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电子脚回收工艺技术

更新时间:2017-09-14 08:23:00点击次数:3608次字号:T|T
电子脚回收工艺(1606版) 随着社会的发展,电子工业也发生深刻变化。元器件也从插件改为贴片。电子工业产生的废料,主要从插件厂改到了元件厂。因元件厂是大规模的生产,产生的废料成份及形状均较为一致,为自动化的生产线回收金属创造了条件。 废料一般按基体金属分类为铜料和铁料(含镍铁料)。 化学成份:从基体到处层一般按以下分类: 1. 镀锡料:基层金属为铜或铁(镍铁),外层金属为锡. 2. 含银料:基层金属为铜(常为磷铜...

电子脚回收工艺(1606版)
随着社会的发展,电子工业也发生深刻变化。元器件也从插件改为贴片。电子工业产生的废料,主要从插件厂改到了元件厂。因元件厂是大规模的生产,产生的废料成份及形状均较为一致,为自动化的生产线回收金属创造了条件。
废料一般按基体金属分类为铜料和铁料(含镍铁料)。
化学成份:从基体到处层一般按以下分类:
1. 镀锡料:基层金属为铜或铁(镍铁),外层金属为锡.
2. 含银料:基层金属为铜(常为磷铜)或铁(镍铁),中间层常为镍或铜(铁基或镍铁底基),镍层(铜层)上镀银(Ag),外层再镀锡(或浸锡),锡层也有含银的产品。
铁(Fe):熔点1535℃,可溶于酸,不溶于碱。
铜(Cu):熔点1083.4℃,潮湿空气中易氧化。
可溶于氧化性酸或盐(Fed3),碱溶液碱性太强有微溶。
银(Ag):熔点961.78℃,溶于硝酸,不溶于一般酸及碱,易于氰化物溶液.
锡(Sn):熔点231.89℃,两性金属,可溶于强酸及酸碱。
铅(Pb):熔点327.5℃,两性金属,可溶于强酸及强碱。
锡和铅易形成合金,63%Sn37%Pb合金具最低熔点(183℃),
高于熔点的铅(锡)合金熔融液可作粘合剂粘接不同金属(焊锡原理)。
因此,在电子工业中,焊锡的使用非常广泛。
电子废料的外层大部份为镀锡。
电子废料镀锡层的分离常混合使用物理法及化学法(含电化学法)
电化学法包含直接电解法和浸出—电解法。
物理方法(加热熔融,离心分离)的成本比化学溶解—电积的成本要低得多。但物理方法不管做到任何程度,铜(铁)表面总有锡的残留(经常形成合金层),对于高要求(杂质残留要求低)的材料,物理方法很难达到此要求。通常此类原料先用物理方法,先分离大部分锡,再用化学)或电化学)方法去除残留的锡。
化学方法指用化学药剂溶解锡,再从含锡液中沉淀分解出锡的化合物或用电化学沉积的方法,从含锡溶液中沉淀出锡或锡的化合物,后面仍要提炼出锡,其工艺麻烦,只适用于锡极微的原料,由于此法铜损大,药水级经常调整,操作麻烦。本文不作详细介绍,想详细了解的朋友可参考《电子脚回收工艺(5)——化学退锡法》。
物理法分离锡的原理是加热至锡层熔点以上,再用离心力或冲
冲击力分离,锡层的熔点见下表。
锡层成份与熔点对照表


合金度数

铅含量%

锡含量%

模糊熔点℃

合金熔点℃

0

100(纯铅)

0

---

327

5

95

5

272

314

10

90

10

224

302

15

85

15

277

288

20

80

20

183

278

25

75

25

183

268

30

70

30

183

255

35

65

35

183

247

40

60

40

183

238

45

55

45

183

227

50

50

50

183

216

55

45

55

183

200

60

40

60

183

190

63

37

63

183

---

65

35

65

183

186

70

30

70

183

192

75

25

75

183

195

80

20

80

183

202

85

15

80

183

210

90

10

90

183

214

95

5

95

183

222

100

0(环保锡)

