CN109468465B - 一种废abs电镀件的回收金属铜和镍盐工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废ABS电镀件的回收金属铜和镍盐工艺，包括破碎、磁选、溶解、置换、精制、产品六个步骤。本发明采用纯盐法和空气氧化法，使ABS电镀料与金属分离，且不损坏塑料，又将退镀液即氯化铜，氯化亚铜和氯化镍棕色混合液，从破碎的ABS电镀料中磁选下来的铜镍合金置换得到合格铜皮，使铜镍分离，置换后滤液即合格粗氯化镍溶液，经精制除杂得到精制氯化镍溶液，经浓缩、结晶（母液可反复使用）甩干得氯化镍产品。本发明成本较低，工艺简单，操作方便，原料单一，经济效益高，使用的原料对ABS产品没有损坏，整个工艺没有产生污染，解决了这个行业的难题，实现了这个行业的最大的经济价值。
Description
技术领域
本发明涉及废旧资源回收工艺，特别涉及一种废ABS电镀件的回收金属铜和镍盐工艺。
背景技术
随着中国的汽车量越来越来大，ABS电镀件越来越多，而ABS电镀件在电镀生产中报废也越来越多，因ABS电镀件表面镀层中含有铜、镍金属95%以上和其他金属4%左右，所以这些报废ABS电镀件回收利用也就迫切，目前ABS电镀件的回收方法有以下几种：
1.盐酸加双氧水退镀法（用电极得铜板）；
2.硫酸加硝酸或硝酸法（用铁粉置换得铜粉）；
3.混酸通空气法（加氨水和碱得碱式硫酸铜和氢氧化镍）；
4.硫酸加氯酸钠或双氧水法（加纯碱得铜泥和镍泥）。
目前国内ABS电镀件的回收工艺主要存在的问题：
1.污染问题：处理过程中加入大量的酸碱与化学试剂，原料消耗多，母液不能很好回收循环使用，而且生产过程有一定的废物产生，造成二次污染；
2.工艺较复杂，操作较繁琐，且成本较高，经济效果欠佳；
3.回收质量问题：ABS塑料产品质量差且易夹杂金属，塑料分子被破坏，只能用作三级回收。
发明内容
本发明的目的是针对以上问题，提供一种废ABS电镀件的回收金属铜和镍盐工艺。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种废ABS电镀件的回收金属铜和镍盐工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、破碎：将回收的废ABS电镀件经破碎机剪切破碎；
步骤2、磁选：将步骤1破碎后的ABS电镀件用磁选机选出铜镍合金备用；
步骤3、溶解：将步骤2磁选后剩余的废ABS电镀件碎片放入装有盐酸溶液的容器中并通入空气进行氧化或者在装有步骤2磁选后剩余的废ABS电镀件碎片的反应釜中利用盐酸溶液间或喷淋，直至金属与ABS合金完全脱离，过滤得到退镀液即氯化亚铜、氯化铜、氯化镍的棕色混合溶液；
步骤4、置换：将过量的步骤2磁选出来的铜镍合金和步骤3制得的棕色混合溶液加入到1#反应釜，发生置换反应，反应后放出合格粗氯化镍溶液，此时1#反应釜中留有不合格渣铜金属，再将步骤3制得的棕色混合溶液加入1#反应釜继续反应，反应后用网框收集制得的合格铜皮，此时1#反应釜中为不合格粗氯化镍溶液，将不合格粗氯化镍溶液从1#反应釜泵抽入2#反应釜中，加入过量的铜镍合金继续发生置换反应，放出合格粗氯化镍溶液，又加入步骤3制得的棕色混合溶液继续反应，反应后用网框收集制得的合格铜皮，此时2#反应釜中为不合格粗氯化镍溶液，将不合格粗氯化镍溶液再泵抽到1#反应釜中置换，上述操作中三次加入的棕色混合溶液体积相同；如此循环反复进行置换反应，最终得到合格粗氯化镍溶液和合格铜皮；
步骤5、精制：将步骤4得到的合格粗氯化镍溶液经除杂、萃取制成精制氯化镍溶液；
步骤6、产品：将步骤5得到的精制氯化镍溶液经蒸发、浓缩、冷却、结晶、甩干得氯化镍产品。
所述步骤3的盐酸溶液是工业盐酸与水混合而成，它们的配比为：1:1或2:1或3:1，反应终点的pH值为1.5-3.0。
