貴金屬的回收利用方法

電子廢料是一種重要的貴金屬二次資源。

本文主要介紹從電子廢料中貴金屬的幾種回收技術并提出要重點發展生物回收技術。

貴金屬元素被譽為“現代工業生命的維他命”。在很多工業領域都起著舉足輕重的作用，而在電子領域貴金屬諸如Au、Ag、Pd和Ru,由于其特有的低電阻性以及良好的抗腐蝕性能被廣泛用作印刷電路板及電子元件。

隨著電子工業的發展貴金屬的消耗量還將增加這就不可避免地使含有貴金屬的殘料或廢料也相應增多。因此從這些廢料中回收貴金屬是十分重要的。

一、電子廢料的主要來源

電子廢料指的是在電子元器件和構件制造中產生的廢品、殘料以及報廢的電腦、印刷電路板、連接器等電子產品。

電子產品中所使用的貴金屬主要是金、銀和鈀，還有少量的銠和其它鉑族金屬。

電子廢料中貴金屬的含量分別為：金的含量約0.1%、銀約為0.2%、鈀約0.005%?；厥针娮訌U料的主要經濟動力是回收貴金屬。

廢電子產品主要有廢通訊器材、電鍍廢棄物、廢電子元件、廢電池、廢舊電器等。廢舊電器中印刷板插座、集成電路塊、和電阻感應電容電路等許多電子元器件中都含有貴金屬。

其存在形式是金或鈀鍍層、金連接細絲、發光糊劑、混合金屬與合金（包括鉑族金屬)。目前，從電子廢料中回收貴金屬，主要是從廢計算機和廢印刷電路板中回收貴金屬。

回收最多的是金、銀。如更新速度最快的手機中（據統計我國每年約有500萬臺電腦、5000萬部手機被淘汰）就含有Au、Ag、Pd等貴金屬，含量約為：Au280g/t，Ag2000g/t，Pd1000g/t。

二、電子廢料的預處理

首先是手工拆卸和手工分選廢料。使大量賤金屬（銅、鋁、鎳、鐵等及非金屬雜質（絕緣板、橡膠、瓷料）除去。使貴金屬含量盡量提高。然后再進行機械處理，即一一減小粒度和按照成分分開。主要有密度分離法、磁電分離法、光學成像分離法、渦流分離法、靜電分離法等。

三、主要回收方法

3.1火法冶金 

火法冶金技術是最早應用于從電子廢料中提取貴金屬的技術，也是目前使用最多的從廢通訊器材中回收金的技術。

其原理是利用高溫使廢料中的非金屬物質與金屬物質相互分離。貴金屬在融熔狀態下與賤金屬形成合金。

除去表面的浮渣后，將熔融合金注入相應的模具中冷卻，然后用感應電爐熔煉化學精煉或電解精煉，從而達到貴金屬與賤金屬分離。

火法冶金回收處理電子廢料時，主要是將電子廢料煅燒成灰，清除灰中銅、鋁、鎳、鐵。將此灰與蘇打、硼砂在反射爐中熔煉（加助熔劑）熔成銅錠，再鑄成陽極，進行銅電解，貴金屬被富集入陽極泥后再行回收。

此法貴金屬回收率可達95%， 比如R.G.Reddy等人報道了用電弧熔煉方法,從電子廢料中高速回收貴金屬的方法,金\銀和鈀的回收率分別達到99.88%、99.98% 和100%。但火法過程需要復雜的鉛鼓風爐操作，工藝步驟繁瑣，時間長，能耗大。而且一般火法過程回收的貴金屬不純。此外，低含量貴金屬的廢料不適于火法冶金。

3.2濕法冶金

70年代初，西方發達國家就開始研究采用濕法冶金技術從廢舊印刷電路板中回收貴金屬。

該技術的基本原理是利用硝酸、王水或其它強酸能溶解廢料中絕大多數金屬，而使賤金屬和貴金屬進入液相而與其他物料分離。

然后從液相中回收貴金屬和其他賤金屬。該法已用于從廢舊電腦印刷電路板中溶解回收貴金屬。

由于該技術工藝流程簡單，投資低，生產設備簡單，生產容易實現，經濟效益顯著，目前得到了較廣泛的應用。

但濕法冶金技術還存在一系列問題：化學藥劑消耗量大，廢水后處理困難。因此，在實際生產中，還有許多技術和問題需要改進和解決。

濕法冶金工藝的主要步驟有四步：

第一步造液：即經過一系列酸或堿浸濾，將經過挑選分類的電子廢料固體除去油污和夾雜物，再將其碎化，以便下一步的分離，造液用酸主要有王水和鹽酸硝酸和硫酸等。

第二步是貴金屬分離富集：根據造液后的溶液中所含金屬的性質不同，設計一定的分離和富集工藝，將賤金屬和貴金屬、貴金屬相互之間進行分離。常用的分離富集法有離子交換法、溶劑萃取法、沉淀法。

