湿法冶金在城市矿山资源化中的应用(2)

2.2.1 物理方法

物理法主要是利用电子垃圾各组分之间的物理性质的差异(如密度、电性、磁性、形状及表面性质等)进行机械处理的一种手段。主要包括预拆解、破碎、分选等多种组合工艺，是其他方法的预处理阶段。

预拆解过程是电子垃圾资源化处理的基础，实现物料的分类，可以减少后续处理工艺的压力。传统的拆解操作一般采用人工和机械设备辅助完成。近年来，机械化及自动拆解技术的迅猛发展使得电子废弃物处理设备广泛应用。包括：熔化焊锡所使用的浴洗或热空气加热等方法，拆除线路板表面元器件用的真空夹、机器人以及一些化学或机械等非热技术[13]。

破碎主要是利用各种破碎工具对电子垃圾实施破碎，尽可能地使垃圾中的金属单体剥离，物料颗粒的形状、粒度等对后续的分选或提取效率影响较大。

电子废弃物的分选是利用物料的密度差、电磁性等进行分离，主要包括：根据颗粒比重的不同实现分选的气力摇床技术；根据颗粒电性的差异，适用于轻金属材料与比重相近的塑料材料(如铝和塑料)之间的分离的涡流分选技术，以及用于分离非铁金属和塑料的重选分离分选机；对于有些复杂粉状物料还可以采用浮选法分选金属。

2.2.2 化学方法

(1)火法冶金

火法冶金是通过焚烧热解、熔炼等高温手段去除电子废弃物中的有机成分，从而富集回收金属，火法冶金特别适用于规模型企业。该法对原料的物理成分要求不高，具有适用范围广，金属回收率高、流程短等优点。但在冶炼过程中会产生大量的有毒气体，锡、铅等容易挥发，回收困难，同时造成大量的非金属成分损失，熔炼渣增加了二次固体废弃物。

(2) 湿法冶金

湿法冶金是将破碎后的电子废弃物颗粒在酸性或碱性条件下浸蚀，浸出液再经过萃取、沉淀、置换、离子交换、过滤以及蒸馏等过程回收金属。

与火法冶金相比，具有废气排放少、提取贵金属后的残留物较易处理、经济效益显著等优点，应用技术范围比火法冶金广。缺点是化学试剂消耗大、工艺复杂，产生大量酸性废水，难以处理。

湿法冶金的细菌浸出是利用微生物浸取或富集电子垃圾中的贵金属，通过物理、化学、生物等作用吸附金属离子的过程。该方法应用于后期处理阶段，能处理多金属电子废弃物。具有工艺简单、操作方便、成本低、投资少等优点。但是要求浸出时间长，运行条件苛刻，且只能提取贵金属，使其应用受限。

3 电子垃圾资源化的湿法冶金技术

目前对电子垃圾进行资源化循环利用的研究主要集中在重金属铜以及金、钯等稀贵金属的回收方面。其回收技术的原则是：提高有价金属回收率，降低成本、生产过程无二次污染。

湿法处理电子垃圾技术多采用联合工艺，如“机械破碎-物理分选+湿法浸出工艺”、“破碎- 煅烧- 湿法浸出工艺”或者“直接浸出工艺”。

一般来说对于可以物理拆解及分离的有色金属，物理法是首推方法。对于印刷电路板类的电子垃圾，由于成分复杂，传统的湿法冶金的浸出溶液体系可能不太适合金属的高效分离，目前对于规模化程度不高的生产企业，根据不同电子产品的成分差异性，选用合适的组合技术，其中“机械分离+湿法冶金”是目前通用的技术。湿法冶金处理电子垃圾适用于物理法技术的补充，主要回收物理法无法有效回收的金属。

湿法技术的关键是浸出和净化过程，相关技术研究主要集中在浸出剂的选择上，湿法冶金在处理电子垃圾印刷电路板中出现了许多技术方法，其适用性和特点，详见表2。

表2 不同湿法冶金技术原理及优缺点方法原理优缺点酸洗法[14-16]将含有贵金属的电子垃圾用强酸或强氧化剂溶解,得到贵金属的剥离沉淀物和含铜及其它贱金属的酸溶液,再分别进行处理分离出贵金属产品。经济效益显著,适用范围广;但产生大量酸性废水,随意倾倒或掩埋,造成对环境的二次污染。鼓氧氰化法[17]利用碱金属氰化物将金、银溶解而进入溶液,再通过还原方法使氰化溶液中的金、银还原出来要使用大量的含氰毒物,会产生有害气体,而且只能回收原料中暴露的金银。溶蚀法[18-19]用弱氧化剂溶液将电路板中的铜等贱金属溶解以分离贵金属,再逐步回收铜及贵金属。消耗的溶剂较多,耗能较大。溶剂萃取法[17]利用金与铂族金属分离的萃取剂,处理较低品味的原料。操作性强,灵活多变,适合小规模生产。电解法[20-21]即电解沉积,将经浸出、净化处理的浸取液中的待提贵重金属离子在阴极还原,从而制得纯金属。具有高的选择性,可获得高纯金属,生产也较易连续化和自动化;但耗能较高,大多只针对某一种金属,缺少综合回收多种贵重金属的方法,且贵金属分离后的溶液可能会导致二次污染。离子交换法[22]适用于对物质的精提,分为选择吸附、选择淋洗及色层分离等方法。离子交换吸附容量低,交换速度慢,设备效率低,且多数需配合萃取联合使用。四段式处理工艺[23]包括预破碎、液氮冷冻后破碎、分类、静电分选等工艺。对贵金属先用王水浸出,经还原、电解、煅烧、水解,置换等工序可得到金、铂、钯和银等贵金属。可较好回收有价金属和贵金属。但所需设备多且复杂,投资费用高,有价金属湿法提取流程长,必须使用德国液氮冷冻技术。

文章来源：《湿法冶金》 网址: http://www.sfyjzz.cn/qikandaodu/2020/1228/378.html