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从废旧太阳能电池组件提取硅片中银的方法

799   编辑:中冶有色技术网   来源:上海第二工业大学  
2023-10-23 16:27:54
一种从废旧太阳能电池组件提取硅片中银的方法

1.本发明涉及一种提取银的方法,具体涉及一种工艺简单,不产生二次污染,反应效率高、可实现有价资源的循环回收的从废旧太阳能电池组件提取硅片中银的方法。

背景技术:

2.光伏行业是国家大力支持的战略性新兴产业,受到国家产业政策的重点支持和地方政府的高度重视,国家一直大力支持包括光伏在内的可再生能源的开发与利用,一方面通过指导装机规模和制定行业标准等方式,引导国内光伏发电行业朝着健康有序、科学创新的方向发展,另一方面通过财政补贴、政策优惠等途径扶持光伏发电行业的成长与发展,并最终实现平价上网的目标。全球碳中和目标明确,光伏有望引领可再生能源快速发展期。在应对能源危机和加强环境保护的双重驱动下,光伏产业受到世界各国政策的大力扶持,整体呈现快速向上发展的态势。至2021年末,全球光伏累计装机容量达到926gw1, 2017-2021年新增装机容量年复合增长率达到13.62%。受益于全球碳中和目标及各国具体路线图的引导,2020年和2021年,全球光伏应用市场仍然实现了快速增长,全年新增装机容量分别达到约 130gw、170gw,复合增长率高达21.58%。光伏设备长期运行后(25年左右) 发电效能下降而被淘汰,可见未来光伏组件回收量极大,市场前景广阔。

3.晶体硅光伏组件中玻璃、铝和半导体材料比重可达92%,另外还含1%左右的银等贵金属。若能全量回收,到2030年,可从废弃光伏组件中得到145万吨碳钢、110万吨玻璃、54万吨塑料、26万吨铝、17万吨铜、5万吨硅和550 吨银。而薄膜光伏组件中含有的碲、铟、镓等稀贵金属,主要依赖国外进口,因此其高效回收利用不仅具有巨大的经济效益,同时有利于减少相关资源的进口依赖,防范原材料供给风险,对保障国家资源安全具有重要战略意义。

4.由于光伏组件回收成本高,比如回收组件的设备购置和维护又是一比额外的成本。光伏组件回收的收益低,若要实现对废旧光伏组件进行规模化回收的目标,仍然还有很长的路要走。目前国际和国内对于光伏组件回收有多种可行的技术路线,但是由于现阶段国内光伏组件的回收规模较小,也没有形成相应的产业链。因此,在政策和法规方面,还需要相关的政策加以指导和要求,填补这部分空白。今天,大约90%的太阳能电池板最终被填埋,就像所有电子垃圾一样,它们最终会将有毒化学物质渗入地下和供水系统。正因如此,本发明提供一种绿色回收太阳能板中的回收银的方法。

技术实现要素:

5.针对上述问题,本发明的主要目的在于提供一种工艺简单,不产生二次污染,反应效率高、可实现有价资源的循环回收的从废旧太阳能电池组件提取硅片中银的方法。

6.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:一种从废旧太阳能电池组件提取硅片中银的方法,所述方法包括如下步骤:

7.(1)、通过人工拆解分离废旧太阳能电池板各组件,并进行初步的分类回收,收集废旧太阳能硅板备用;

8.(2)、将步骤(1)中得到的废旧太阳能硅板放在石墨烯电热板上进行加热,实现背板与电池板的完整分离;

9.(3)、将步骤(2)所述的分离完背板的太阳能硅板放入管式加热炉中进行加热,在氧化性气氛加热,将太阳能硅板上的eva除去,得到硅片;

10.(4)、将步骤(3)中得到的硅片放入球磨机研磨,然后用筛分机筛分,得到的样品进入步骤(5)进行铝的提取;

11.(5)、将步骤(4)所述的样品加入naoh溶液获得铝浸出液,向铝浸出液冲入足量的二氧化碳气体,最终回收al(oh)3沉淀物,并得到电池片粉料;

