本发明属于贵金属回收,具体涉及一种用于溶解银的浸出液和浸出方法。
背景技术:
1、银是地球上用途最广泛的贵金属之一,具有优异的导电性、导热性和相对低成本。银作为贵金属和工业金属的独特组合,主要应用于珠宝、器件、医学、投资、摄影、工业等方面,其中工业应用约占50%。银的工业应用方向包括:各类电子材料(大致分为电接触材料、复合材料、能源工业材料和焊接材料);制造卤化银感光材料;化工应用主要包括银催化剂、电子电镀工业制剂。银的资源有限,回收银具有重要价值。
2、从银催化剂中回收银,国内基本上采用硝酸溶解法,缺点是产生大量氮氧化物污染环境。专利文献cn113106256a公开了一种从废负载型银催化剂中回收银的方法,其中浸出步骤包括:向废负载型银催化剂中加入氧化剂(可选双氧水、氯酸钠、三氯化铁)和高浓度nacl溶液,用盐酸调节ph为1~2,浸出时间6-8小时,使单质银以银氯络离子的形式转入溶液。此方法虽然不使用硝酸,但仍使用了高浓度盐溶液,浸出液为强酸性,浸出时间长,不利于环保。
3、w.hyk、k.kitka等(highly efficient and selective leaching of silverfrom electronic scrap in the base-activated persulfate-ammonia system.wastemanagement 60(2017)601-608),在碱活化的过硫酸盐-氨水系统中从电子废料中浸出银。该体系使用强碱氢氧化钠、高浓度nh3(1.2mol/l)和过硫酸盐(额外引入硫酸根),增大了体系的污水处理压力,而且该体系在常温下浸出不完全。
4、银的工业应用中有10%用于制造光伏电池,主流产品是硅晶光伏电池。光伏电池作为环保新能源产品,发展十分迅速。国内2022年光伏累计装机容量已达393gw,同比增长28%。随着光伏产业的蓬勃发展,报废潮也逐渐来临,目前每年退役的光伏装机量达1.1亿千瓦,对应产生报废光伏电池约105万吨。硅晶光伏电池中银的平均含量为630克/吨,与原生银矿700克/吨的含量相当,因此银回收产业面临着巨大的市场空间。硅晶光伏组件通常包括光伏电池板、玻璃、胶膜、背板、铝合金边框、接线盒、铜导线等部件,具有显著的资源特性。光伏电池板中,硅晶片的正表面有银线电极,背面有铝背场,据研究其中可回收组分中硅晶片约占90%、铝7~10%、银0.5~1.2%。
5、从废光伏电池中回收银通常采用湿法冶金技术,由于银的化学惰性,需要在反应体系中加入大量的强酸/强碱以及强氧化剂,反应条件苛刻,产生大量废液形成二次污染,而且回收效率低、成本高。专利文献cn106629738a公开了一种从晶体硅太阳能板中提取银的方法,包括拆解出电池片、用氢氧化钠去除电池片的铝层、用甲基磺酸与双氧水的混合溶液浸取银、再电解得到银粉的步骤。浸取银的步骤中,甲基磺酸与双氧水的体积比为1-9:1,反应温度50-90℃,反应时间0.5-6h。该方法的操作比较复杂,需要预先去除电池片的铝层,浸取银时使用高浓度的甲基磺酸和过氧化氢的溶液,反应温度高、时间长,甲基磺酸属于有机强酸,对人体健康和环境都有危害。
6、因此,在含银废料回收领域,采用现有技术仍存在着诸多缺点。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种从含银废料中溶解银的高效、低廉、安全、环保的新技术。
2、本发明的目的通过以下技术方案来实现:
3、本发明提供一种用于溶解银的浸出液,所述浸出液是含有过氧化氢和氨的水溶液。
4、优选的,过氧化氢和氨的摩尔比为1∶0.8~1∶5。优选的,过氧化氢的浓度为0.1~0.5mol/l。从银的浸出效果考虑,需要选择合适的浸出液浓度。浸出液的浓度过低,则银的浸出率低;增大浸出液浓度,虽然溶解速率加快,但是成本高且刺激性气味大,对健康和环境不利。
5、本发明浸出液的ph值为9~12。