所述步骤4置换反应的条件：控制温度为75-80℃。
所述步骤4中制得合格铜皮时，加入的棕色混合溶液的含铜量超过剩下的铜、镍金属中的镍量，从而保证铜皮物料是含镍量小于0.5%以下的铜产品。
所述步骤4中合格粗氯化镍溶液的具体要求是溶液中铜离子的含量≤1g/L；合格铜皮的具体要求是在铜皮中镍的含量为0.4-0.5%。
本发明的有益效果：本发明解决了传统工艺的所有难点，如传统方法：（1）盐酸加双氧水法：电铜后的变酸粗氯化镍溶液的处理及加双氧水使得成本增加了；（2）硫酸加硝酸或硝酸法，用铁置换得铜粉，但产生铁和镍的混合液难处理有价镍的回收，且用硝酸对ABS产品有破坏，（3）混酸空气法：生成碱式硫酸铜和氢氧化镍有大量的废水产生及铜、镍盐都是半成品，且耗大量碱，还不是终端产品，并且还会污染环境（混酸的钠盐要排放）。总之传统的方法问题很多而本发明成本较低，工艺简单，操作方便，原料单一，经济效益高，采用纯盐法和空气氧化法，使ABS电镀料与金属分离，且使用的原料对ABS产品没有损坏，从表1-3可以看出，最终产品氯化镍中镍离子的含量非常高，而其他金属离子含量则非常低，几乎可以忽略不计，说明金属铜和镍盐的回收率高，整个工艺没有产生污染，解决了这个行业的难题，实现了这个行业的最大的经济价值。
本发明的反应原理：溶解：盐酸和铜及空气中的氧气生成氯化铜，铜离子与过量的金属发生反应生成氯化亚铜，氯化亚铜与存在大量游离氯离子又形成其配合物[H(CuCl2)]而溶于大量氯离子的溶液中而稳定，镍在此时又被过量1价铜离子和2价铜离子置换成氯化镍，同时又生成了铜单质，两个反应反复变换，最终将ABS电镀料上面金属全部溶下生成棕色的氯化亚铜、氯化铜、氯化镍混合溶液即退镀液；置换：1价铜离子氯化物和2价铜离子氯化物与过量的铜镍合金反应，生成氯化镍溶液和铜单质。
步骤3溶解过程所涉及的化学反应机理：
（1）和（2）反应相结合最后形成（3）反应：
步骤4置换反应所涉及的化学反应机理：
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
实施例1：
一种废ABS电镀件的回收金属铜和镍盐工艺，包括以下步骤：
步骤1、破碎：将回收的废ABS电镀件经破碎机剪切破碎；
步骤2、磁选：将步骤1破碎后的ABS电镀件用磁选机选出铜镍合金备用；
步骤3、溶解：将步骤2磁选后剩余的废ABS电镀件碎片放入装有盐酸溶液的容器中并通入空气进行氧化或者在装有步骤2磁选后剩余的废ABS电镀件碎片的反应釜中利用盐酸溶液间或喷淋，直至金属与ABS合金完全脱离，过滤得到退镀液即氯化亚铜、氯化铜、氯化镍的棕色混合溶液；
步骤4、置换：将步骤2磁选出来的铜镍合金1.5吨和步骤3制得的棕色混合溶液4000L加入到1#反应釜，发生置换反应，反应后放出合格粗氯化镍溶液，此时1#反应釜中留有不合格渣铜金属，再将步骤3制得的棕色混合溶液4000L加入1#反应釜继续反应，反应后用网框收集制得的合格铜皮，此时1#反应釜中为不合格粗氯化镍溶液，将不合格粗氯化镍溶液从1#反应釜泵抽入2#反应釜中，加入铜镍合金1.5吨继续发生置换反应，放出合格粗氯化镍溶液，又加入步骤3制得的棕色混合溶液4000L继续反应，反应后用网框收集制得的合格铜皮，此时2#反应釜中为不合格粗氯化镍溶液，将不合格粗氯化镍溶液再泵抽到1#反应釜中置换，上述操作中三次加入的棕色混合溶液体积相同；如此循环反复进行置换反应，最终得到合格粗氯化镍溶液和合格铜皮；
步骤5、精制：将步骤4得到的合格粗氯化镍溶液经除杂、萃取制成精制氯化镍溶液；
步骤6、产品：将步骤5得到的精制氯化镍溶液经蒸发、浓缩、冷却、结晶、甩干得氯化镍产品。
所述步骤3的盐酸溶液是工业盐酸与水混合而成，它们的配比为：1:1，反应终点的pH值为1.5。
