文档介绍：电解提取溶液中贵金属的思考
作者:电子封装电化学实验室
发表时间:2014-02-20 23:52:20
关键词:提取; 贵金属; 电子; 公司; 电解
利用电解方式将溶液中金属离子还原为金属原子,沉积的基材表面,可以实现金属离子的有效提取。贵金属大量存在于电子线路和IC芯片之中。
图1. 电子废弃物CPU
图2. 电子废弃物IC
图3. 电子废弃物触摸板
图4. 电子废弃物金丝绑定线
包括手机的频繁更换,也产生大量电子贵金属,形成“城市金矿”。
图5. 废弃的手机
图6. 废弃的手机线路板
国内外公司也在思考如何高效的提取其中有价值的金属元素。其中有日本的小坂制铁。在日本,近年来形成一股,开发废旧家电、手机、个人电脑等构成的“城市矿山”热潮。废旧电子机器中含有大量的贵金属和稀有金属,而日本则是贵金属、稀有金属天然储量最为匮乏的国家之一。
有国内的格林美高新技术股份有限公司是一家开采“城市矿山”的企业,主要从事废旧电池、废旧灯管、电子废弃物等的绿色回收利用。曾获说,变废为宝、循环利用是朝阳产业。垃圾是放错位置的资源,把垃圾资源化,化腐朽为神奇,是一门艺术,你们要再接再厉。
国内外都思考如何设计装置提高,提高贵金属提取效率,其中包括银和金的提取。尽管目前提取贵金属的方式很多,包括锌和铁单质还原法,离子交换树脂法,和本文提及的电解法提取。课题组研究发现,前两种方式是针对溶液整体实施化学处理,需要将溶液调整pH值和离子提取后再金属化。步骤繁杂,而且操作针对性差。
基于此,本文考虑借鉴国内相关电解提取银和金在装置和工艺的优势,思考如何提高电解提取其他金属。
针对线路板菲林显影液的银离子,国内设计了相应的提银机。图中是中山市盛德菲林提银机,提银效率接近100%。
下图是瑞银王电镀设备的提银机。
其原理为使用旋转阴极、高频脉冲的方式智能电解回收,不添加使用任何化学试剂,只使用少量电力(100~150W),无二次污染之忧。回收率达99 %以上,直接提取银纯度95----%以上。,经过后续环保处理后,,含金废水也接近此参数。
前苏联采用吸附式提金机,采用装有多孔右果阴极的ЭУ-1和ЭУ-1M型电解槽。片状阳板和多孔石墨阴极是前苏联科学院西伯利亚分院冶金物理化学研究所研制的两种大表面积阴极,并据此电极研制成上述两种电解槽。基板和结构如下图所示。
图11 片状阴极和多孔石墨阴极的结构(1-电极本体;2-石墨材料;3-管接头;4-导电闸刀卡头;5-压紧格板)
片状阴极是由大量垂直排列的极板用垫片隔离组装于框架上而成,具有很大的总表面积。电积过程中,贵液从极板组下部供入,然后从各片极板间的间隙流过而发生电积金的反应。试验证明,片状极板的高度最大可达极板间距的100倍。
欧洲的Italimpianti orafi 公司也有设计先进的线路板蚀刻液中提取铜的电解设备。
orafi 公司提铜机
该公司将设备进行提高,如下图所示,实现精密仪表控制。
orafi 公司提铜改进机
Delmer公司研制出各种可以提取银和金的小型,中型和大型设备,如下图所示。
图14:Delmer公司小型提银和提金设备
图15: Delmer公司小型含氰化物的提银和提金设备
设备具体设备参数。
Hellotrade公司也开发相应的提银和提金设备。
图16. Hellotrade公司提取贵金属设备
通过以上设备和参数分析,如后续进行电解提取贵金属需要的设备关键材料,包含如下:
(1)钛网阴阳极;(2)循环泵;(3)直流电源或高频脉冲电源;(4)加热器;(5)打气装置。
需要关注的研究焦点在于如何降低废液电沉积过程的极化效应,包括电化学极化和浓差极化。其中,可以采用加入物质破坏络合特性,降低电化学极化。浓差极化,需要通过加大循环,打气和加热减低电极的浓差极化。同时,阴阳两极距离尽可能近,降低溶液电阻,防止镀液过热。需要结合苏联的电极结构设计和蜂箱结构进行优化。
参考文献:
http://cpc./n/2013/0722/c64094-
/category/refining/electrolysis-process/
es/eng/
lmark-refining-corp