100

183

232

加热媒介:用于锡熔融的媒介有空气及导热油。空气为媒介,设备简单,但其传热速度慢,在操作过程中锡容易氧化。导热油(热煤油)传热速度快,传热均匀,且可直接冲刷含锡面,加速去锡过程。
电子脚回收工艺(1606版)第3页共16页
导热油是可燃品,整个过程生产线必须考虑导热油温度的控制,导热油蒸汽的回收及如何防止导热油着火(此为重点之一)。
使用高标号导热油(340号以上),生产设备密封,加热温度的
严格控制[加热温度(最高)=导热油标号—(60℃~80℃)]。导热油退锡设备需保持设备内微负压。对抽出的导热油蒸气进行回收处理,可最大限度减少着火的可能,同时可降低生产成本。使用电热空气方式也可以分离锡合金,由于转筒的高速旋转,物料的摩擦,锡粉中含铜高,不利于锡的熔炼。同时,使用电热空气时,炉内温度>350℃,在350℃以上温度,焊锡极其与其它金属(特别是铜)形成合金,增加了后处理的难度。
对于水镀的铜(铁)针,特别是含锡小的CP线废料,直接电解退锡及浸出—电解法是不错的选择。
因此,在电子脚加工工艺中,对焊锡含量高的电子脚(焊锡含
量>8%),以导热油为传热媒介的热传炉是取代传统的热炒炉,油泡炉的较为理想方法。

 

热转炉法分离电子脚工艺流程:
电子脚       →热转炉   →  锡粉
↓           ↓
铜铁针        离心分离→导热油
↓          ↓
清洗除油       锡粉
↓           ↓
高锡液←   热碱浸出锡      除油清洗
↓          ↓            ↓
电解提取锡      水洗        离心热风干(<120°)
↓           ↓           ↓
碱液返回浸锡     热风干        熔融
↓          ↓
磁铁分离       锡锭
↙  ↘
铁    铜

酸洗

水洗及钝化→光亮铜

 

*******油铜(铁)在使用热碱退锡时须先除油处理
除油剂配方:
除油粉(导热油专用 )  20---50公斤/立方
水                     加至1立方
除油方法:搅拌机搅拌及循环冲洗。
温度:常温。    时间:10---30分钟
除油液的再生:除油液使用一段时间后,除油能力下降,需进行再生处理。再生时加入适量双氧水(5—15公斤/立方,双氧水需分批加入),搅拌均匀,反应约10小时后可使用。此法再生一次可恢复80%--90%的除油力,在适当补充除油粉(导热油专用 )即可。
*******此方法适用物料应符合以下条件:
1.  底层物料为铜(或铁)
2.  含锡(包括铅)≤10%(建议)
3.  锡镀层在物料外层
4.  混料中不含锌,铝,镁等碱溶性物料。
5.油泡法及热炒炉难于处理的物料。
***浸取—电解法工艺流程
A.原料-→装滚桶 -----→热碱浸出      -----→锡浸出液
↓                 ↓
含铜(铁)料          过滤
↓                ↓
另行处理             电解

电解液调整

返回热碱浸出
热碱浸出条件:
温度:95℃~105℃
时间:若两小时浸不净,应更换浸出液
浸出液配比:
1.氢氧化钾(KOH)    150---200克/升(总碱度)
2.JD添加剂           联系供应商
3.水                  加至1升
浸出液电解提取锡条件:
温度  20~70℃
电压   2.5~3.5V
进料流速:      m3/KA.H (立方/千安.小时) 最佳参数请与设备供应商联系。
极距     50~80mm
是否连续电解:连续或分批。
是否串联式电解:串联,建议2~3串联。
电解液更换条件:电解液锡含量小于1.0%--1.5%
电子脚回收工艺(1606版)第7页共16页

每批电解时间:24—30小时(到终点时电解槽产生较多气体)。
电解液调整:
1.碱度:以化验为准,调至含碱150~200克/升(以KOH计)
2.添加剂:联系JD添加剂供应商。
******说明:1.锡浸出液含锡量应符合设计参数,总锡含量5%~8%之间。如若锡含量低于5%,此液应重复再浸一次,以至锡含量达到标准。
2.操作1中返浸液浸出锡时,可适当延长浸出时间。
3.待浸料如若含锡较高浸出液浸不干净铜针时,应用低含锡浸出液再浸取一次。
4 .热碱浸出时有碱蒸汽产生,应装废气处理塔处理(或排风)。
*******碱浸出液JD液化学分析方法。
1.氢氯化钾KOH (OH—)的分析
方法:以酚酞(或精密PH计)为指示剂,用盐酸滴定OH—,由于溶液中含锡等物质,须加入Bacl2使其沉定,过滤、以除干扰。
试剂:
(1)麝香草酚酞指示剂。
0.1克麝香草酚酞溶解于100ml乙醇中。
(2)10%氯化钡溶液
(3)0.1mol/L盐酸标准液