所述步骤4置换反应的条件：控制温度为75℃。
所述步骤4中制得合格铜皮时，加入的棕色混合溶液的含铜量超过剩下的铜、镍金属中的镍量，从而保证铜皮物料是含镍量小于0.5%以下的铜产品。
所述步骤4中合格粗氯化镍溶液的具体要求是溶液中铜离子的含量≤1g/L；合格铜皮的具体要求是在铜皮中镍的含量为0.4-0.5%。
表1 ABS电镀件浸取液成分分析
实施例2：
一种废ABS电镀件的回收金属铜和镍盐工艺，包括以下步骤：
步骤1、破碎：将回收的废ABS电镀件经破碎机剪切破碎；
步骤2、磁选：将步骤1破碎后的ABS电镀件用磁选机选出铜镍合金备用；
步骤3、溶解：将步骤2磁选后剩余的废ABS电镀件碎片放入装有盐酸溶液的容器中并通入空气进行氧化或者在装有步骤2磁选后剩余的废ABS电镀件碎片的反应釜中利用盐酸溶液间或喷淋，直至金属与ABS合金完全脱离，过滤得到退镀液即氯化亚铜、氯化铜、氯化镍的棕色混合溶液；
步骤4、置换：将步骤2磁选出来的铜镍合金1.5吨和步骤3制得的棕色混合溶液4000L加入到1#反应釜，发生置换反应，反应后放出合格粗氯化镍溶液，此时1#反应釜中留有不合格渣铜金属，再将步骤3制得的棕色混合溶液4000L加入1#反应釜继续反应，反应后用网框收集制得的合格铜皮，此时1#反应釜中为不合格粗氯化镍溶液，将不合格粗氯化镍溶液从1#反应釜泵抽入2#反应釜中，加入铜镍合金1.5吨继续发生置换反应，放出合格粗氯化镍溶液，又加入步骤3制得的棕色混合溶液4000L继续反应，反应后用网框收集制得的合格铜皮，此时2#反应釜中为不合格粗氯化镍溶液，将不合格粗氯化镍溶液再泵抽到1#反应釜中置换，上述操作中三次加入的棕色混合溶液体积相同；如此循环反复进行置换反应，最终得到合格粗氯化镍溶液和合格铜皮；
步骤5、精制：将步骤4得到的合格粗氯化镍溶液经除杂、萃取制成精制氯化镍溶液；
步骤6、产品：将步骤5得到的精制氯化镍溶液经蒸发、浓缩、冷却、结晶、甩干得氯化镍产品。
所述步骤3的盐酸溶液是工业盐酸与水混合而成，它们的配比为：3:1，反应终点的pH值为2.5。
所述步骤4置换反应的条件：控制温度为80℃。
所述步骤4中制得合格铜皮时，加入的棕色混合溶液的含铜量超过剩下的铜、镍金属中的镍量，从而保证铜皮物料是含镍量小于0.5%以下的铜产品。
所述步骤4中合格粗氯化镍溶液的具体要求是溶液中铜离子的含量≤1g/L；合格铜皮的具体要求是在铜皮中镍的含量为0.4-0.5%。
表2 ABS电镀件浸取液成分分析
实施例3：
一种废ABS电镀件的回收金属铜和镍盐工艺，包括以下步骤：
步骤1、破碎：将回收的废ABS电镀件经破碎机剪切破碎；
步骤2、磁选：将步骤1破碎后的ABS电镀件用磁选机选出铜镍合金备用；
步骤3、溶解：将步骤2磁选后剩余的废ABS电镀件碎片放入装有盐酸溶液的容器中并通入空气进行氧化或者在装有步骤2磁选后剩余的废ABS电镀件碎片的反应釜中利用盐酸溶液间或喷淋，直至金属与ABS合金完全脱离，过滤得到退镀液即氯化亚铜、氯化铜、氯化镍的棕色混合溶液；
步骤4、置换：将步骤2磁选出来的铜镍合金1.5吨和步骤3制得的棕色混合溶液4000L加入到1#反应釜，发生置换反应，反应后放出合格粗氯化镍溶液，此时1#反应釜中留有不合格渣铜金属，再将步骤3制得的棕色混合溶液4000L加入1#反应釜继续反应，反应后用网框收集制得的合格铜皮，此时1#反应釜中为不合格粗氯化镍溶液，将不合格粗氯化镍溶液从1#反应釜泵抽入2#反应釜中，加入铜镍合金1.5吨继续发生置换反应，放出合格粗氯化镍溶液，又加入步骤3制得的棕色混合溶液4000L继续反应，反应后用网框收集制得的合格铜皮，此时2#反应釜中为不合格粗氯化镍溶液，将不合格粗氯化镍溶液再泵抽到1#反应釜中置换，上述操作中三次加入的棕色混合溶液体积相同；如此循环反复进行置换反应，最终得到合格粗氯化镍溶液和合格铜皮；
