FESE: 西南科技大学陈梦君博士团队 从废弃印刷电路板中回收铜
题目：Copper recovery from waste printed circuit boards concentrated metal scraps by electrolysis
作者：Xiaonan Liu1, Qiuxia Tan2, YunguiLi2, Zhonghui Xu2, Mengjun Chen (✉)2
1 State Key Laboratory Cultivation Base for Nonmetal Composites and Functional Materials, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China
2 Key Laboratory of Solid Waste Treatment and Resource Recycle, Ministry of Education, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China
关键词：废弃印刷电路板；铜；回收率；纯度；电解
Keywords：Waste printed circuit boards (WPCBs); Copper; Recoveryrate; Purity; Electrolysis
目前电子产品更新换代的速度越来越快，印刷电路板作为电子产品中不可缺少的部件，其废弃数量也越来越多。废弃印刷电路板含有众多金属，所以回收其中的有价金属一直是学术界的研究热点。铜是废弃印刷电路板中含量最高的金属成分，常用的回收方法是先通过机械处理方法将印刷电路板分离开，之后采用湿法、火法、机械处理法、生物法等回收其中的金属。目前，单纯用电解的方法回收废弃印刷电路板中铜的研究还十分有限。
图1 印刷电路板（来源：http://pic.sogou.com/d?query=%D3%A1%CB%A2%CF%DF%C2%B7%B0%E5%CD%BC%C6%AC&st=255&mode=255&did=95#did94）
西南科技大学陈梦君博士团队采用直接电解的方法回收废弃印刷电路板中的铜。本研究中，采用机械法剥离废印刷电路板，随后打成粉末状，用HNO3-HF-H2O2体系进行消解，将这些粉末和导电粘合剂压成片状，切割成小块作为阳极，纯度为99.9%的铜片作为阴极，五水硫酸铜、氯化钠和硫酸的混合液作为电解液，然后进行电解。本文研究了五水硫酸铜的浓度、氯化钠的浓度、硫酸的浓度和电流密度对电解效果的影响，得到了铜的回收率和纯度分别能达到97.32%和99.86%。研究成果为电解技术工业化提供了一定的参考。
图2 电解法回收废弃印刷电路板中铜的原理图（来源：本文）
图3 电解法回收废弃印刷电路板中铜的技术路线图（来源：本文）
铜的回收利用是处置废弃电路板中的重要一环。本文通过直接电解从废弃印刷电路板金属碎片中回收铜，是一种行之有效的方法。本文主要讨论影响铜回收率和纯度的的因素包括五水硫酸铜的浓度、氯化钠的浓度、硫酸的浓度和电流密度。结果表明，铜的回收率一开始随着五水硫酸铜的浓度、氯化钠的浓度、硫酸的浓度和电流密度的升高而升高，然后回收率随着浓度进一步的升高而降低。氯化钠的浓度、硫酸的浓度和电流密度对铜纯度的影响也是这样，先升高后降低。铜的纯度随着五水硫酸铜的增加而升高。当五水硫酸铜的浓度、氯化钠的浓度、硫酸的浓度分别为90、40 和118 g/L，电流密度为80 mA/cm2时，铜的回收率和纯度分别达到97.32%和99.86%。因而，电解是用于回收废弃印刷电路板中金属的有效方法，也可以应用于电子废弃物的处置，但是产业化应用还需要更多的研究。
Copper recovery is the core of waste printed circuit boards (WPCBs) treatment. In this study, we proposed a feasible and efficient way to recovercopper from WPCBs concentrated metal scraps by direct electrolysis and factors that affect copper recovery rate and purity, mainly CuSO4·5H2O concentration, NaCl concentration, H2SO4 concentration and current density, were discussed in detail. The results indicated that copper recovery rate increased first with the increase of CuSO4·5H2O, NaCl, H2SO4 and current density and then decreased with further increasing these conditions. NaCl, H2SO4 and current density also showed a similar impact on copper purity, which also increased first and then decreased. Copper purity increased with the increase of CuSO4·5H2O. When the concentration of CuSO4·5H2O, NaCl and H2SO4 was respectively 90, 40 and 118 g/L and current density was 80 mA/cm2, copper recovery rate and purity was up to 97.32% and 99.86%, respectively. Thus, electrolysis proposes a feasible and prospective approach for waste printed circuit boards recycle, even for e-waste, though more researches are needed for industrial application.
徐添妍，上海第二工业大学电子废弃物资源化协同创新中心在读研究生，研究兴趣电子废弃物管理与资源化、金属的回收等。邮箱：1025511069@qq.com
投稿与检索
http://journal.hep.com.cn/fese/EN/2095-2201/home.shtml
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