[发明专利]利用导电高分子纳米纺丝从电子废弃物中回收金属的方法

说明书

技术领域

本发明属于电子废弃物回收处理技术领域，具体涉及一种利用导电高分子纳米纺丝从电子废弃物中回金属成分的方法。

背景技术

电子废弃物（例如废旧的印刷电路板等）中富含金、银、钯、铂等贵重金属和稀有金属，其品位是普通原生矿石的几十倍，被称作为“城市矿山”。因此，作为增长最快、同时蕴含巨大的社会财富和资源的固体垃圾，电子废弃物的资源化处理已成为当今国内外金属再生行业的朝阳产业。

目前，电子废弃物的处理与金属资源的回收过程中多采用物理法和化学法相结合的方法，其中化学法多采用湿法冶金技术。该方法具体为：将破碎后的电子废弃物碎片通过酸性或碱性液体溶浸，得到的液体再经萃取、沉淀、置换、离子交换、电解、过滤以及蒸馏等一系列处理，最终得到高品位的金属。该方法存在的问题是：金属还原回收过程中往往耗用大量的氟化物、氰化物等剧毒试剂，并产生大量的酸碱废液，如不采用妥善的办法予以处理，将对生态环境和人类健康造成严重的污染和危害。

因此，如何妥善处理电子废弃物、实现环境保护和资源再生，是人类社会面临的重要难题之一。

发明内容

本发明针对上述现有电子废弃物回收处理技术的不足，提供一种从电子废弃物中回收金属的方法，该方法具有安全、无毒、高效和环保的优点。

本发明采用导电高分子材料，该导电高分子材料是聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩以及它们的环取代衍生物、杂原子取代衍生物中的一种，将该导电高分子材料和聚偏氟乙烯、聚酰亚胺及聚砜等纺丝材料作为原料，通过静电纺丝法制备成纳米纺丝材料。将该纳米纺丝材料置于含有金属成分的电子废弃物浸取液中，即可自发地在纺丝材料表面富集并还原金属离子，过滤之后即可实现溶液中金属成分的提取分离。具体包括以下步骤：

（1）制备导电高分子纳米纺丝

将导电高分子材料与纺丝材料按照质量比为1：0.1～3：1混合，将混合材料按固液比为1：20～1：5（g/ml）加入1-甲基-2-吡咯烷酮、环己酮、二甲基甲酰胺或二甲亚砜中，超声搅拌均匀后，得到纺丝溶液；然后，采用静电纺丝法，将纺丝溶液制成导电高分子纳米纺丝；

（2）制备电子废弃物酸浸取液

将电子废弃物破碎为粒径为0.05mm～5mm的颗粒，然后将该颗粒浸入酸液中，使其中所含的金属离子溶于酸液，得到电子废弃物酸浸取液；

（3）从电子废弃物酸浸取液中回收金属

将步骤（1）制得的导电高分子纳米纺丝按照固液比为1：10～1：1（mg/ml）加入步骤（2）中得到的电子废弃物酸浸取液中，室温下振荡0.5～6小时，使导电高分子纳米纺丝充分吸附并还原溶液中的金属离子；过滤分离，将含酸废液经浓缩处理后再利用，加工吸附金属离子的导电高分子纳米纺丝置于熔炼炉中高温熔炼，导电高分子纳米纺丝分解为气体并经碱液吸收，得到单质金属颗粒。

所述的导电高分子材料是聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩以及它们的环取代衍生物、杂原子取代衍生物中的一种。

所述的纺丝材料包括但不限于聚偏氟乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚酰亚胺、聚砜、聚苯醚、聚苯并咪唑等高分子材料以及它们的衍生物。

所述的步骤（1）中，采用静电纺丝法，将所述的纺丝溶液制成导电高分子纳米纺丝的过程为：将纺丝溶液注入纺丝装置并导入喷丝头，利用压缩空气使其喷出，在空气中运动并形成微细流簇，溶剂挥发后固化成细丝，沉积在凝固浴收集器中，得到所需的导电高分子纳米纺丝。作为优选，所述的压缩空气的气压为5～15kPa；所述的纺丝溶液经压缩空气喷出的流速优选为2～10μL/s。

所述的步骤（2）中，所述的酸液不限，包括盐酸溶液、硝酸溶液、硫酸溶液等。作为优选，所述的电子废弃物酸浸取液的pH值为1～5。

作为优选，上述步骤（3）中，所述的导电高分子纳米纺丝置于900～1000℃的高温熔炉中进行熔炼。

作为优选，上述步骤（3）中，过滤分离后，将得到的含酸废液经浓缩处理可重复利用，固渣在酸性溶液中经自发电化学氧化还原反应可再生至初始低氧化态以重复使用，直至富集质量为自重5～10倍的金属成分或完全失效。