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间接法提炼废旧手机中的有色金属

编辑:杭州正和废品回收利用有限公司   时间:2013/06/17   字号:
摘要:间接法提炼废旧手机中的有色金属
我国目前手机占有量约三亿部以上。随着国内的电子行业突飞猛进、产品更新换代的周期日益缩短,一代代淘汰下来的废旧手机机芯也与日俱增。按平均每部手机使用3年为限,每年将有一亿部手机机芯被淘汰。若按每部单机重量0.1千克计算,其总量年达一万多吨。每一吨废旧手机中含金约280克、含银2000克、含钯100克,其中铜及少量的铂、铱、铑等暂不计。按年淘汰量计算,这些废旧手机中含金2800千克(2.8吨)、白银20000千克(20吨)、铂族中之金属钯100千克。这是贵金属和铂族金属的宝库。
仅此三种金属总价值将达7亿元人民币。新一代手机之机壳又多采用铝镁合金,如此巨额的财富,在目前是弃之不舍,回收乏力。因此,如何回收这巨额财富是当务之急。
一万多吨电子垃圾,在一年内分别提炼出各种有价金属来,平均每天要处理废旧手机30多吨,其难度可想而知。难在采用何种生产工艺流程。当前有人想直接采用高温(1200度以上)的火法冶炼这些“电子垃圾”,从中冶炼出多种金属合金,然后再分别采取湿法提炼各金属元素。若采取直接冶炼,必然要用大量的优质焦炭。其中产生的大量(如低沸点的镁的升华与氧化燃烧及汞、砷有毒元素及其它气体)的污染如何消除也是个难题。
笔者曾在《中国有色金属报》发表的“谁来抢占电子‘垃圾’再生的先机?”文章中谈到韶关冶炼厂生产流程中的烟化炉是冶炼再生金属的最佳切入点。利用其生产中余闲时间及余热,回收铅蓄电池之中废铅锑金属,笔者认为,参考此种工艺,在烟化炉底部增加一个液体铅本床和在炉身外增砌一个液态铅井,便于及时放出本床内中液态“贵铅”(指铅中含有高品位的贵金属),再进入铅锑与贵金属的下一个生产流程。这个工艺流程是火法冶炼铜、铅阳极泥之反射炉与单独回收蓄电池中的铅锑烟化炉的一个嫁接工程。
采用以液态铅为媒介的间接法来回收手机中之所有有色金属(包括贵金属、铂族金属)是非常可行的:
一、铅的融点低(327.5度),与其沸点(1620度)之间的温度约为1300度。也就是说,在这个热容宽度中,几乎所有的有色金属都能熔纳其中;但各种金属之化合物,则一概拒于门外。这是液态铅的第一特性(即冶金学中之亲和力);液态铅离和力也很强,在一定条件下,凡熔纳其中的金属均可轻松地离开,如铅锑合金在熔化后,在自然冷却情况下,由于比重差、温度差而明显离析出来,上为锑金属、下为金属铅。
二、铅的热容宽,虽然能裹纳各种有色金属,但对非金属物质均飘浮在其液面。易燃物或炭化或燃烧;泥土沙石,可随时从液面上耙除,达到净化污泥
浊水的目的。
三、液态铅的容器可采用大型的两用的铸钢锅。大型铸钢锅之加热件宽松,既可用块煤,也可采用粉煤;既可采用电热升温,也可采用电磁波加温。温度控制在1000度左右即可。
四、媒介液态铅基本处于无耗损状态。其一是液态铅的液面,始终处于还原性氛围。因为已失去金属的有机物机芯线路板,浮在液面不停地碳化。没有产生氧化铅的可能,因此没有与带进锅内的泥土沙石造渣的可能;其二是液态铅的温度始终控制在1000度左右,不可能产生气态铅逆出液面。因此铅不产生化学损失和物理损失。
五、手机机芯中之所有有色金属,可以全部从线路板上释放出来进入液态铅中。因为机芯是采用螺旋机强制压送到熔铅锅底部液态铅中。在逐渐升温过程,首先有机线路板开始碳化,低于1000度的金属已开始熔化随时进入液态铅中;没有达到熔点的金属(如铜、金),因铅在1000度时流动性非常活跃,未熔化的金属很快被铅分子所包围并可通过该金属结晶核的间隙,此时渗透性很强的铅分子将其每个晶核体包围起来进入液态铅中。
六、因为大型铸钢锅是独立的第一道工艺流程,可以根据投入锅内物料之运行轨迹,设计新型的螺旋运料机、新型垃圾清除机,不停地清除液态铅表面的无用垃圾,同时设置新型的消除污染环境的烟尘和有害气体的转化装置。从设计开始,就把环保工作放在第一位。
根据上述设计的间接法回收手机中的各种有色金属的推理:当进入大型铸钢锅内之液态铅的废旧手机(除锂离子电池外),经过1000度高温的液态铅的熔解与碳化后,按各物种的运行轨迹,判断锅内断面层次应为第一层面为废弃白碳化物及未经造渣的泥土砂石,第二层面应是轻金属铝镁合金,第三层面应是含有重金属(铜、金银等)。
当进入用金属锌淬取液态铅中之铜金银等后,因液态锌的比重大大低于铅比重、而又大大高于轻金属铝镁合金,因此,将碎块金属锌推进液态铅部淬取之液态锌必然升为第三层面,液态铅退位于第四层面。此时,设在铸钢锅第三、四层面之间的放液阀门即可打开,将其第三层液面通过流槽,单独放入容器内,当发现带有铝镁合金液时,立时将流槽转向另一个液态铝镁合金专用容器。锌液容器内可能底部放有少量的液态铅和上部有少量的液态铝镁合金;铝镁液容器内可能有少量锌液体。经冷却后,因比重不同而层面分明。分开后,是金属铅则重运大锅内。其余两种进入下一道工序处理。液态铅层面飘浮废弃物扒净后,即可继续投料运行。
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