（1）沉淀法 

在貴金屬的分離中，沉淀法是最經典的方法。曹人平、肖士民從廢舊手機中回收金銀鈀時，就是首先用25%硝酸浸出過濾后，濾渣含有金就達到和鈀及銀的分離。然后在濾液中加入氯化鈉，再加熱趕硝后過濾，從而達到鈀和銀的分離。但沉淀法工藝流程冗長、繁雜、周期長、效率低，試劑消耗大、勞動強度大、現已逐步被其他方法所取代。

（2）溶劑萃取法 

溶劑萃取在貴賤金屬再生工藝中均得到廣泛應用。世界上已有三個工廠用全萃取流程用于貴金屬的分離提純。

溶劑萃取法相對于經典的沉淀法而言，具有廠房占地小、周期短、速度快、分離效果好等優點。

J.W.HILL和T.A.LEAR提出了一種從電子廢料中用溶劑萃取回收金的方法。將廢料溶于濃HNO?，把基本金屬分離到溶液中，形成金的懸浮物和不溶解的SnO2、PbCl2等鹽類。

過濾后將剩余物溶于王水，稀釋和過濾。用雙丁基卡必醇兩次萃取稀釋的王水溶液，利 用1MHC1洗滌萃取物,使萃取物與草酸鉀水溶液一起攪拌產生金粉末,過濾收取。

（3）離子交換法

在貴金屬分離時，離子交換法工藝簡單、高效、快速、環境污染小。但由于缺乏選擇性好、性能優良的離子樹脂，目前很少直接應用于工業生產。

A.Celi在一項專利中提出了從含有塑料的電子廢料中回收各種金屬的方法。

將廢料在熔池內加熱燒除塑料，再用含有NH4Cl、Na2SO4和H2O2的浸出液處理剩余物，溶解出金、銀、鉑和其它有色金屬，再通過一個離子交換器，分離貴金屬等。一旦金屬進入溶液，就可以利用離子交換膜片或者支撐液膜，將貴金屬從基本金屬中分離出來。

這種工藝的優點是可以通過選擇膜片設計而容易和有效地回收貴金屬。但離子交換吸附容量低、交換速度慢、設備效率低，且多數需配合萃取聯合使用。 

第三步是貴金屬的提?。航涍^分離、富集和凈化后的富集液，通?？梢圆捎没瘜W還原或電解還原的方法，將貴金屬從溶液中提取出來，從而達到與絕大多數雜質分離的目的。

化學還原常用的還原劑有羥胺、氫氣、甲醛以及一些活潑金屬如鋅等。

第四步是貴金屬的精煉：經過還原的貴金屬一般呈小顆粒。精煉的方法通常是將還原貴金屬粉熔鑄成大塊，然后再進行電解精煉。

此外，還可以用反復沉淀法進行精煉。隨著技術的發展，其他先進的分離富集方法還有液膜法、生物吸附法等。

3.3生物處理技術 

生物處理技術目前研究最多的是用于回收電子廢料中的金，即利用細菌浸出技術回收貴金屬。

其基本原理是利用三價鐵離子的氧化作用將包裹貴金屬的某些重金屬氧化溶解而使貴金屬裸露，三價鐵離子被還原成二價鐵離子，裸露的貴金屬再采用濕法冶金浸出技術回收。

被還原的二價鐵離子又被細菌氧化成三價鐵離子后再循環使用，含細菌的浸出液再生重復使用。

電子廢棄物采用該工藝處理，當三價鐵 離 子 濃 度 為 10g/L。浸 出 溫 度 20~30°C，99.0%。

該法所需設備簡單，生產規模彈性大，污染小，是一種較好的可以用于電腦板卡中金的回收方法。

4結語

隨著現代社會的發展和社會的信息化，電子垃圾日益增多，人們對貴金屬的需求量越來越大，而貴金屬一次資源卻在不斷的減少。

因此從電子廢料中回收貴金屬變得越來越重要。研究貴金屬的回收方法具有重大意義，從上述方法來看,火法冶金和濕法冶金技術都對環境有一定污染。

而生物吸附技術成本低、速度快、吸附容量大、選擇性好、污染小，具有極大的發展潛力。但目前對于生物吸附機理的研究還不夠深入。

因此，今后研究的重點應該是生物吸附機理的揭示，從而開發出新的吸附劑原料和生產方法，研究出新型的生物吸附劑，降低生產成本和提高吸附的選擇性。