黃金具有優良的導電性、延展性,被廣泛地應用在計算機等產品的電子電路板上。據丹麥大學的研究表明,平均生產1t電腦有關部件要用去大約0.45kg黃金、270kg塑料、128.7kg銅、1kg鐵、58.5kg鉛、39.6kg錫、36kg鎳、19.8kg銻,還有鈀、鉑等貴重金屬;僅0.45kg黃金,價值就達到6000美元。根據有關文獻,1983年美國和西歐僅在電子工業中金的消耗量就達到189t。手機也含有金、銀、銅、鈀等有價金屬,含量為:金280g/t、銀2kg/t、銅100kg/t、鈀100g/t。然而,金礦石品位低至3g/t也具有開采價值;經選礦得到的金精礦品位一般也只有70g/t左右,一般很少達到280g/t。據中國信息產業部統計,截至2004年上半年,我國平均每年淘汰近7000萬部手機,產生約7000t的電子廢棄物。
從電子廢棄物中回收金的方法歸納起來可分為火法冶金和濕法冶金。火法冶金提取貴金屬具有簡單、方便和回收率高的特點,但是由于存在有機物,在焚燒過程中產生有害氣體造成二次污染,金屬回收率低,處理設備比較昂貴。濕法冶金是從電子廢棄物中回收貴金屬應用較為廣泛的技術。濕法冶金技術是利用化學藥劑浸取金的方法;電子廢棄物經分離、破碎預處理后,再用化學藥劑提取回收的金。現代濕法冶金技術主要有溶劑萃取法和離子交換樹脂法。采用萃取法提取金,可實現較高的分離效果和產品純度。隨著新型萃取劑的不斷出現,溶劑萃取法和離子交換法將會得到快速的發展。
金的萃取劑很多,主要有:醇類、硫醚類、醚類、酯類和酮類等。丙二酸二乙酯在適宜條件下有很高的萃取系數值(僅一步萃取就足以保證定量分離金),且具有較高的金飽和容量(140g/L)以及良好的選擇性。筆者主要探討丙二酸二乙酯回收組分復雜的電子廢棄物中金的萃取條件和萃取效果。
1試樣
本實驗主要處理的電子廢棄物是經過拆卸的廢舊電腦電子線路板。廢舊線路板首先經過人工拆卸,再進行機械破碎,并對破碎后的電子廢棄物進行組分分析測定,其金、鉑、鈀的品位分別為0.11729mg/g、0.0479mg/g、0.0854mg/g。然后,經硝酸-硫酸混酸體系溶解后,過濾,濾液是以硫酸銅為主的可溶性銅鹽溶液,再利用銅鹽在一定酸度條件下能夠生成氫氧化銅沉淀或將銅鹽溶液電解而回收銅,濾渣為金、鉑以及樹脂和塑料。濾渣用王水溶解得到含金貴液,銅、鋅、鉍、鈀等干擾元素都在前面的混酸溶解時除去了,不會影響金的萃取。
2試驗結果與討論
取一定量貴液放入錐形瓶中,然后加入10ml丙二酸二乙酯(有機相與貴液的體積比即為相比),在磁力攪拌器攪拌下萃取,然后倒入分液漏斗中靜置30min,進行有機相與水相的分離,取水相和有機相用原子吸收法進行測定分析。
2.1攪拌速度對金萃取率的影響
在常溫下,當相比(有機相與水相)為1:2,pH=0.5,萃取時間為30min,靜置時間為30min時,筆者先用最大轉速為100r/min的WSZ-100-A振蕩器使兩相接觸,做平行試驗3次,結果得到的萃取率為87.65%、87.06%和86.47%。改用85-2恒溫磁力攪拌器,試驗結果見圖1。從圖1試驗結果表明,改變攪拌速度對萃取率影響不大,高、中、低三擋轉速變化對金的萃取率幾乎沒有影響。考慮到能源的節省和攪拌器的使用壽命,選擇低擋轉速。
在常溫下,相比為1:2,萃取時間為30min,靜置時間為30min,振蕩速度相同時,研究pH值對丙二酸二乙酷萃取金的影響。其試驗結果見表1。
從表1試驗結果可知,含金溶液的pH值對丙二酸二乙酯萃取金有一定影響,pH值要適宜,不能過大也不能過小。根據表1中的結果比較,筆者選擇最佳pH值為0.5~1之間。
2.5反萃取
用水浴鍋加熱來控制冷凝管的溫度計溫度達到80℃,用飽和的硫酸亞鐵溶液還原萃取液中的金,幾分鐘后就可見到冷凝管有液滴出現,并有香味,可見萃取劑未降解,再將反萃取液過濾、沖洗,烘干后稱量,濾紙上可見有金沉淀。由于試驗時采用少量樣品進行,因而含金溶液中金的質量濃度一般不高(金的質量濃度為2.5~3.5mg/L),萃取液中金的質量濃度也不高,因而反萃取時很難看到沉淀金。
表1pH值對金萃取率的影響
注:溶液略呈淡藍色是由于王水溶解金所用的含金廢料是前面硝酸和硝酸-硫酸溶解電子廢棄物后的濾渣,可能由于微量銅沒有溶解,王水溶解后呈現銅離子的顏色
3結語
通過試驗研究及其測定分析可知,丙二酸二乙酯能回收電子廢棄物中金,其萃取金的最佳條件是:有機相與水相體積比1:2,萃取時間>15min,含金溶液的pH值控制在0.5~1之間,王水溶解含金廢料時王水稀釋體積比要不小于1:1。這樣,丙二酸二乙酯萃取電子廢棄物中金的一級萃取的萃取率就可達到95%以上。
參考文獻
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[2]張欽發,龔竹青,鄭雅杰.用MIBK萃取劑從含金、鉑、鈀的貴液中萃取金的研究[J].礦冶工程,2001,21(4);58 .
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