12.(6)、将步骤(5)得到的电池片粉料放入烧杯中,加入甲磺酸和双氧水溶液,此时获得含ag+的浸出液;

13.(7)、经氨-肼还原法将步骤(6)获得的ag+的浸出液进行还原,最终生成银粉。

14.在本发明的具体实施例子中,所述步骤(1)中,将所述废旧晶体硅太阳能电池的背板与接线盒之间的硅胶用工具刮除后,取下接线盒;其次将铝边框和玻璃、背板之间的硅胶刮去;最后,将边框和电池板进行分离与回收。

15.在本发明的具体实施例子中,所述步骤(2)中,将所述步骤(1)得到的电池板在电热板上加热后去除背板,加热温度为180℃-220℃,加热时间5

??

10min。

16.在本发明的具体实施例子中,所述步骤(3)中,置于管式炉中进行高温处理去除eva层,温度设置到450-550℃,在氧化性气氛加热25-40min,然后分离并分别获得玻璃板、汇流带、电池片。

17.在本发明的具体实施例子中,所述步骤(4)中,研磨筛分后的大小为1

??

3mm,得到的样品进行铝的提取。

18.在本发明的具体实施例子中,所述步骤(5)中,加入的氢氧化钠溶液溶浓度为0.1-0.6mol/l,过滤获得澄清的铝浸出液;继续向澄清的铝浸出液中通入足量的co2,最终获得al(oh)3沉淀物;剩余的电池片粉料进一步处理。

19.在本发明的具体实施例子中,所述步骤(6)中,加入一定浓度的采用甲磺酸-双氧水溶液,控制一定的反应温度,获得含ag浸出液。

20.在本发明的具体实施例子中,步骤(6)中电池片粉料与甲磺酸-双氧水溶液的质量之比为1:15,所述的甲磺酸-双氧水溶液是取30%-50%浓度甲磺酸和 10%-20%浓度双氧水溶液配制而成,溶液中甲磺酸和双氧水质量比为10%-30%,磁力加热搅拌器上控制的反应温度为50-70℃,反应时间为3-4小时,使银浸出。

21.在本发明的具体实施例子中,所述步骤(7)中,在室温下,先向ag浸出液中加入适量氨水,将ph值调至8-10,再缓慢地加入水合肼溶液;水合肼溶液用量为理论量的1.5-2倍,水合肼溶液的浓度为30%-50%。

22.本发明的积极进步效果在于:本发明提供的从废旧太阳能电池组件提取硅片中银的方法有如下优点:本发明不仅在保证玻璃、背板、汇流带、铝边框、接线盒等原有的物理性能不被严重破坏的前提下,对二次资源或组件进行回收从而降级利用或再生利用;与此同时,通过常规的热处理方法去除eva封装材料,结合化学回收工艺实现对电池片所含的铝和银进行有效回收。

附图说明

23.图1是本发明提供的一种从废旧太阳能电池板提取银的方法的流程图。

具体实施方式

24.下面结合附图给出本发明较佳实施例,以详细说明本发明的技术方案。

25.图1是本发明提供的一种从废旧太阳能电池板提取银的方法的流程图。如图1所示:本发明提供的从废旧太阳能电池组件提取硅片中银的方法,所述方法包括如下步骤:

26.(1)、通过人工拆解分离废旧太阳能电池板各组件,并进行初步的分类回收,收集废旧太阳能硅板备用;

27.(2)、将步骤(1)中得到的废旧太阳能硅板放在石墨烯电热板上进行加热,实现背板与电池板的完整分离;所述步骤(1)中,将所述废旧晶体硅太阳能电池的背板与接线盒之间的硅胶用工具刮除后,取下接线盒;其次将铝边框和玻璃、背板之间的硅胶刮去;最后,将边框和电池板进行分离与回收。

28.所述步骤(2)中,将所述步骤(1)得到的电池板在电热板上加热后去除背板,加热温度为180℃-220℃,加热时间5-10min。

29.(3)、将步骤(2)所述的分离完背板的太阳能硅板放入管式加热炉中进行加热,在氧化性气氛加热,将太阳能硅板上的eva除去,得到硅片。

30.所述步骤(3)中,置于管式炉中进行高温处理去除eva层,温度设置到4 50-550℃,在氧化性气氛加热25-40min,然后分离并分别获得玻璃板、汇流带、电池片。

