废ABS塑料电镀件金属回收工艺及其回收装置

摘要

本发明公开了一种废ABS塑料电镀件金属回收工艺及其回收装置。该废ABS塑料电镀件金属回收工艺包括如下步骤：Step1：将废ABS塑料电镀件进行破碎；Step2：往破碎后的废ABS塑料电镀件中加入混酸，通入空气反应；Step3：反应结束后，压滤得到铜镍混合液，往铜镍混合液中加入有机萃取剂，分离；Step4：有机相用硫酸进行反萃取，对反萃液电积生成阴极铜，水相用熟石灰调节pH至6，过滤得到氢氧化镍，压滤干燥。本发明的有益效果为：该工艺能够在实现铜和镍分离的前提下，将铜集中制作成金属铜，提高铜的应用价值。

权利要求

1.一种废ABS塑料电镀件金属回收工艺，其特征是：包括如下步骤：Step1：将废ABS塑料电镀件进行破碎；

Step2：往破碎后的废ABS塑料电镀件中加入混酸，通入空气反应；

Step3：反应结束后，压滤得到铜镍混合液，往铜镍混合液中加入有机萃取剂，分离；

Step4：有机相用硫酸进行反萃取，对反萃液电积生成阴极铜，水相用熟石灰调节pH至

6，过滤得到氢氧化镍，压滤干燥；

Step2中，按照重量比，所述废ABS塑料电镀件：混酸＝2:3，所述混酸包括盐酸和硫酸，所述盐酸的质量分数为5-10％，所述硫酸的质量分数为10-15％，所述盐酸和硫酸质量比为

1:1，反应时间为3-4h，反应温度为60-70℃；

Step3中，按照重量份，所述有机萃取剂包括2-羟基-5壬基乙酮肟1-2份、2-羟基-5-十二烷基苯甲醛肟1-2份、4-十二烷基-2-羟基苯甲醛1-2份和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯0.2-0.5份、磺化煤油10-30份。

2.根据权利要求1所述的废ABS塑料电镀件金属回收工艺，其特征是：所述Step2中，当温度较低时，通入热空气，当温度较高时，直接通入空气，进行温度控制。

3.根据权利要求1所述的废ABS塑料电镀件金属回收工艺，其特征是：所述Step4中，有机相经过反萃后得到的萃余液进入下一批次的铜镍混合液中进行萃取，电积过程中当反萃液中铜离子浓度低于10g/L时，取出反萃液对下一批次的有机相进行反萃。

说明书

废ABS塑料电镀件金属回收工艺及其回收装置

技术领域

[0001] 本发明涉及废旧资源回收工艺，特别涉及一种废ABS塑料电镀件金属回收工艺及其回收装置。

背景技术

[0002] 随着我国汽车销量的大幅增加，报废量也在逐年上升。而报废的汽车中含有大量的ABS塑料电镀件。相对于普通塑料，这些ABS塑料电镀件中还含有大量的金属，对环境污染较为严重。因此，实现对ABS塑料电镀件的无害化处理和回收具有重要的研究意义。

[0003] 公开号为CN101096428的中国专利公开了一种混酸空气催化分离塑料镀层的方法。该方法采用氨分次调节pH使铜、镍依次生成沉淀析出来实现退镀液中的铜和镍进行分离。在这种方法中，铜的沉淀一部分靠pH调节至4.5-5.5形成，另一部分靠生成硫化铜形成。从而能够避免在调节pH值过程中铜和镍同时发生沉淀而难以分离的情况。但是，这种操作方式导致铜以碱式硫酸铜和硫化铜两种形式存在，而其中的硫化铜应用价值较少，有待改进。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种废ABS塑料电镀件金属回收工艺。该工艺能够在实现铜和镍分离的前提下，将铜集中制作成金属铜，提高铜的应用价值。

[0005] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

[0006] 一种废ABS塑料电镀件金属回收工艺，包括如下步骤：

[0007] Step1：将废ABS塑料电镀件进行破碎；

[0008] Step2：往破碎后的废ABS塑料电镀件中加入混酸，通入空气反应；

[0009] Step3：反应结束后，压滤得到铜镍混合液，往铜镍混合液中加入有机萃取剂，分离；

[0010] Step4：有机相用硫酸进行反萃取，对反萃液电积生成阴极铜，水相用熟石灰调节pH至6，过滤得到氢氧化镍，压滤干燥。

[0011] 通过采用上述技术方案，废ABS塑料电镀件的镀层金属主要为铜和镍。利用混酸和空气对ABS的镀层进行氧化，使镀层形成铜离子和镍离子。利用有机萃取剂将铜进行萃取，实现铜和镍的分离。然后用硫酸进行反萃取，使铜重新进入水相，便于电积产生阴极铜。从而能够在实现铜和镍分离的前提下，将铜集中制作成金属铜，提高铜的应用价值。