步骤5、精制：将步骤4得到的合格粗氯化镍溶液经除杂、萃取制成精制氯化镍溶液；
步骤6、产品：将步骤5得到的精制氯化镍溶液经蒸发、浓缩、冷却、结晶、甩干得氯化镍产品。
所述步骤3的盐酸溶液是工业盐酸与水混合而成，它们的配比为：2:1，反应终点的pH值为3.0。
所述步骤4置换反应的条件：控制温度为78℃。
所述步骤4中制得合格铜皮时，加入的棕色混合溶液的含铜量超过剩下的铜、镍金属中的镍量，从而保证铜皮物料是含镍量小于0.5%以下的铜产品。
所述步骤4中合格粗氯化镍溶液的具体要求是溶液中铜离子的含量≤1g/L；合格铜皮的具体要求是在铜皮中镍的含量为0.4-0.5%。
表3ABS电镀件浸取液成分分析
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种废ABS电镀件的回收金属铜和镍盐工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、破碎：将回收的废ABS电镀件经破碎机剪切破碎；
步骤2、磁选：将步骤1破碎后的ABS电镀件用磁选机选出铜镍合金备用；
步骤3、溶解：将步骤2磁选后剩余的废ABS电镀件碎片放入装有盐酸溶液的容器中并通入空气进行氧化或者在装有步骤2磁选后剩余的废ABS电镀件碎片的反应釜中利用盐酸溶液间或喷淋，直至金属与ABS合金完全脱离，过滤得到退镀液即氯化亚铜、氯化铜、氯化镍的棕色混合溶液；
步骤4、置换：将过量的步骤2磁选出来的铜镍合金和步骤3制得的棕色混合溶液加入到1#反应釜，发生置换反应，反应后放出合格粗氯化镍溶液，此时1#反应釜中留有不合格渣铜金属，再将步骤3制得的棕色混合溶液加入1#反应釜继续反应，反应后用网框收集制得的合格铜皮，此时1#反应釜中为不合格粗氯化镍溶液，将不合格粗氯化镍溶液从1#反应釜泵抽入2#反应釜中，加入过量的铜镍合金继续发生置换反应，放出合格粗氯化镍溶液，又加入步骤3制得的棕色混合溶液继续反应，反应后用网框收集制得的合格铜皮，此时2#反应釜中为不合格粗氯化镍溶液，将不合格粗氯化镍溶液再泵抽到1#反应釜中置换，上述操作中三次加入的棕色混合溶液体积相同；如此循环反复进行置换反应，最终得到合格粗氯化镍溶液和合格铜皮；
步骤5、精制：将步骤4得到的合格粗氯化镍溶液经除杂、萃取制成精制氯化镍溶液；
步骤6、产品：将步骤5得到的精制氯化镍溶液经蒸发、浓缩、冷却、结晶、甩干得氯化镍产品。
2.根据权利要求1中的一种废ABS电镀件的回收金属铜和镍盐工艺，其特征在于，所述步骤3的盐酸溶液是工业盐酸与水混合而成，它们的配比为：1:1或2:1或3:1，反应终点的pH值为1.5-3.0。
3.根据权利要求1或2中的一种废ABS电镀件的回收金属铜和镍盐工艺，其特征在于，所述步骤4置换反应的条件：控制温度为75-80℃。
4.根据权利要求1中的一种废ABS电镀件的回收金属铜和镍盐工艺，其特征在于，所述步骤4中制得合格铜皮时，加入的棕色混合溶液的含铜量超过剩下的铜、镍金属中的镍量，从而保证铜皮物料是含镍量小于0.5%以下的铜产品。
5.根据权利要求4中的一种废ABS电镀件的回收金属铜和镍盐工艺，其特征在于，所述步骤4中合格粗氯化镍溶液的具体要求是溶液中铜离子的含量≤1g/L；合格铜皮的具体要求是在铜皮中镍的含量为0.4-0.5%。
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| 膜电解法退镀废ABS电镀件及回收铜和镍;罗春燕 等;《化工环保》;20141231;第34卷(第6期);539-542 * |
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