从废旧印刷电路板中回收铜并制备超细铜粉新工艺研究

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本研究以废印刷电路板为研究对象,采用全湿法工艺路线,对废旧印刷电路板进行了“机械预处理-NH3-(NH4)2SO4-H2O体系浸出—萃取净化—反萃富集硫酸铜溶液—二次还原制备MLCC用铜粉”的新工艺研究。获得主要研究成果如下:(1)通过机械预处理,以水力摇床分选出重密度组分和轻密度组分,轻密度组分用电选的方法分离出金属和非金属。重密度组分中铜的回收率为99.67%,轻密度组分中非金属组分的回收率为84.88%。(2)以重密度组分为原料,以空气为氧化剂采用NH3-(NH4)2SO4-H2O体系浸出铜,并对浸出渣进行了物理回收。通过条件试验研究获得了浸出重密度组分最佳工艺条件:固液比1:20,浸出温度25℃,空气流量8m3/h,硫酸铵浓度2mol/L,氨水浓度2mol/L,浸出时间4h。在最佳工艺条件下,渣计铜浸出率为96.67%。(3)以LIX84IT为萃取剂,通过萃取—硫酸反萃工艺,获得了杂质含量少、铜含量高的反萃液。萃取工序最优条件为:萃取剂浓度(体积分数)50%,相比(O/A)1:1, TBP浓度0.1mol/L,萃取温度25℃,振荡频率150次/min,振荡时间3min,最优条件下铜萃取率为98.87%。反萃最优条件为:硫酸浓度3mol/L、相比(O/A)为2:1、振荡频率150次/min、接触时间5min,铜反萃率为93.34%。反萃液蒸发冷却结晶后所制CuSO4·5H2O纯度超过了制备超细铜粉所需原料的要求。(4)采用葡萄糖预还原—次亚磷酸钠二次还原法制备了MLCC用超细铜粉。获得了制备MLCC用铜粉的最佳试验条件为:先制备出Cu20悬浊液,后在PVP加入量为6g,搅拌速度为400rpm, NaH2PO2·H2O加入量为理论量的4倍,加料方式为NaH2PO2·H2O分两次加入一定量的Cu20悬浊液中,50℃时加入40%,后以1.2℃/min的速度升温到75℃时加入剩下的60%,用2g/L的苯并三氮唑溶液浸泡清洗后的超细铜粉,时间为0.5h做表面改性。在以上条件下制备的铜粉粒度均匀,结晶度高,抗氧化时间长,没有出现团聚现象。经过以上工艺处理废旧印刷电路板,制备出的超细铜粉形貌为类球形、粒度均匀、分散性好、抗氧化性能好,为MLCC用铜粉提供了条件。
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