31.(4)、将步骤(3)中得到的硅片放入球磨机研磨,然后用筛分机筛分,得到的样品进入步骤(5)进行铝的提取。

32.所述步骤(4)中,研磨筛分后的大小为1-3mm,得到的样品进行铝的提取。

33.(5)、将步骤(4)所述的样品加入naoh溶液获得铝浸出液,向铝浸出液冲入足量的二氧化碳气体,最终回收al(oh)3沉淀物,并得到电池片粉料;

34.所述步骤(5)中,加入的氢氧化钠溶液溶浓度为0.1-0.6mol/l,过滤获得澄清的铝浸出液;继续向澄清的铝浸出液中通入足量的co2,最终获得 al(oh)3沉淀物。剩余的电池片粉料进一步处理。

35.(6)、将步骤(5)得到的电池片粉料放入烧杯中,加入甲磺酸和双氧水溶液,此时获得含ag+的浸出液。

36.具体地,所述步骤(6)中,加入一定浓度的采用甲磺酸-双氧水浸提液溶液,控制一定的反应温度,获得含ag浸出液。

37.在步骤(6)中,电池片粉料与甲磺酸和双氧水溶液的质量之比为1:15,所述的甲磺酸-双氧水溶液是取30%-50%浓度甲磺酸和10%-20%浓度双氧水溶液配制而成,溶液中甲磺酸和双氧水质量比为10%-30%,所述磁力加热搅拌器上控制的反应温度为50-70℃,反应时间为3-4小时,使银浸出。

38.(7)、经氨-肼还原法将步骤(6)获得的ag+的浸出液进行还原,最终生成银粉;所述步骤(7)中,在室温下,先向ag浸出液中加入适量氨水,将ph 值调至8~10左右,再缓慢地加入水合肼溶液;水合肼溶液用量为理论量的 1.5-2倍,水合肼溶液的浓度为30%~50%。

39.下面是本发明的一些具体实施例子:

40.实施例1:

41.本实施例中,首先使用螺丝刀工具将铝金属边框拆除,随后用美工刀等工具分别将背板与接线盒,铝边框、玻璃与背板之间的封装材料刮去,回收接线盒;用尖嘴钳、凿子等工具将电池板从外边框缝隙内取出,回收铝边框。将电池板置于电热板设置220℃加热一段时间后,使用镊子将背板撕下并回收;随后把电池片放入气氛炉在550℃左右进行高温处理数小时,完全去除eva层后,经降温后分别回收玻璃、汇流带和电池片。随后将电池片粉碎至60目后,加入浓度为0.4~0.6mol/l的氢氧化钠溶液溶解电池片中的金属铝,过滤获得澄清的铝浸出液;继续向澄清的铝浸出液中通入足量的co2,最终获得 al(oh)3沉淀物,反应一段时间内无明显的沉淀增加后,过滤并回收氧化铝沉淀物。进一步地,如继续向滤液中通入co2还有少部分白色沉淀,则表明还有铝浸出液未反应完全,过滤并回收氢氧化铝沉淀物。重复上述操作,如未有新的白色沉淀出现,可认为反应完毕。剩余的电池片粉料进行提银处理。

42.取0.1g电池片剩料加入甲磺酸-双氧水溶液,该溶液是30%浓度的甲磺酸和10%双氧水浓度配置而成的溶液20ml,反应时间2h,反应温度50℃。此时获得含ag浸出液,浸出率为81%左右。使用水合肼将ag浸出液进行还原,最终回收高纯度的银粉。先向ag浸出液中加入适量氨水,将ph值调至8~10左右,再缓慢地加入水合肼溶液,浓度为40%。进一步地,ag浸出液经氨-肼还原后生成海绵银,过滤。银粉经水洗、1:1盐酸煮洗、水洗、干燥、筛分后,可得到99.95%的纯银粉。

43.实施例2:

44.本实施例中,首先使用螺丝刀工具将铝金属边框拆除,随后用美工刀等工具分别将背板与接线盒,铝边框、玻璃与背板之间的封装材料刮去,回收接线盒;用尖嘴钳、凿子等工具将电池板从外边框缝隙内取出,回收铝边框。将电池板置于电热板设置220℃加热一段时间后,使用镊子将背板撕下并回收;随后把电池片放入气氛炉在550℃左右进行高温处理数小时,完全去除eva层后,经降温后分别回收玻璃、汇流带和电池片。随后将电池片粉碎至60目后,加入浓度为0.4~0.6mol/l的氢氧化钠溶液溶解电池片中的金属铝,过滤获得澄清的铝浸出液;继续向澄清的铝浸出液中通入足量的co2,最终获得 al(oh)3沉淀物,反应一段时间内无明显的沉淀增加后,过滤并回收氢氧化铝沉淀物。进一步地,如继续向滤液中通入co2还有少部分白色沉淀,则表明还有铝浸出液未反应完全,过滤并回收氢氧化铝沉淀物。重复上述操作,如未有新的白色沉淀出现,可认为反应完毕。剩余的电池片粉料进行提银处理。

45.取0.1g电池片剩料加入甲磺酸-双氧水溶液,该溶液是30%浓度的甲磺酸和15%双氧水浓度配置而成的溶液20ml,反应时间2.5h,反应温度60℃。此时获得含ag浸出液,浸出率为87%左右。使用水合肼将ag浸出液进行还原,最终回收高纯度的银粉。先向ag浸出液中加入适量氨水,将ph值调至8~10 左右,再缓慢地加入水合肼溶液,浓度为40%。进一步地,ag浸出液经氨-肼还原后生成海绵银,过滤。银粉经水洗、1:1盐酸煮洗、水洗、干燥、筛分后,可得到99.95%的纯银粉。

46.实施例3:

47.本实施例中,首先使用螺丝刀工具将铝金属边框拆除,随后用美工刀等工具分别将背板与接线盒,铝边框、玻璃与背板之间的封装材料刮去,回收接线盒;用尖嘴钳、凿子等

工具将电池板从外边框缝隙内取出,回收铝边框。将电池板置于电热板设置220℃加热一段时间后,使用镊子将背板撕下并回收;随后把电池片放入气氛炉在550℃左右进行高温处理数小时,完全去除eva层后,经降温后分别回收玻璃、汇流带和电池片。随后将电池片粉碎至60目后,加入浓度为0.4~0.6mol/l的氢氧化钠溶液溶解电池片中的金属铝,过滤获得澄清的铝浸出液;继续向澄清的铝浸出液中通入足量的co2,最终获得 al(oh)3沉淀物,反应一段时间内无明显的沉淀增加后,过滤并回收氢氧化铝沉淀物。进一步地,如继续向滤液中通入co2还有少部分白色沉淀,则表明还有铝浸出液未反应完全,过滤并回收氢氧化铝沉淀物。重复上述操作,如未有新的白色沉淀出现,可认为反应完毕;剩余的电池片粉料进行提银处理。

48.取0.1g电池片剩料加入甲磺酸-双氧水溶液,该溶液是30%浓度的甲磺酸和20%双氧水浓度配置而成的溶液20ml,反应时间3h,反应温度70℃。此时获得含ag浸出液,浸出率为91%左右。使用水合肼将ag浸出液进行还原,最终回收高纯度的银粉。先向ag浸出液中加入适量氨水,将ph值调至8~10左右,再缓慢地加入水合肼溶液,浓度为40%。进一步地,ag浸出液经氨-肼还原后生成海绵银,过滤。银粉经水洗、1:1盐酸煮洗、水洗、干燥、筛分后,可得到99.95%的纯银粉。

49.实施例4:

50.本实施例中,首先使用螺丝刀工具将铝金属边框拆除,随后用美工刀等工具分别将背板与接线盒,铝边框、玻璃与背板之间的封装材料刮去,回收接线盒;用尖嘴钳、凿子等工具将电池板从外边框缝隙内取出,回收铝边框。将电池板置于电热板设置220℃加热一段时间后,使用镊子将背板撕下并回收;随后把电池片放入气氛炉在550℃左右进行高温处理数小时,完全去除eva层后,经降温后分别回收玻璃、汇流带和电池片。随后将电池片粉碎至60目后,加入浓度为0.4~0.6mol/l的氢氧化钠溶液溶解电池片中的金属铝,过滤获得澄清的铝浸出液;继续向澄清的铝浸出液中通入足量的co2,最终获得 al(oh)3沉淀物,反应一段时间内无明显的沉淀增加后,过滤并回收氢氧化铝沉淀物。进一步地,如继续向滤液中通入co2还有少部分白色沉淀,则表明还有铝浸出液未反应完全,过滤并回收氢氧化铝沉淀物。重复上述操作,如未有新的白色沉淀出现,可认为反应完毕。剩余的电池片粉料进行提银处理。

51.取0.1g电池片剩料加入甲磺酸-双氧水溶液,该溶液是40%浓度的甲磺酸和10%双氧水浓度配置而成的溶液20ml,反应时间2.5h,反应温度70℃。此时获得含ag浸出液,浸出率为95%左右。使用水合肼将ag浸出液进行还原,最终回收高纯度的银粉。先向ag浸出液中加入适量氨水,将ph值调至8~10 左右,再缓慢地加入水合肼溶液,浓度为40%。进一步地,ag浸出液经氨-肼还原后生成海绵银,过滤。银粉经水洗、1:1盐酸煮洗、水洗、干燥、筛分后,可得到99.95%的纯银粉。

52.实施例5:

53.本实施例中,首先使用螺丝刀工具将铝金属边框拆除,随后用美工刀等工具分别将背板与接线盒,铝边框、玻璃与背板之间的封装材料刮去,回收接线盒;用尖嘴钳、凿子等工具将电池板从外边框缝隙内取出,回收铝边框。将电池板置于电热板设置220℃加热一段时间后,使用镊子将背板撕下并回收;随后把电池片放入气氛炉在550℃左右进行高温处理数小时,完全去除eva层后,经降温后分别回收玻璃、汇流带和电池片。随后将电池片粉碎至

60目后,加入浓度为0.4~0.6mol/l的氢氧化钠溶液溶解电池片中的金属铝,过滤获得澄清的铝浸出液;继续向澄清的铝浸出液中通入足量的co2,最终获得 al(oh)3沉淀物,反应一段时间内无明显的沉淀增加后,过滤并回收氢氧化铝沉淀物。进一步地,如继续向滤液中通入co2还有少部分白色沉淀,则表明还有铝浸出液未反应完全,过滤并回收氢氧化铝沉淀物。重复上述操作,如未有新的白色沉淀出现,可认为反应完毕。剩余的电池片粉料进行提银处理。

54.取0.1g电池片剩料加入甲磺酸-双氧水溶液,该溶液是40%浓度的甲磺酸和15%双氧水浓度配置而成的溶液20ml,反应时间3h,反应温度50℃。此时获得含ag浸出液,浸出率为90%左右。使用水合肼将ag浸出液进行还原,最终回收高纯度的银粉。先向ag浸出液中加入适量氨水,将ph值调至8~10左右,再缓慢地加入水合肼溶液,浓度为40%。进一步地,ag浸出液经氨-肼还原后生成海绵银,过滤。银粉经水洗、1:1盐酸煮洗、水洗、干燥、筛分后,可得到99.95%的纯银粉。

55.实施例6:

56.本实施例中,首先使用螺丝刀工具将铝金属边框拆除,随后用美工刀等工具分别将背板与接线盒,铝边框、玻璃与背板之间的封装材料刮去,回收接线盒;用尖嘴钳、凿子等工具将电池板从外边框缝隙内取出,回收铝边框。将电池板置于电热板设置220℃加热一段时间后,使用镊子将背板撕下并回收;随后把电池片放入气氛炉在550℃左右进行高温处理数小时,完全去除eva层后,经降温后分别回收玻璃、汇流带和电池片。随后将电池片粉碎至60目后,加入浓度为0.4~0.6mol/l的氢氧化钠溶液溶解电池片中的金属铝,过滤获得澄清的铝浸出液;继续向澄清的铝浸出液中通入足量的co2,最终获得 al(oh)3沉淀物,反应一段时间内无明显的沉淀增加后,过滤并回收氢氧化铝沉淀物。进一步地,如继续向滤液中通入co2还有少部分白色沉淀,则表明还有铝浸出液未反应完全,过滤并回收氢氧化铝沉淀物。重复上述操作,如未有新的白色沉淀出现,可认为反应完毕。剩余的电池片粉料进行提银处理。