[0012] 本发明进一步设置为：Step2中，按照重量比，所述废ABS塑料电镀件∶混酸＝2∶3，所述混酸包括盐酸和硫酸，所述盐酸的质量分数为5-10％，所述硫酸的质量分数为10-15％，所述盐酸和硫酸质量比为1∶1。

[0013] 通过采用上述技术方案，混酸用量过大，一反面会导致在用熟石灰调节pH时产生硫酸钙沉淀，另一方面也不利于有机萃取剂对铜进行萃取。而混酸用量过少，会导致镀层无法进行充分溶解，从而导致部分ABS表面还附着有镀层。

[0014] 本发明进一步设置为：Step2中反应时间为3-4h，反应温度为60-70℃。

[0015] 通过采用上述技术方案，反应时间过短，镀层无法进行充分溶解，从而导致部分ABS表面还附着有镀层。反应时间过短，影响生产效率。镀层的溶解过程为放热过程。因此，若要控制反应温度变低，需要增加额外的降温成本。而反应温度过高，增强盐酸的挥发性能，导致压强增大，不利于反应平稳进行。

[0016] 本发明进一步设置为：所述Step2中，当温度较低时，通入热空气，当温度较高时，直接通入空气，进行温度控制。

[0017] 通过采用上述技术方案，空气为镀层溶解过程的原料。利用通热空气和通未加热过的空气的方式来控制反应温度，降低生产成本。

[0018] 本发明进一步设置为：Step3中，按照重量份，所述有机萃取剂包括2-羟基-5壬基乙酮肟1-2份、2-羟基-5-十二烷基苯甲醛肟1-2份、4-十二烷基-2-羟基苯甲醛1-2份和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二异丁酸酯0.2-0.5份、磺化煤油10-30份。

[0019] 通过采用上述技术方案，2-羟基-5壬基乙酮肟属于酮肟，具有优良的反萃取性能。而2-羟基-5-十二烷基苯甲醛肟属于醛肟，具有优良的萃取性能，能够使铜快速进入有机相，增加铜在有机相中的分配系数。酮肟和醛肟具有协同作用，增强对铜的萃取和反萃取性能。而有机萃取剂使用的环境处于酸性环境下，2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二异丁酸酯在酸性环境下容易水解，从而能够减少酮肟和醛肟的分解，维持对铜的萃取和反萃取性能。4-十二烷基-2-羟基苯甲醛也能够增强对铜的萃取能力。

[0020] 本发明进一步设置为：所述Step4中，有机相经过反萃后得到的萃余液进入下一批次的铜镍混合液中进行萃取，电积过程中当反萃液中铜离子浓度低于10g/L时，取出反萃液对下一批次的有机相进行反萃。

[0021] 通过采用上述技术方案，有机相进过反萃后重新生成有机萃取剂，能够对下一批次的铜镍混合液中的铜进行萃取，从而减少有机萃取剂的消耗。而当铜离子浓度低于10g/L时，继续电积会使铜以铜粉形式析出，效果较差，但是直接排放会降低铜的利用率和造成污染。将此时的反萃液和下一批次的有机相进行汇合，一方面提高上一批次反萃液中铜的利用率。另一方面，在上一批次反萃液进行电积过程中，氢离子浓度增加，可以对下一批次的有机相进行反萃，从而减少硫酸的消耗。

[0022] 本发明的另一发明目的在于提供一种运行上述废ABS塑料电镀件金属回收工艺的回收装置，按照工序，依次包括用于破碎废ABS塑料电镀件的粉碎机、用于废ABS塑料电镀件、混酸和空气反应的搅拌反应釜、从铜镍混合液中萃取铜的萃取罐、从有机相中对铜进行反萃的反萃取罐、制作阴极铜的电积槽、生成氢氧化镍沉淀的沉淀槽、干燥氢氧化镍沉淀的压滤机，所述电积槽槽口的相互平行的两侧设置有多个等间距的卡位槽，所述卡位槽中设置有悬挂杆，相邻两根所述悬挂杆通过套环分别连接有石墨电极板和钛电极板，所述石墨电极板连接电源的正极，所述钛电极板连接电源的负极。