 

吸取浸锡液JDlml于250ml锥形瓶中,加10%氯化钡50ml,加麝香草酚酞数滴,用0.1mol/L盐酸滴蓝色→白色(微蓝)为终点(在近终点时,可补几滴指示剂)
计算   含KOH    PKOH = CV×56.11
V试                (g/L)
C——盐酸标准液的浓度
V——耗用盐酸标准溶体积(ml)
V试——所取浸锡液JD的体积(ml)
注:1.氯化钡要加够,否则结果偏高。
2.可用精密PH计作指示剂(PH=10)
使用药剂及原料的性质
氢氧化钾(KOH ):白色粉末或片状固体。具强碱性及腐蚀性。
极易吸收空气中水份潮解,吸收二氧化碳而成碳酸钾。溶于水,能溶于乙醇和甘油。当溶解于水、醇或用酸处理时产生大量热量。0.1mol/L溶液的pH为13.5。相对密度2.044。熔点380℃(无水)。中等毒,半数致死量(大鼠,经口)1230mg/kg。有强腐蚀性。
JD添加剂 :浅黄色结晶或粉末,易溶于水,严禁与强酸接触。
浸出-电解法各操作单元及设备:


操作工序

设备

备注

热碱浸出

滚桶式(搅拌机式)

温度大于95℃,滚动及喷淋
带喷淋效果更好

 

过滤

过滤缸

(PP材质)

电解

专用电解槽

专用电解槽(PP材质)

净化

过滤缸

除碳酸盐(杂质))

电解液调整

PP槽

带空气搅拌系统

电解提取锡后电解液,经净化后返回锡浸出。
******阴极板上锡的处理
电解一段时间后(约1星期),阴极板上锡很厚,极板从电解槽中取出,用熔锡助剂液调整处理后,再用水冲洗干净,热风烘干后,放入保温加热槽中(300℃---400℃)使锡熔成液体状,从而与极板分离。熔融锡放入生铁模具中,冷却后成锡锭。也可直接用喷枪喷火于锡面,使锡成软化半流动状,并用铁铲铲离锡。
A.电子脚料的工艺处理:
原料→装篮→清洗(除油及铝)→热碱浸取→水洗→晒干(或其他方法干燥)→磁选→铁针(不上磁料为铜针)。
B.铜料的工艺处理
工艺流程:原料→装篮→清洗(除油及铝)→浸取→水洗→循环光亮酸洗→光亮酸洗→酸性清洗→水洗→调整→水洗→保护→水洗→离心热风干燥→光亮铜

铜上微量锡的酸洗可用硝酸酸洗或氟硼酸酸洗。硝酸酸洗液只能用氧化后加热生成沉淀的方法再生酸洗液,氟硼酸酸洗液可用电解法再生酸洗液。
******循环光亮酸洗配方
九水硝酸铁         150~200克/升
硝酸(68%)        50—100毫升/升
(控制游离酸含量3%--5%)
退锡助剂FP         10~20克/升
硝酸/硝酸铁        (0.5~1.0)/1
温度≤50℃(低温更佳),建议鼓入冷风。
时间:30秒~5分钟
退锡设备:滚筒式,搅拌机式,带喷淋,带废气处理(抽风)。
******光亮酸洗配方(或见退锡助剂FP部分)
九水硝酸铁         150~200克/升
硝酸(68%)        100—300毫升/升
退锡助剂FP         5~20克/升
硝酸/硝酸铁        (1.0~1.5)/1
温度≤50℃(低温更佳)
时间:5秒~3分钟
注:1.如若条件许可,设循环液酸洗槽及光亮酸洗槽,此效果更佳,用料更省。