57.取0.1g电池片剩料加入甲磺酸-双氧水溶液,该溶液是40%浓度的甲磺酸和20%双氧水浓度配置而成的溶液20ml,反应时间2h,反应温度60℃。此时获得含ag浸出液,浸出率为87%左右。使用水合肼将ag浸出液进行还原,最终回收高纯度的银粉。先向ag浸出液中加入适量氨水,将ph值调至8~10左右,再缓慢地加入水合肼溶液,浓度为40%。进一步地,ag浸出液经氨-肼还原后生成海绵银,过滤。银粉经水洗、1:1盐酸煮洗、水洗、干燥、筛分后,可得到99.95%的纯银粉。

58.实施例7:

59.本实施例中,首先使用螺丝刀工具将铝金属边框拆除,随后用美工刀等工具分别将背板与接线盒,铝边框、玻璃与背板之间的封装材料刮去,回收接线盒;用尖嘴钳、凿子等工具将电池板从外边框缝隙内取出,回收铝边框。将电池板置于电热板设置220℃加热一段时间后,使用镊子将背板撕下并回收;随后把电池片放入气氛炉在550℃左右进行高温处理数小时,完全去除eva层后,经降温后分别回收玻璃、汇流带和电池片。随后将电池片粉碎至60目后,加入浓度为0.4~0.6mol/l的氢氧化钠溶液溶解电池片中的金属铝,过滤获得澄清的铝浸出液;继续向澄清的铝浸出液中通入足量的co2,最终获得 al(oh)3沉淀物,反应一段时间内无明显的沉淀增加后,过滤并回收氢氧化铝沉淀物。进一步地,如继续向滤液中通入

co2还有少部分白色沉淀,则表明还有铝浸出液未反应完全,过滤并回收氢氧化铝沉淀物。重复上述操作,如未有新的白色沉淀出现,可认为反应完毕。剩余的电池片粉料进行提银处理。

60.取0.1g电池片剩料加入甲磺酸-双氧水溶液,该溶液是50%浓度的甲磺酸和10%双氧水浓度配置而成的溶液20ml,反应时间3h,反应温度60℃。此时获得含ag浸出液,浸出率为82%左右。使用水合肼将ag浸出液进行还原,最终回收高纯度的银粉。先向ag浸出液中加入适量氨水,将ph值调至8~10左右,再缓慢地加入水合肼溶液,浓度为40%。进一步地,ag浸出液经氨-肼还原后生成海绵银,过滤。银粉经水洗、1:1盐酸煮洗、水洗、干燥、筛分后,可得到99.95%的纯银粉。

61.实施例8:

62.本实施例中,首先使用螺丝刀工具将铝金属边框拆除,随后用美工刀等工具分别将背板与接线盒,铝边框、玻璃与背板之间的封装材料刮去,回收接线盒;用尖嘴钳、凿子等工具将电池板从外边框缝隙内取出,回收铝边框。将电池板置于电热板设置220℃加热一段时间后,使用镊子将背板撕下并回收;随后把电池片放入气氛炉在550℃左右进行高温处理数小时,完全去除eva层后,经降温后分别回收玻璃、汇流带和电池片。随后将电池片粉碎至60目后,加入浓度为0.4~0.6mol/l的氢氧化钠溶液溶解电池片中的金属铝,过滤获得澄清的铝浸出液;继续向澄清的铝浸出液中通入足量的co2,最终获得 al(oh)3沉淀物,反应一段时间内无明显的沉淀增加后,过滤并回收氢氧化铝沉淀物。进一步地,如继续向滤液中通入co2还有少部分白色沉淀,则表明还有铝浸出液未反应完全,过滤并回收氢氧化铝沉淀物。重复上述操作,如未有新的白色沉淀出现,可认为反应完毕;剩余的电池片粉料进行提银处理。