6、本发明浸出液的制备方法简单,通过将水、过氧化氢与氨均匀混合,即得到浸出液。过氧化氢可以使用纯的过氧化氢,优选使用过氧化氢的水溶液,俗称双氧水。氨可以使用氨气,优选使用氨水。
7、本发明的浸出液在处理含银废料方面得到应用。具体应用是从含银废料中溶解银。
8、本发明进一步提供一种溶解银的浸出方法,包括以下步骤:将含银废料置于本发明的浸出液中,在光照条件下反应,得到银浸出液。
9、优选的,所述光照在紫外可见光区。
10、优选的,所述光照的波长为320~450nm;更优选350~420nm。在上述波长范围内,也可以使用固定波长,例如波长包括但不限于320nm、330nm、340nm、350nm、360nm、365nm、370nm、380nm、390nm、400nm、410nm、420nm、430nm、440nm、450nm。
11、优选的,所述光照的强度为500~2000mw/cm2;更优选500~1000mw/cm2。
12、优选的,所述浸出反应在超声和/或搅拌条件下进行,这样有助于物料混合并提高溶解速率。
13、除非特别说明,本发明在室温下进行。
14、本发明中,含银废料来自于废弃的光伏电池、银锌电池、含银催化剂、镀银件、银电极、含银电子元器件、胶体银、银粉、银渣、银泥、银丝、银边角料中的至少一种。优选的,所述含银废料选自废弃的光伏电池板、含银电子元器件或含银催化剂。
15、从组分看,所述含银废料中含有的贵金属只有银,其他可回收组分可以包括贱金属、重金属、非金属等。比如,废弃的光伏电池板中,含有的贵金属只有银,其余可回收组分包括贱金属铝和铜、非金属硅等。
16、对于体积较大的含银废料,在浸出反应前优选进行粉碎处理。
17、本发明方法对银的浸出速度快,对各种含银废料的浸出率超过92%,完成时间不超过2小时,更多情况下不超过1小时。
18、浸出反应完成后,得到的银浸出液中含有银铵络合离子,后续通过还原反应回收得到银单质。使用的还原剂例如硼氢化钠、水合肼等。
19、本发明的优势在于:浸出液不使用强酸、强碱和有害试剂,过氧化氢是绿色氧化剂,可直接转化为水,对环境友好,浸出液的浓度低,成本低。本发明通过过氧化氢作为强氧化剂的氧化反应,协同过氧化氢光催化产生羟基自由基(·oh)的高级氧化反应以及氨作为配位剂的银氨络合反应,能够高选择性地溶解含银废料中的银,而对废料中的其他组分不溶解,银的浸出速度快,完成时间不超过2小时,浸出率92%以上。本发明还具有工艺简单、反应温和、应用范围广等优点。特别是在工业废料的银回收方面,可以实现资源节约、环境保护和经济效益提升,符合资源回收与循环利用的国家政策,具有重大意义和价值。
1.一种用于溶解银的浸出液,其特征在于,所述浸出液是含有过氧化氢和氨的水溶液。
2.根据权利要求1所述的浸出液,其特征在于,过氧化氢和氨的摩尔比为1∶0.8~1∶5。
3.根据权利要求2所述的浸出液,其特征在于,过氧化氢的浓度为0.1~0.5mol/l。
4.权利要求1~3中任一项所述的浸出液在从含银废料中溶解银方面的应用。
5.一种用于溶解银的浸出方法,其特征在于,包括以下步骤:将含银废料置于权利要求1~3中任一项所述的浸出液中,在光照条件下反应,得到银浸出液。
6.根据权利要求5所述的浸出方法,其特征在于,所述光照在紫外可见光区。
7.根据权利要求6所述的浸出方法,其特征在于,所述光照的波长为320~450nm。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述光照的强度为500~2000mw/cm2。
9.根据权利要求4所述的应用或者根据权利要求5所述的浸出方法,其特征在于,所述含银废料来自于废弃的光伏电池、银锌电池、含银催化剂、镀银件、银电极、含银电子元器件、胶体银、银粉、银渣、银泥、银丝、银边角料中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的应用或者浸出方法,其特征在于,所述含银废料选自废弃的光伏电池板、含银电子元器件或含银催化剂。
