一种用离子液体从废弃印刷线路板中浸出金属铜的方法

技术领域

本发明涉及一种从废弃印刷线路板中浸出金属铜的方法，属于电子废弃物资源化 处理和有价金属回收领域。

背景技术

印刷线路板(Printed Circuit Boards，PCBs)是电子电器产品中的基本构件，广泛应用 于信息、通讯、消费性电子等领域。随着电子工业的发展，作为电子产品的重要组成部 分，印刷线路板的数量在急剧增加，随之被淘汰的数量也在不断增加。废弃印刷线路板 (Waste Printed Circuit Boards，WPCBs)正在成为电子废弃物的主要来源之一，其中含有 卤化阻燃剂和重金属(铅、镉、汞等)等有毒有害物质，如处理不当，会对环境产生严 重危害。另一方面，废弃印刷线路板中含有大量的贵金属(金、钯、银等)、贱金属(铜、 铁、铝等)、树脂等可重复利用的资源，如果采用适当的处理技术回收其中的有价资源， 具有极其重要的资源经济效益。废弃印刷线路板中铜的含量高达20％左右，从冶金 的角度出发，其品味甚至比一般矿山要高，是可以重复利用的重要资源。当前我国已成 为世界上第一大金属铜消费国，约占全球消费量的20％，但我国的铜矿资源难以满足自 身经济持续快速发展的需要。因此，寻找一种经济、高效的绿色处理方式，从废弃印刷 线路板中回收金属铜显得尤为重要。

目前，国内外对废弃印刷线路板的资源化处理方法大致可分为机械法、火法冶金、 生物法和湿法冶金。机械处理法二次污染较轻，但得到的多是金属富集体，需进行进一 步分离提纯，通常作为湿法和其他处理方法的预处理。火法冶金对所处理的废弃物形态 要求较低，且金属的回收率较高，但在焚烧过程中易产生有毒气体二噁英及呋喃，会造 成严重的环境污染，且部分金属的回收率相当低。生物法从废弃印刷线路板中浸取金等 贵金属，具有工艺简单、费用低、操作方便、清洁等优点，但是浸取时间长，浸取率较 低，而且由于目前可利用的菌种相当有限，菌种的培养又比较困难，因此目前生物法还 处于研究阶段。湿法冶金处理过程中，金属的回收率较高，生产周期短，采用湿法技术 最终可获得高纯度的金属单质。但湿法冶金也存在设备的腐蚀和试剂消耗量大的问题。 因此，该技术的未来研究趋势应该是在整个回收工艺过程中考虑循环使用浸出剂，或采 用环境友好型试剂作为浸出剂。离子液体作为一种新型绿色溶剂，具有其独特的理化性 能，非常适合作为分离提纯的溶剂。

离子液体(Ionic Liquid，ILs)，也称室温离子液体(Room Temperature Ionic Liquid， RTILs)，是一种绿色有机溶剂。它是由一种有机阳离子和一种无机或有机的阴离子组成 的盐，在室温时为液体。与传统溶剂相比，离子液体表现出其独特的物理化学性质：可 忽略的蒸汽压、不挥发、较大的稳定温度范围、较好的化学稳定性以及较宽的电化学窗 口，并且能够溶解有机物、无机物和聚合物等物质，是很多化学反应的优良溶剂。

发明内容

本发明的目的在于克服传统湿法冶金技术存在的不足，提供一种用新型绿色溶剂作 为浸出剂，从废弃印刷线路板中高效浸出金属铜的方法。

本发明是通过以下步骤实现的：

一种用离子液体从废弃印刷线路板中浸出金属铜的方法，将废弃印刷线路板切成小 块，用万能粉碎机进行粉碎，筛分，选用粒径在0.25-0.5mm的样品，烘干；称取样品 于锥形瓶中，加入30％的双氧水，再加入浓度为10-80％的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑 硫酸氢盐水溶液，使固液比为1g∶7-55mL，其中双氧水和离子液体1-丁基-3-甲基咪唑 硫酸氢盐水溶液体积比为1∶1.5-6，加盖于20-80℃的恒温水浴震荡箱中浸出1-24h，振荡 频率为50-250转/分钟；将所得浸出液抽滤、洗涤、定容，测铜含量。

本发明用离子液体——1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐作为浸出剂，浸出废弃印刷线 路板中的铜，铜含量达到90-95％。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

实施例一：首先用高速切割机将废弃印刷线路板切成小于50mm×50mm的小块， 然后用万能粉碎机进行粉碎，最后用国家标准筛筛分，选用粒径在0.25-0.5mm的样品， 烘干；称取1g样品于锥形瓶中，加入5mL30％的双氧水，再加入15mL浓度为60％的 离子液体1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐水溶液，固液比为1g∶20mL，加盖于20℃的恒温 水浴震荡箱中浸出2h，振荡频率为50转/分钟；将所得浸出液抽滤、洗涤、定容，测得 铜含量为92.3％。

实施例二：首先用高速切割机将废弃印刷线路板切成小于50mm×50mm的小块， 然后用万能粉碎机进行粉碎，最后用国家标准筛筛分，选用粒径在0.25-0.5mm的样品， 烘干；称取1g样品于锥形瓶中，加入10mL30％的双氧水，再加入15mL浓度为10％的 离子液体1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐水溶液，固液比为1g∶25mL，加盖于50℃的恒温 水浴震荡箱中浸出2h，振荡频率为150转/分钟；将所得浸出液抽滤、洗涤、定容，测 得铜含量为94.6％。

实施例三：首先用高速切割机将废弃印刷线路板切成小于50mm×50mm的小块， 然后用万能粉碎机进行粉碎，最后用国家标准筛筛分，选用粒径在0.25-0.5mm的样品， 烘干；称取1g样品于锥形瓶中，加入5mL30％的双氧水，再加入15mL浓度为20％的 离子液体1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐水溶液，固液比为1g∶20mL，加盖于60℃的恒温 水浴震荡箱中浸出2h，振荡频率为250转/分钟；将所得浸出液抽滤、洗涤、定容，测 得铜含量为94.0％。

实施例四：首先用高速切割机将废弃印刷线路板切成小于50mm×50mm的小块， 然后用万能粉碎机进行粉碎，最后用国家标准筛筛分，选用粒径在0.25-0.5mm的样品， 烘干；称取1g样品于锥形瓶中，加入5mL30％的双氧水，再加入30mL浓度为10％的 离子液体1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐水溶液，固液比为1g∶35mL，加盖于80℃的恒温 水浴震荡箱中浸出2h，振荡频率为250转/分钟；将所得浸出液抽滤、洗涤、定容，测 得铜含量为95.2％。

实施例五：首先用高速切割机将废弃印刷线路板切成小于50mm×50mm的小块， 然后用万能粉碎机进行粉碎，最后用国家标准筛筛分，选用粒径在0.25-0.5mm的样品， 烘干；称取1g样品于锥形瓶中，加入5mL30％的双氧水，再加入15mL浓度为10％的 离子液体1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐水溶液，固液比为1g∶20mL，加盖于50℃的恒温 水浴震荡箱中浸出12h，振荡频率为250转/分钟；将所得浸出液抽滤、洗涤、定容，测 得铜含量为90.0％。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。