63.取0.1g电池片剩料加入甲磺酸-双氧水溶液,该溶液是50%浓度的甲磺酸和15%双氧水浓度配置而成的溶液20ml,反应时间2h,反应温度70℃。此时获得含ag浸出液,浸出率为79%左右。使用水合肼将ag浸出液进行还原,最终回收高纯度的银粉。先向ag浸出液中加入适量氨水,将ph值调至8~10左右,再缓慢地加入水合肼溶液,浓度为40%。进一步地,ag浸出液经氨-肼还原后生成海绵银,过滤。银粉经水洗、1:1盐酸煮洗、水洗、干燥、筛分后,可得到99.95%的纯银粉。

64.实施例9:

65.本实施例中,首先使用螺丝刀工具将铝金属边框拆除,随后用美工刀等工具分别将背板与接线盒,铝边框、玻璃与背板之间的封装材料刮去,回收接线盒;用尖嘴钳、凿子等工具将电池板从外边框缝隙内取出,回收铝边框。将电池板置于电热板设置220℃加热一段时间后,使用镊子将背板撕下并回收;随后把电池片放入气氛炉在550℃左右进行高温处理数小时,完全去除eva层后,经降温后分别回收玻璃、汇流带和电池片。随后将电池片粉碎至60目后,加入浓度为0.4~0.6mol/l的氢氧化钠溶液溶解电池片中的金属铝,过滤获得澄清的铝浸出液;继续向澄清的铝浸出液中通入足量的co2,最终获得 al(oh)3沉淀物,反应一段时间内无明显的沉淀增加后,过滤并回收氢氧化铝沉淀物。进一步地,如继续向滤液中通入co2还有少部分白色沉淀,则表明还有铝浸出液未反应完全,过滤并回收氢氧化铝沉淀物。重复上述操作,如未有新的白色沉淀出现,可认为反应完毕,剩余的电池片粉料进行提银处理。

66.取0.1g电池片剩料加入甲磺酸-双氧水溶液,该溶液是50%浓度的甲磺酸和20%双氧水浓度配置而成的溶液20ml,反应时间2.5h,反应温度50℃。此时获得含ag的浸出液,浸出率为83%左右。使用水合肼将ag浸出液进行还原,最终回收高纯度的银粉。先向ag浸出液中加入适量氨水,将ph值调至 8~10左右,再缓慢地加入水合肼溶液,浓度为40%。进一步地,ag浸出液经氨

??

肼还原后生成海绵银,过滤。银粉经水洗、1:1盐酸煮洗、水洗、干燥、筛分后,可得到99.95%的纯银粉。

67.实施例1至9的试验结果如下表所示:

[0068][0069]

综上所述,采用本发明提出的一种从废旧太阳能电池板提取银的绿色工艺与方法,采用甲磺酸和双氧水混合溶液对废旧太阳能板中的银进行提取,证明无论是反应时间不同或者不同的浓度,都能达到很好的效果,其中40%的甲磺酸和10%的双氧水浓度反应2.5小时效果最佳。另外本发明也不产生新的污染物,因此,本发明具有较高的环保效益和经济效益等优势。

[0070]

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内,本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。技术特征:

1.一种从废旧太阳能电池组件提取硅片中银的方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:(1)、通过人工拆解分离废旧太阳能电池板各组件,并进行初步的分类回收,收集废旧太阳能硅板备用;(2)、将步骤(1)中得到的废旧太阳能硅板放在石墨烯电热板上进行加热,实现背板与电池板的完整分离;(3)、将步骤(2)所述的分离完背板的太阳能硅板放入管式加热炉中进行加热,在氧化性气氛加热,将太阳能硅板上的eva除去,得到硅片;(4)、将步骤(3)中得到的硅片放入球磨机研磨,然后用筛分机筛分,得到的样品进入步骤(5)进行铝的提取;(5)、将步骤(4)所述的样品加入naoh溶液获得铝浸出液,向铝浸出液冲入足量的二氧化碳气体,最终回收al(oh)3沉淀物,并得到电池片粉料;(6)、将步骤(5)得到的电池片粉料放入烧杯中,加入甲磺酸和双氧水溶液,此时获得含ag+的浸出液;(7)、经氨-肼还原法将步骤(6)获得的ag+的浸出液进行还原,最终生成银粉。2.根据权利要求1所述的从废旧太阳能电池组件提取硅片中银的方法,其特征在于:所述步骤(1)中,将所述废旧晶体硅太阳能电池的背板与接线盒之间的硅胶用工具刮除后,取下接线盒;其次将铝边框和玻璃、背板之间的硅胶刮去;最后,将边框和电池板进行分离与回收。3.根据权利要求1所述的从废旧太阳能电池组件提取硅片中银的方法,其特征在于:所述步骤(2)中,将所述步骤(1)得到的电池板在电热板上加热后去除背板,加热温度为180℃-220℃,加热时间5-10min。4.根据权利要求1所述的从废旧太阳能电池组件提取硅片中银的方法,其特征在于:所述步骤(3)中,置于管式炉中进行高温处理去除eva层,温度设置到450-550℃,在氧化性气氛加热25-40min,然后分离并分别获得玻璃板、汇流带、电池片。5.根据权利要求1所述的从废旧太阳能电池组件提取硅片中银的方法,其特征在于:所述步骤(4)中,研磨筛分后的大小为1-3mm,得到的样品进行铝的提取。6.根据权利要求1所述的从废旧太阳能电池组件提取硅片中银的方法,其特征在于:所述步骤(5)中,加入的氢氧化钠溶液溶浓度为0.1-0.6mol/l,过滤获得澄清的铝浸出液;继续向澄清的铝浸出液中通入足量的co2,最终获得al(oh)3沉淀物;剩余的电池片粉料进一步处理。7.根据权利要求1所述的从废旧太阳能电池组件提取硅片中银的方法,其特征在于:所述步骤(6)中,加入一定浓度的采用甲磺酸-双氧水溶液,控制一定的反应温度,获得含ag浸出液。8.根据权利要求7所述的从废旧太阳能电池组件提取硅片中银的方法,其特征在于:步骤(6)中电池片粉料与甲磺酸-双氧水溶液的质量之比为1:15,所述的甲磺酸-双氧水溶液是取30%-50%浓度甲磺酸和10%-20%浓度双氧水溶液配制而成,溶液中甲磺酸和双氧水质量比为10%-30%,磁力加热搅拌器上控制的反应温度为50-70℃,反应时间为3-4小时,使银浸出。

9.根据权利要求1所述的从废旧太阳能电池组件提取硅片中银的方法,其特征在于:所述步骤(7)中,在室温下,先向ag浸出液中加入适量氨水,将ph值调至8-10,再缓慢地加入水合肼溶液;水合肼溶液用量为理论量的1.5-2倍,水合肼溶液的浓度为30%-50%。

技术总结

本发明涉及一种从废旧太阳能电池组件提取硅片中银的方法,首先拆解废旧太阳能电池组件,其次,将太阳能板进行加热处理,实现背板与电池板的完整分离;接着将硅板进一步热处理除去EVA,得到硅片、金属电极和玻璃;随后将回收所得的硅片球磨过筛,经碱液浸出铝过滤,向铝浸出液冲入足量的二氧化碳气体,得到Al(OH)3沉淀物;对铝浸出液的滤渣采用绿色浸出工艺将银提取,并经还原得到银单质。本发明在保证玻璃、背板、汇流带、铝边框、接线盒等原有的物理性能不被严重破坏的前提下,对二次资源或组件进行回收从而降级利用或再生利用;通过常规的热处理方法去除EVA封装材料,结合化学回收工艺实现对电池片所含的铝和银进行有效回收。艺实现对电池片所含的铝和银进行有效回收。艺实现对电池片所含的铝和银进行有效回收。

技术研发人员:黄谋勇 苑文仪 李非 黄庆

受保护的技术使用者:上海第二工业大学

技术研发日:2022.06.22

技术公布日:2022/9/8
声明:
“从废旧太阳能电池组件提取硅片中银的方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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