2.建议压入冷风(5~20℃),搅拌酸洗液。
3.若酸洗液含锡过高,应予更换,更换液作再生处理。
******酸性清洗液
硝酸                    20---80毫升/升
退锡助剂FP             0.5~5克/升
水                      加至1升
温度≤40℃冷风冷却更佳
时间:少于10秒(2~10秒)
*******调整配方及工艺条件
调整盐             1~10%
PH值               ≥8.0
时间:             2~10秒
温度:             常温
注:若调整盐总添加量达8%---10%,应予更换。
注:如铜不需长时间防变色,可省掉此工序。
*******保护配方及工艺条件
YW—369金属钝化剂         0.5%-----2%
纯水    余量
时间:10~20秒
温度:常温~80℃(高温更佳)
铜酸洗操作单元及设备

操作工序

手动设备

自动设备

水洗

胶槽,吊车

自动滚筒(带喷淋)

光壳酸洗

胶槽,吊车

自动滚筒(带喷淋)

酸性水洗

胶槽,吊车

自动滚筒(带喷淋)

调整

胶槽,吊车

自动滚筒

保护

胶槽,吊车

自动滚筒

离心热风干

离心机(带热风)

热风输送机

3.光亮酸洗液的再生:
工艺流程:报废酸洗液→H2O2氧化→加热→过滤(滤渣)→滤液→电解(铜)→成分调节→返回酸洗
双氧水(H2O2)氧化;按一桶H2O2(50%,30公斤)/1立方废FP液的比例缓慢加入氧化缸中(喷淋状态更好),双氧水(H2O2)需时约2~4小时加完。加热此溶液至90℃,同时加入FP补充剂。过滤,滤液若含铜较多则送电解处理。滤液若含铜不高,则送储缸,经化验,补充硝酸铁及硝酸后返回循环光亮酸洗。
再生酸洗液操作单元及设备


操作工序

设备

备注

H2O2氧化

喷淋塔

喷淋塔下有储缸

加热

喷淋塔

与H2O2同一设备

电解

专用电解槽

联系设备制造商

成分调整

PP缸

带空气搅拌及排气缸

******退锡剂FP的药液分析
酸含量
1、取试剂1ml于100ml的溶量瓶中,稀释于刻度,摇均。
2、取上项稀释液2ml于锥形瓶中。
3、加数滴甲基红指示剂于锥形瓶中。
4、用0.1的NaOH滴定溶液至黄色
5、计算  酸含量=VC×5
C、——NaOH浓度
V、——NaOH滴定豪升数
Fe3+
1、取试样1ml于锥形瓶中,加纯水100ml左右。
2、加2~4滴10%的磺基水杨酸于锥形瓶中。
3、和0.1的EDTA标准液滴定,于溶液呈亮黄色为终点。
4、计算Fe3+(%)=VEDTA×CEDAT×0.4029×100
C——EDTA标准液的当量浓度
V——EDTA滴定毫升数
铁含量=硝酸铁含量*13%
******电解铜(极板)的处理
阴极板上的铜在不电解时应把阴极板拿出,浸泡于水中。使用时再放回电解槽。当阴极板上的铜很厚时,把此阴极先用水冲洗,再放入调整液中洗一下,再放入保护液中浸洗。然后剥离铜板。铜板打包出售。
******废水处理及废气处理
1.废水处理:各种废水→集水池→调节PH3.0~4.0(同时加入适量凝聚剂)→过滤(含锡滤渣,待售)→滤液→调节PH值7.5~8.0→过滤(含铜滤渣,待售)→滤液(返回冲洗或弃去)
说明:1.调PH值池底部装有空气搅拌管
2.用5~10%纯碱液调PH值。
2.废气处理
废气抽入废气处理塔,经水洗(中和)处理后排放。
***镀锡铜酸性退锡配方:
氟硼酸           100—250克/L(以100%氟硼酸计算)
退锡助剂FP       5—15克/L
酸度调节剂      0%--15%(以100%氟硼酸化学当量计算)
水          加至标准液位。
退锡温度:<50℃
氧化剂:氧气(空气)或双氧水(H2O2)(需小量,分次加入)
高锡液电解提取锡(提锡前需浸高锡料置换除铜):
电解电压:2.5伏—3.5伏(槽电压)
酸度:含游离氟硼酸30--230克/L(以100%氟硼酸计算)

电子回收 (编辑: 刘晓)
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