[发明专利]基于电化学法从废旧电路板中回收铜制备高纯高强度铜箔的工艺

说明书

技术领域

本发明基于电化学法从回收废旧电路板中回收铜制备高纯高强度铜箔的工艺，属于电子产品回收技术领域。

背景技术

人类在进入信息时代以后，数码电子产品迅速发展，更新换代速率也越来越快，废弃的电子产品制造了大量的垃圾，印刷电路板作为电子产品必不可少的组成部分，废弃数量也在急剧增加。废旧电路板中焊接电子元件的焊锡中有铅，有些元器件中还含有镉、汞、铬等，不恰当的处理方式，如焚烧等，不仅工序复杂，而且粉尘大，其中的有毒物质进入水源和土壤，污染环境、危害人类健康。

废弃的电路板功能不同，因此其组成物质元素也有差别，但主要构成物质基本一致，为了达到快速传输电子数据的目的，使用了大量的重金属元素，所占比例达到50％左右，其中包括金、铂、铑、银、铜、铁、镍等金属资源，远高于自然界中矿石3％～5％的金属元素含量。因此，废旧电路板是一个巨大的金属资源宝库，值得回收循环利用。

目前废旧电路板的回收方法主要分为：物理法、化学法和生物法。物理方法包括拆卸、破碎、分选等，即根据材料的密度不同分离出金属和非金属。该法回收废旧印刷电路板不用考虑废水、废气问题，相对其他方法是一种经济环保的处理方法，能够分离并富集金属与非金属；但是不能进一步将金属种类分开，忽略了产品的后续处理问题，所以只能作为处理废旧印刷电路板的初步回收方法，且物理法需要高质量的大型处理设备，投资较大。

化学方法主要包括酸或碱浸出，即废旧电路板中的铜和其他金属浸入溶液中，而非金属物质留在渣中，然后经过净化、沉淀、溶剂萃取、离子交换、置换、过滤及蒸馏等过程获得金属；但此法所利用的氨性铜萃取剂lix54、N910铜萃取剂、氨水-氯化铵萃取剂等对人体和环境存在一定危害、二次污染严重、成本高效益低且后期处理繁琐。

生物技术方法，就是利用微生物细胞或其代谢产物，通过物理、化学、生物等作用吸附金属离子的过程。通过让培养菌不断地适应培养基，来获得在生物浸出时最大的转化率。该方法在低浓度条件下，生物吸附剂可以选择性的吸附其中的重金属，且pH值和温度适应范围宽，回收贵金属效率高；但该方法对适用的藻类及菌种的筛选或改造难度较大，处理过程中浸出时间长，现在还仍处于实验研究阶段，难以实现工业应用。

铜箔作为电子制造行业的功能性基础原材料，主要用于覆铜板和印刷线路板的制作。另外锂离子电池负极集流体的主要材料是金属铜箔，电化学方法制备的铜箔厚度薄、均匀、具有良好的导电性、强度高、耐卷绕和碾压、成本低等优势，成为国内外大部分锂电池厂家制作锂离子电池负极集流体的首选材料。因此制备超薄、表面缺陷少、高强度、高纯、高导、耐蚀的电铜箔具有很高的实用价值。

发明内容

针对现有技术中通过物理法、化学法和生物法等方法回收电子产品的工艺存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种以废旧电路板为原料，通过电化学方法高效率选择性回收铜，并制备出高纯度、高强度、高导和耐蚀性好铜箔的方法。

本发明提供了一种基于电化学法从废旧电路板中回收铜制备高纯高强度铜箔的工艺，该工艺以含硫酸铜的溶液为电解液，以废旧电路板为阳极，阳极外部设有阳极袋，工业钛板或不锈钢板为阴极，阴极和阳极之间设有隔板，隔板将电解槽分隔成相互独立的阳极槽和阴极槽，隔板底部设有液体通道，阳极槽和阴极槽中的电解液通过液体通道连通；采用直流电流或脉冲电流进行电解沉积，在阴极得到铜箔；所述的电解液中硫酸铜的浓度为50～200g/L，硫酸的浓度为80～160g/L，氯离子的浓度为5～50mg/L；所述的直流电流或脉冲电流的大小以维持阴极上的平均电流密度为30～80mA/cm²，其中，脉冲电流的占空比为0.5～0.95，周期为1～100ms；所述的电解液中包含十二烷基硫酸钠和/或聚乙二醇。

本发明的从回收废旧电路板中回收铜制备高纯高强度铜箔的工艺还包括以下优选方案：

优选的方案中电解液的pH为0.5～1。

优选的方案中十二烷基硫酸钠在电解液中的浓度不大于10g/L。

优选的方案中聚乙二醇分子量为400～4000，其在电解液中的浓度不大于50g/L。优选的方案中十二烷基硫酸钠和聚乙二醇适量的加入使铜箔平整度、光亮度和机械强度达到更佳的水平。

优选的方案中电解沉积过程中电解液的温度维持在20～80℃之间。

优选的方案中电解沉积时间为8～20min。