一种非氰化反式提金剂及应用

    专利2024-12-14  12


    本发明属于湿法冶金与不可再生资源回收再利用,具体涉及一种以非氰化的铁盐和弱酸为提金剂,绿色、高效、简便的反式提金方法。


    背景技术:

    1、电子垃圾是指被丢弃或废弃的电子产品,包括计算机、手机、电视等。这些产品中含有大量贵金属,如金、铂、银等,但是由于电子垃圾中的其他材料占据了大部分重量,因此这些贵金属往往被混杂在其他材料中,难以分离和回收。为了解决这个问题,人们开始了长期的研究,以回收电子垃圾中的贵金属。

    2、电子垃圾等含金材料中回收贵金属技术主要包括物理提取法、化学提取法和电化学提取法。其中,物理提取法是最常用的方法之一。该方法利用机械力将电子垃圾等含金材料中的材料分离出来,然后通过重力、磁力等物理手段将贵金属从混合物中分离出来。这种方法操作简单、成本低廉,但是对于一些复杂的电子垃圾等含金材料来说效果不佳。

    3、化学提取法是一种更加复杂的方法,它利用化学反应将电子垃圾等含金材料中的材料分解成更小的颗粒,然后通过沉淀、过滤等步骤将贵金属从溶液中分离出来。这种方法需要使用大量的化学试剂比如剧毒的氰化物,同时对设备的要求高,成本较高,但可以有效地回收到更多的贵金属。

    4、电化学提取法是一种新兴的技术,它利用电解原理将电子垃圾等含金材料中的材料分解成离子态,然后通过电沉积等步骤将贵金属从溶液中分离出来。这种方法具有高效、环保等优点,但是需要使用特殊的电解设备和技术,成本较高。

    5、总之,电子垃圾等含金材料中回收贵金属是一项非常重要的工作。随着电子产品的普及和更新换代速度的加快,电子垃圾的数量也在不断增加。如果不加以处理和回收,这些废弃物将会对环境造成严重的污染和危害。更重要的是,这些贵金属属于不可再生资源,过度的开采和消耗,将会给地球带来不可逆的损伤。因此,开发和应用先进的电子垃圾中回收贵金属技术已经成为当前环保领域的热点之一。


    技术实现思路

    1、为了改变我国长期使用剧毒氰化物、安全隐患大、回收成本高、操作复杂、设备要求高的提取黄金的冶炼工艺现状,本发明提供了一种安全无毒、绿色环保、提金速度快、体系稳定、操作简单、试剂成本低、设备要求低、回收率高、对电子垃圾等含金材料适应性强的非氰化反式提金剂。

    2、本发明提供的非氰化反式提金剂包括水溶性铁盐、弱酸和水;所述非氰化反式提金剂中铁盐的浓度为0.006~10g/ml、弱酸的浓度为0~0.02g/ml。

    3、进一步,本发明的非氰化反式提金剂中,优选水溶性铁盐的浓度为0.01~5g/ml、弱酸的浓度为0.002g/ml~0.012g/ml。

    4、更进一步,本发明的非氰化反式提金剂中,所述水溶性铁盐包括但不限于硝酸铁、硫酸铁、磷酸铁、氯化铁、氯酸铁、溴化铁、溴酸铁、碘化铁、氟化铁、碳酸铁、硼酸铁、硅酸铁、高铁酸钙、高铁酸镁、高铁酸锌、高铁酸铜、高铁酸锰、高铁酸镍、高铁酸锂、高铁酸钠、高铁酸钾、高锰酸铁中的至少一种,所述弱酸包括但不限于乳酸、柠檬酸、硼酸、醋酸、碳酸、硅酸、氢硫酸、亚硝酸、氢氟酸、次氯酸、次溴酸、亚硫酸、磷酸、草酸、苹果酸、酒石酸、没食子酸等中的至少一种;优选水溶性铁盐选自硝酸铁、氯化铁硫酸铁中任意一种或多种,弱酸选自醋酸、乳酸、草酸中任意一种或多种。

    5、本发明还提供了一种非氰化反式提金剂在提取回收含金材料中金的应用,具体方法为:根据所含金属元素和金品位的不同对含金材料进行分类,将分类好的含金材料投入到非氰化反式提金剂中,根据所含金属元素的不同设置不同铁盐和弱酸浓度,室温搅拌20分钟~10小时进行金的浸出,然后过滤分离,获得滤液与滤渣。滤渣往往只含有不活泼的金,经水清洗、干燥得到粗金产品。