[0023] 通过采用上述技术方案，卡位槽的等间距设置，一方面便于进行安放悬挂杆，避免石墨电极板和钛电极板之间距离过近容易导致短路和距离过远导致石墨电极板和钛电极板数量较少而影响阴极铜的生产效率。

[0024] 本发明进一步设置为：所述电积槽的侧面位于槽口下方设置有多个抽气口，所述电积槽的槽口覆盖有塑料隔膜。

[0025] 通过采用上述技术方案，悬挂杆能够对塑料隔膜进行支撑。利用抽气口的抽风，使电积槽中产生的酸雾和氧气能够从抽气口离开，避免酸雾和氧气的逸出影响生产环境。

[0026] 本发明进一步设置为：所述电积槽一侧的槽壁设置有位于槽口下方的进水孔，所述电积槽相对进水孔的一侧设置有与电积槽的槽壁抵接且背离进水孔的半圆形管，所述半圆形管的下端与电积槽的槽底分离，所述半圆形管的上端与电积槽的槽口齐平，所述电积槽靠近半圆形管的槽壁设置有与半圆形管的上端连通的缓冲槽，所述缓冲槽的槽底连接有出水孔。

[0027] 通过采用上述技术方案，当后一批次的反萃液从进水孔进入电积槽中后，前一批次的反萃液会经过半圆形管流入缓冲槽中，再从出水孔中离开。从而利于进行电积槽中不同批次的反萃液的更换。

[0028] 综上所述，本发明具有以下有益效果：

[0029] 1、利用混酸和空气对ABS的镀层进行氧化，使镀层形成铜离子和镍离子。利用有机萃取剂将铜进行萃取，实现铜和镍的分离。然后用硫酸进行反萃取，使铜重新进入水相，便于电积产生阴极铜。从而能够在实现铜和镍分离的前提下，将铜集中制作成金属铜，提高铜的应用价值；

[0030] 2、空气为镀层溶解过程的原料，利用通热空气和通未加热过的空气的方式来控制反应温度，降低生产成本；

[0031] 3、有机萃取剂的循环使用减少有机萃取剂的消耗，而在上一批次反萃液进行电积过程中，氢离子浓度增加，可以对下一批次的有机相进行反萃，从而减少硫酸的消耗，同时也让上一批次未析出的铜与下一批次的铜进行汇合，提高铜的利用率；

[0032] 4、悬挂杆的设置一方面用于悬挂石墨电极板和钛电极板，另一方面与卡位槽配合，避免石墨电极板和钛电极板之间距离过近容易导致短路和距离过远导致石墨电极板和钛电极板数量较少而影响阴极铜的生产效率，还有一方面能够对塑料隔膜进行支撑。

附图说明

[0033] 图1为运行废ABS塑料电镀件金属回收工艺的回收装置的流程图；

[0034] 图2为电积槽中的石墨电极板和钛电极板未连接电源时与塑料隔膜分离的结构示意图。

[0035] 附图标记：1、卡位槽；2、悬挂杆；3、套环；41、石墨电极板；42、钛电极板；5、塑料隔膜；6、抽气口；7、进水孔；8、半圆形管；9、缓冲槽；10、出水孔。

具体实施方式

[0036] 以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

[0037] 实施例1-5中，Step3中的有机萃取剂和Step4中采用的质量分数为40％的硫酸均为首次使用时使用，之后批次分别采用反萃取罐分离出的有机相和电解后的反萃液即可。

[0038] 实施例1-5中所使用的废ABS塑料电镀件的成份相同，具体成分情况如表1所示：

[0039] 表1废ABS塑料电镀件的成份表

[0040]项目 质量分数/％
ABS 82
PC 2
PP 1
Cu 9
Ni 6

[0041] 实施例1

[0042] 一种废ABS塑料电镀件金属回收工艺，包括如下步骤：

[0043] Step1：将废ABS塑料电镀件进行破碎；

[0044] Step2：往破碎后的废ABS塑料电镀件中加入混酸，通入空气反应3h，根据反应温度选择通入热空气或者直接通空气来控制反应温度为60℃，按照重量比，废ABS塑料电镀件∶混酸＝2∶3，混酸包括盐酸和硫酸，盐酸的质量分数为5％，硫酸的质量分数为15％，盐酸和硫酸质量比为1∶1；

