[发明专利]一种从废旧太阳能板中回收金属和能源气体的方法

说明书

本发明公开了一种从废旧太阳能板中回收金属和能源气体的方法。本发明对废弃太阳能板进行真空热解处理，分离并回收废旧太阳能板中有机组分裂解得到的短链气体；采用真空冶金的方法将金属组分气化，并利用不同金属在真空条件下的沸点差异，通过温度梯度分级冷凝分离，从而得到各种金属单质。本发明实现了废旧太阳能板中各金属组分、有机组分和硅原料的高效精准分离回收，将废旧的太阳能板转化为高附加值、可二次利用的材料，而且工艺简单，能耗低，无二次污染物的排放，具有显著的经济效益和环境效益。

技术领域

本发明涉及固体废弃物资源回收技术领域，具体涉及一种从废旧太阳能板中回收金属和能源气体的方法。

背景技术

随着石油和煤等传统能源逐渐枯竭，新能源技术得到了不断发展。作为最具备利用潜力的能源——太阳能，更是人类开发利用的重点。另一方面，太阳能的普及和利用可以大大减少CO₂的排放，对于全球气候变化有着积极的影响。因此，太阳能产业近十年来得到了不断地发展，与此相应的，作为太阳能电池的太阳能板也得到了广泛的生产和应用，太阳能板模块的使用寿命一般为15到20年，虽然太阳能技术相关固体废弃物与传统能源产生的废弃物相比数量很少，但是当太阳能板使用寿命达到期限后，其废弃物的产量是不可忽视的一个问题。

太阳能电板的结构由上到下主要包括合成树脂外膜、钢化玻璃、锡包铜导线、二氧化锡、铟、镓、锗等稀有金属、晶体硅、氧化锌和铝制底座，各组分之间用EVA(乙烯-乙酸乙酯共聚物)等有机粘合剂进行固定粘结，其中的铜、铟、镓、锗等金属都是属于较为稀有，并且比较贵重的金属，特别是铟、镓、锗在自然界是没有单质态的矿产，基本上都是以伴生的形态存在的，是非常珍贵的金属资源。因此，废旧太阳能板中金属的回收是非常有必要的，对于资源的可持续开采具有重要的意义。

目前关于废旧太阳能板中金属的回收的报道还非常少，并且均是采用“浓酸溶解+化学浸出”的方法。CN103184338A提供了一种铜铟镓硒薄膜太阳能板回收方法，首先将太阳能板破碎，然后利用H₂SO₄和H₂O₂体系过滤浸出，然后通过P₂O₂、煤油、HCl、碱液进行萃取和浸出得到In、Se、Cu的氢氧化物溶液，然后通过电解和沉淀的方法得到金属Ga。此方法可以高效回收稀有金属，流程也比较简单，但是过程中会产生大量的酸碱、含有金属离子和氧化性较强的废水，处理难度大，不是一种绿色的回收方法。

CN103199148A提供了一种从废旧薄膜太阳能电池中回收镓、铟、锗的方法，利用硫酸和硝酸混合氧化太阳能板破碎物，得到含有镓、铟、锗、镉、铜、锡、锌金属离子的第一分离液，通过调节pH沉淀分离铜、镉，然后加入锌、铝、镁的至少一种，调节pH置换出镓、铟、锗、锡并过滤得到金属混合滤渣，然后通过加入碱液溶解镓并电解得到金属镓，接下来将铟、锗金属固体加入酸液中溶解，通过P₂O₂和煤油体系、碱液进行反萃取、电解和沉淀，得到金属铟和氢氧化锗沉淀，通过焙烧还原方法得到金属锗。此方法同样可以回收到稀有金属，但是方法流程复杂，并且多次用到强酸、强碱等化工原料，过程中产生大量酸碱及重金属废水，不是一种绿色的回收方法，不适合用于工业生产。

因此，为了高效地回收太阳能板中的金属资源，并尽量减少其在回收过程中对环境造成的伤害，急需一种高效、环保且便于推广的回收方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种从废旧太阳能板中回收金属和能源气体的方法，本发明的方法避免了现有方法中采用各式酸碱浸出而产生大量废水的问题，实现了废旧太阳能板中的金属分离和回收，且将太阳能板中的有机组分转化为二次能源再次利用，具有操作简单、高效回收、环境友好及资源节约的特点。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：