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随着科学技术的高速发展,电子产品的数量以及随之而产生的电子废弃物的数量也在高速增长,这不仅造成了环境污染和人体危害,同时也造成了金属资源的巨大浪费。废旧印刷线路板,作为电子废弃物的一种,其金属含量占总质量的15％左右,尤以铜含量最高,达7.43％。因此,回收废旧印刷线路板中的金属铜既弥补了日益稀缺的铜资源,又减少了环境污染,同时还具有巨大的经济价值。本论文主要研究浸出-萃取-反萃-电积的湿法冶金工艺回收废旧印刷线路板中的铜,确定各工序的最佳工艺参数,并对最终产物铜单质进行XRD、XRF、SEM、EDS和ICP-AES分析。 废旧印刷线路板在经过拆解、破碎等预处理后,分别采用酸式体系(硝酸-硫酸体系和双氧水-硫酸体系)和碱式体系(铜氨溶液体系)浸出。研究结果表明:在样品质量10g,浓硝酸量4.5ml,浓硫酸量5ml,反应时间3h,反应温度60℃,反应溶液总体积100ml的最佳工艺条件下,硝酸-硫酸体系的铜浸出率为98.1％;在样品质量10g,浓硫酸量5ml,双氧水量20ml,反应温度20℃,反应时间3h的最佳工艺条件下,双氧水-硫酸体系的铜浸出率为92.9％;在硫酸氨溶液量10ml,样品质量10g,铜氨溶液量120ml,反应时间5h,反应温度40℃的最佳工艺条件下,铜氨体系的铜浸出率为88.6％。杂质含量硫酸-硝酸体系和双氧水-硫酸体系均较高,而铜氨溶液体系杂质含量极少。 浸出的含铜溶液,根据浸出方式(酸式体系和碱式体系)的不同,并分别采用酸性萃取剂CP-150和碱性萃取剂Mextral54-100进行萃取。对酸式浸出液,在pH值为4,反应温度20℃,有机相与水相比3:1,反应时间3min,有机相中萃取剂浓度80％,萃取级数为3的工艺参数下,铜萃取率为88.6％,在反应温度20℃,有机相与水相比6:1,反应时间大于1min,硫酸溶液浓度3mol/L条件下,铜反萃取率为96.6％;对碱式浸出液,在萃取剂量20ml,被萃液量10ml,反应温度20℃,航空煤油量10ml,反应时间3min,萃取级数为3的最佳工艺条件下,铜萃取率为86.4％,对其的反萃取实验,在反应温度20℃,萃取液量10ml,反应时间3min,3mol/L硫酸溶液量10ml的工艺条件下,铜反萃取率为98.2％。 反萃溶液中的铜,经电积实验得到铜单质。实验中使用自制电解槽,利用不锈钢板为阴极,不溶铅板为阳极,直流稳压电源提供直流电流。在槽电压2V,极间距2cm,pH值为4,温度40℃,溶液中铜离子浓度30g/L,反应时间2h的最佳电积工艺参数下,电流效率为92.4％。对电积在阴极板上的产物铜箔,通过XRD分析可知,电积产物为单质铜。通过SEM分析可知电积产物铜单质与标准沉积铜具有相同的微观结构。通过EDS分析、XRF分析和ICP-AES分析可知,电积产物铜单质中杂质元素含量均在0.1％以下,铜含量在99％左右。