[0045] Step3：反应结束后，压滤得到铜镍混合液，往铜镍混合液中加入有机萃取剂，分离；

[0046] Step4：有机相用质量分数为40％的硫酸进行反萃取，对反萃液电积生成阴极铜，水相用熟石灰调节pH至6，过滤得到氢氧化镍，压滤干燥。

[0047] Step4中，有机相经过反萃后得到的萃余液进入下一批次的铜镍混合液中进行萃取，电积过程中当反萃液中铜离子浓度低于10g/L时，取出反萃液对下一批次的有机相进行反萃。

[0048] 按照重量份，有机萃取剂包括2-羟基-5壬基乙酮肟1份、2-羟基-5-十二烷基苯甲醛肟2份、4-十二烷基-2-羟基苯甲醛1份和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二异丁酸酯0.2份、磺化煤油10份。

[0049] 实施例2

[0050] 一种废ABS塑料电镀件金属回收工艺，包括如下步骤：

[0051] Step1：将废ABS塑料电镀件进行破碎；

[0052] Step2：往破碎后的废ABS塑料电镀件中加入混酸，通入空气反应4h，根据反应温度选择通入热空气或者直接通空气来控制反应温度为62℃，按照重量比，废ABS塑料电镀件∶混酸＝2∶3，混酸包括盐酸和硫酸，盐酸的质量分数为8％，硫酸的质量分数为10％，盐酸和硫酸质量比为1∶1；

[0053] Step3：反应结束后，压滤得到铜镍混合液，往铜镍混合液中加入有机萃取剂，分离；

[0054] Step4：有机相用质量分数为40％的硫酸进行反萃取，对反萃液电积生成阴极铜，水相用熟石灰调节pH至6，过滤得到氢氧化镍，压滤干燥。

[0055] Step4中，有机相经过反萃后得到的萃余液进入下一批次的铜镍混合液中进行萃取，电积过程中当反萃液中铜离子浓度低于10g/L时，取出反萃液对下一批次的有机相进行反萃。

[0056] 按照重量份，有机萃取剂包括2-羟基-5壬基乙酮肟2份、2-羟基-5-十二烷基苯甲醛肟1份、4-十二烷基-2-羟基苯甲醛2份和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二异丁酸酯0.3份、磺化煤油20份。

[0057] 实施例3

[0058] 一种废ABS塑料电镀件金属回收工艺，包括如下步骤：

[0059] Step1：将废ABS塑料电镀件进行破碎；

[0060] Step2：往破碎后的废ABS塑料电镀件中加入混酸，通入空气反应3h，根据反应温度选择通入热空气或者直接通空气来控制反应温度为64℃，按照重量比，废ABS塑料电镀件∶混酸＝2∶3，混酸包括盐酸和硫酸，盐酸的质量分数为10％，硫酸的质量分数为12％，盐酸和硫酸质量比为1∶1；

[0061] Step3：反应结束后，压滤得到铜镍混合液，往铜镍混合液中加入有机萃取剂，分离；

[0062] Step4：有机相用质量分数为40％的硫酸进行反萃取，对反萃液电积生成阴极铜，水相用熟石灰调节pH至6，过滤得到氢氧化镍，压滤干燥。

[0063] Step4中，有机相经过反萃后得到的萃余液进入下一批次的铜镍混合液中进行萃取，电积过程中当反萃液中铜离子浓度低于10g/L时，取出反萃液对下一批次的有机相进行反萃。

[0064] 按照重量份，有机萃取剂包括2-羟基-5壬基乙酮肟2份、2-羟基-5-十二烷基苯甲醛肟2份、4-十二烷基-2-羟基苯甲醛1份和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二异丁酸酯0.4份、磺化煤油30份。

[0065] 实施例4

[0066] 一种废ABS塑料电镀件金属回收工艺，包括如下步骤：

[0067] Step1：将废ABS塑料电镀件进行破碎；

[0068] Step2：往破碎后的废ABS塑料电镀件中加入混酸，通入空气反应4h，根据反应温度选择通入热空气或者直接通空气来控制反应温度为67℃，按照重量比，废ABS塑料电镀件∶混酸＝2∶3，混酸包括盐酸和硫酸，盐酸的质量分数为6％，硫酸的质量分数为14％，盐酸和硫酸质量比为1∶1；

[0069] Step3：反应结束后，压滤得到铜镍混合液，往铜镍混合液中加入有机萃取剂，分离；

[0070] Step4：有机相用质量分数为40％的硫酸进行反萃取，对反萃液电积生成阴极铜，水相用熟石灰调节pH至6，过滤得到氢氧化镍，压滤干燥。

[0071] Step4中，有机相经过反萃后得到的萃余液进入下一批次的铜镍混合液中进行萃取，电积过程中当反萃液中铜离子浓度低于10g/L时，取出反萃液对下一批次的有机相进行反萃。