    6、上述提取回收含金材料中金的应用,所述含金材料与非氰化反式提金剂的固液比为1:5~1:50g/ml,优选含金材料与非氰化反式提金剂的固液比为1:20~30g/ml。

    7、进一步,所述含金材料包括但不限于cpu、手机主板、电脑主板、航空电子元器件、航空针、pcb板、内存条、旧电视主板、旧冰箱主板、旧洗衣机主板、vcd解码板、cd-r光盘、硬盘、mp3、mp4、游戏机线路板、激光二极管、旧gps导航仪、手机卡、四面脚集成块、南北桥、led脚、陶瓷瓷片电容、独石电容、声卡显卡、首饰厂抛光灰、优盘、电池、失效催化剂、废旧墨盒、尾矿矿粉中至少一种。

    8、进一步,优选室温搅拌30分钟~4小时进行金的浸出。

    9、进一步,所述滤液多为较为活泼的金属溶液,利用活泼金属的置换反应置换并分离其中的不活泼金属后作为非氰化反式提金剂回收再利用。

    10、进一步,将粗金产品和硼砂混合,再对其进行800℃高温处理,得到纯金产品。

    11、本发明的非氰化反式提金剂主要是将电子垃圾等含金材料中除金以外的活泼金属氧化浸出,然后再通过简单过滤分离金产品。主要氧化作用由铁离子(fe3+、fe6+)提供,浸出过程中可能的化学反应如下:

    12、2fe3++cu=2fe2++cu2+2feo42-+3cu+8h2o=2fe(oh)3+3cu2++10oh-2fe3++zn=2fe2++zn2+2feo42-+3zn+8h2o=2fe(oh)3+3zn 2++10oh-2fe3++ni=2fe2++ni2+2feo42-+3ni+8h2o=2fe(oh)3+3ni 2++10oh-

    13、本发明的有益效果如下:

    14、1、本发明的反式提金剂以铁盐和弱酸为主要成分,根据不同含金材料的金属种类和含量的不同,选取合适的铁盐和弱酸浓度,在室温条件就可以实现电子垃圾等含金材料中金的快速回收。与其他非氰提金方法相比,本发明的反式提金剂具有更低的成本,更快的浸出速率,更高的浸出效率和回收率,体系稳定无毒、操作简单等优点,实现了对低品位电子垃圾中金的高效提取回收。此外,与氰化法相比,本发明不会产生剧毒气体和物质,大大减少了对地球环境的危害。

    15、2、本发明通过采用反式提取的方法,突破了传统的提金方式,有效地解决了硫代硫酸盐、硫脲等非氰化方法在浸出率低、温度敏感、浸出速率慢、成本高、原料要求高等诸多方面的问题。此外,本发明还克服了传统提金过程中产生的气体对生产造成的困难和安全隐患。与现有主流的提金方法相比,本发明操作简单,无需特殊设备,可大幅降低回收成本,从而在经济上更为有利。同时,本发明避免使用有毒物质,并在提取回收过程中不产生气体等对环境有害的物质,因此在安全与环境保护方面具有广阔的应用前景,并对提金技术的革新具有更深远的战略意义。

    16、3、本发明提出的非氰化反式提金法以无毒的铁盐和弱酸为提金剂,以造成环境污染和损害生命健康的电子垃圾(比如:电脑中央处理器cpu)等为原料,在完全无氰的条件下,室温条件即可实现简单、高效、快速地回收提取电子垃圾中的贵金属,金的回收率可达95%以上。本发明的提金方法具有完全无氰化、绿色无毒、回收率高、体系稳定、易于控制、试剂循环利用成本低、设备要求低等优点。此外,本发明还有望应用于低品位金矿石中金的提取回收。

    17、4、本发明整个提金过程中,避免使用有毒提金剂,避免产生有毒有害气体和副产物,浸出以后仅需简单物理过滤,无需二次处理,即可分离金的粗产品和二次回收的滤液。粗金产品以单质金的形式存在,通过粗金和硼砂的混合,再对其进行高温处理,即可得到纯金产品,金纯度可达990足金的标准。滤液经简单处理后可以作为提金剂进一步重复利用,大大降低了试剂成本。


    技术特征:

    1.一种非氰化反式提金剂,其特征在于,包括水溶性铁盐、弱酸和水;所述非氰化反式提金剂中铁盐的浓度为0.006~10g/ml、弱酸的浓度为0~0.02g/ml。

    2.根据权利要求1所述的非氰化反式提金剂,其特征在于,所述非氰化反式提金剂中水溶性铁盐的浓度为0.01~5g/ml、弱酸的浓度为0.002~0.012g/ml。

    3.根据权利要求1或2所述的非氰化反式提金剂,其特征在于,所述水溶性铁盐包括硝酸铁、硫酸铁、磷酸铁、氯化铁、氯酸铁、溴化铁、溴酸铁、碘化铁、氟化铁、碳酸铁、硼酸铁、硅酸铁、高锰酸铁、高铁酸钙、高铁酸镁、高铁酸锌、高铁酸铜、高铁酸锰、高铁酸镍、高铁酸锂、高铁酸钠、高铁酸钾中的至少一种,所述弱酸包括乳酸、柠檬酸、硼酸、醋酸、碳酸、硅酸、氢硫酸、亚硝酸、氢氟酸、次氯酸、次溴酸、亚硫酸、磷酸、草酸、苹果酸、酒石酸、没食子酸中的至少一种。

    4.根据权利要求3所述的非氰化反式提金剂,其特征在于,所述水溶性铁盐选自硝酸铁、氯化铁硫酸铁中任意一种或多种,所述弱酸选自醋酸、乳酸、草酸中任意一种或多种。

    5.权利要求1所述的非氰化反式提金剂在提取回收含金材料中金的应用。

    6.根据权利要求5所述的非氰化反式提金剂在提取回收含金材料中金的应用,其特征在于,根据所含金属元素和金品位的不同对含金材料进行分类,将分类好的含金材料投入到非氰化反式提金剂中,根据所含金属元素的不同设置不同铁盐和弱酸浓度,室温搅拌20分钟~10小时进行金的浸出,然后过滤分离,获得滤液与滤渣,滤渣经水清洗、干燥得到粗金产品;其中,所述含金材料与非氰化反式提金剂的固液比为1:5~1:50g/ml。

    7.根据权利要求6所述的非氰化反式提金剂在提取回收含金材料中金的应用,其特征在于,所述含金材料与非氰化反式提金剂的固液比为1:20~30g/ml。

    8.根据权利要求6所述的非氰化反式提金剂在提取回收含金材料中金的应用,其特征在于,所述含金材料包括cpu、手机主板、电脑主板、航空电子元器件、航空针、pcb板、内存条、旧电视主板、旧冰箱主板、旧洗衣机主板、vcd解码板、cd-r光盘、硬盘、mp3、mp4、游戏机线路板、激光二极管、旧gps导航仪、手机卡、四面脚集成块、南北桥、led脚、陶瓷瓷片电容、独石电容、声卡显卡、首饰厂抛光灰、优盘、电池、失效催化剂、废旧墨盒、尾矿矿粉中至少一种。

    9.根据权利要求6所述的非氰化反式提金剂在提取回收含金材料中金的应用,其特征在于,室温搅拌30分钟~4小时进行金的浸出。

    10.根据权利要求6所述的非氰化反式提金剂在提取回收含金材料中金的应用,其特征在于,所述滤液利用活泼金属的置换反应置换并分离其中的不活泼金属后作为非氰化反式提金剂回收再利用;所述粗金产品和硼砂混合,再对其进行800℃高温处理,得到纯金产品。


    技术总结
    本发明公开了一种非氰化反式提金剂及应用,所述提金剂以水溶性铁盐和弱酸为主要成分,根据不同电子垃圾等含金材料类型调控反式提金剂中主要成分的浓度,在室温条件即可实现电子垃圾等含金材料中金的非氰化绿色提取回收。本发明利用反式提金剂除去电子垃圾等含金材料中的非贵金属成分,进而对贵金属进行反式提取回收。与传统的湿法浸出相比,本发明采用的提金剂具有安全无毒、提金速度快、体系稳定、操作简单、试剂成本低、设备要求低、回收率高等优点,提金过程避免使用任何传统的氰化提金试剂,是一种简单高效、反应条件温和、普适各种电子垃圾等含金材料的非氰化提金方法,实现了对低品位电子垃圾等含金材料中金的高效提取回收。

    技术研发人员:杨鹏,胡博文,姚博文
    受保护的技术使用者:陕西师范大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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