[0072] 按照重量份，有机萃取剂包括2-羟基-5壬基乙酮肟1份、2-羟基-5-十二烷基苯甲醛肟1份、4-十二烷基-2-羟基苯甲醛2份和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二异丁酸酯0.5份、磺化煤油25份。

[0073] 实施例5

[0074] 一种废ABS塑料电镀件金属回收工艺，包括如下步骤：

[0075] Step1：将废ABS塑料电镀件进行破碎；

[0076] Step2：往破碎后的废ABS塑料电镀件中加入混酸，通入空气反应3h，根据反应温度选择通入热空气或者直接通空气来控制反应温度为70℃，按照重量比，废ABS塑料电镀件∶混酸＝2∶3，混酸包括盐酸和硫酸，盐酸的质量分数为7％，硫酸的质量分数为13％，盐酸和硫酸质量比为1∶1；

[0077] Step3：反应结束后，压滤得到铜镍混合液，往铜镍混合液中加入有机萃取剂，分离；

[0078] Step4：有机相用质量分数为40％的硫酸进行反萃取，对反萃液电积生成阴极铜，水相用熟石灰调节pH至6，过滤得到氢氧化镍，压滤干燥。

[0079] Step4中，有机相经过反萃后得到的萃余液进入下一批次的铜镍混合液中进行萃取，电积过程中当反萃液中铜离子浓度低于10g/L时，取出反萃液对下一批次的有机相进行反萃。

[0080] 按照重量份，有机萃取剂包括2-羟基-5壬基乙酮肟1份、2-羟基-5-十二烷基苯甲醛肟1份、4-十二烷基-2-羟基苯甲醛2份和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二异丁酸酯0.4份、磺化煤油15份。

[0081] 实施例6

[0082] 参照图1，一种运行废ABS塑料电镀件金属回收工艺的回收装置，按照工序，依次包括用于破碎废ABS塑料电镀件的粉碎机、用于废ABS塑料电镀件、混酸和空气反应的搅拌反应釜、从铜镍混合液中萃取铜的萃取罐、从有机相中对铜进行反萃的反萃取罐、制作阴极铜的电积槽、生成氢氧化镍沉淀的沉淀槽、干燥氢氧化镍沉淀的压滤机。

[0083] 参照图2，电积槽整体呈长方体状。其中，电积槽槽口长边的两侧设置有多个等间距的卡位槽1，每个卡位槽1中卡入有悬挂杆2。在相邻的两根悬挂杆2中，其中一根悬挂杆2通过两个套环3连接有石墨电极板41，另一根悬挂杆2通过两个套环3连接有钛电极板42。沿着电积槽的长边方向，石墨电极板41连接电源的正极，钛电极板42连接电源的负极。卡位槽1的等间距设置，一方面便于进行安放悬挂杆2，避免石墨电极板41和钛电极板42之间距离过近容易导致短路和距离过远导致石墨电极板41和钛电极板42数量较少而影响阴极铜的生产效率。电积槽槽口覆盖有塑料隔膜5，而悬挂杆2能够对塑料隔膜5进行支撑。电积槽长边的两侧的侧面位于槽口下方设置有多个抽气口6。通过抽气口6的抽风，使电积槽中产生的酸雾和氧气能够从抽气口6离开，避免酸雾和氧气的逸出影响生产环境。

[0084] 参照图2，电积槽一条宽边的槽壁设置有位于槽口下方且高度低于抽气口6的进水孔7，另一条宽边的槽壁设置有半圆形管8。半圆形管8背离进水孔7且与电积槽的槽壁抵接。半圆形管8的下端与电积槽的槽底分离，上端与电积槽的槽口齐平。电积槽靠近半圆形管8的槽壁设置有与半圆形管8的上端连通的缓冲槽9。缓冲槽9的槽底设置有出水孔10。当后一批次的反萃液从进水孔7进入电积槽中后，前一批次的反萃液会经过半圆形管8流入缓冲槽
9中，再从出水孔10中离开。

[0085] 将实施例1-5在实施例6的装置上进行运行，得到阴极铜和氢氧化镍。记录阴极铜和氢氧化镍的重量，计算收率并测定纯度。

[0086] 表2实施例1-5阴极铜和氢氧化镍的收率和纯度记录表

[0087]纯度/％ 收率/％
阴极铜 99.5 95.3
氢氧化镍 98.7 98.6

[0088] 本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。