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从半导体用废蓝膜片中提取贵金属制备高纯金、铂的方法与流程

651   编辑:中冶有色技术网   来源:紫金矿业集团黄金珠宝有限公司  
2023-10-20 14:06:07
从半导体用废蓝膜片中提取贵金属制备高纯金、铂的方法与流程

1.本发明涉及废料中贵金属提取精炼技术领域,具体涉及一种从半导体用废蓝膜片中提取贵金属制备高纯金、铂的方法。

背景技术:

2.贵金属具有良好的化学稳定性,高电导率和热导率,特有的电学、磁学、光学等性能,广泛用于微电子技术,如半导体器件的欧姆接触、线路、键合、密封等,成为提高半导体器件性能必不可少的金属。现代电子行业飞速发展,对材料的要求越来越高,而黄金具有其他金属无法替代的高稳定性。同时,电子产品日益微型化,单位用金量很小,对产品成本不构成威胁。因此越来越多的电子元件可以使用金作原材料。工业用金量占总量约10%,存在利用率低、返料率高、废料种类复杂等问题。如金在电子产品的利用率仅占2%,约98%含金废料待回收,含金废料主要为不良led芯片、贵金属靶材废料、废蓝膜片、废金丝金线、废圆晶片或边角料及含金内衬板等。其中废蓝膜片中贵金属量约占比总废料贵金属的一半。目前含贵金属废蓝膜片预处理方法有焙烧法、湿法剥离(无机溶剂、有机溶剂)。焙烧法优点是处理流程短,焙烧后直接获得合金料,缺点是投资成本高,需购置焚烧炉、烟气处理装置(焙烧产出大量有害气体烟气需进行处理),环保成本高。采用有机溶剂湿法剥离,优点是易规模化、自动化生产,缺点是该法流程长、对生产装备要求高、药剂耗量大、药剂易挥发对人体危害大、废液难处置等问题。采用无机溶剂湿法剥离,该法也存在处理流程长,处理过程机械化程度低、效率较低等问题。

3.中国专利申请cn102277497a提供了一种从废旧电路板中回收金、钯、铂、银的方法,该技术方案的思路是通过低温焙烧除去塑料杂质,用硝酸溶解分离银、钯,溶解完银、钯的渣用盐酸和高氯酸溶解铂、金,采用盐酸

?

高氯酸溶液体系溶解金铂合金,耗时长,需5

?

10h,高浓度金、铂混合溶液,为了得到高纯铂粉和金粉需多次分离提纯。

技术实现要素:

4.针对现有技术的不足,本发明旨在提供一种从半导体用废蓝膜片中提取贵金属制备高纯金、铂的方法,

5.为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

6.从半导体用废蓝膜片中提取贵金属制备高纯金、铂的方法,具体过程为:

7.s1、预处理:

8.采用浸出液对半导体用废蓝膜片进行浸出,实现蓝膜基体和合金料的分离及杂质铝的脱除;

9.s2、将步骤s1中分离获得的合金料置于反应釜中,加入硝酸和盐酸的混合溶液选择性浸出金;浸出后过滤,得到分金液和分金渣;

10.s3、金分离与高纯化:

11.s3.1、将步骤s2所得分金液进行水解除杂,过滤后,滤液中加入亚硫酸钠进行还

原,待溶液电位降低至450

?

550mv时为反应终点,过滤后得到金粉和沉金液;

12.s3.2、在步骤s3.1所得的沉金液中加入水合肼进行深度还原,反应结束后过滤后得到粗金粉,粗金粉返回步骤s2,滤液则送废水处理;

13.s4、铂分离与高纯化:将步骤s2所得的分金渣进行焙烧转型,使得ti转化为tio2,然后选择性浸出pt。

14.进一步地,步骤s1中,浸出液中碱的质量浓度为1%

?

25%,氧化剂的体积分数为0

?

15%;浸出条件为温度25℃,时间15min

?

3h。

15.进一步地,步骤s2中,混合溶液中,盐酸与硝酸的体积比3

?

5∶1,混合溶液和合金料的液固比按体积质量比为1.5

?

3∶1,浸出条件为温度60

?

85℃,时间1

?

2h。

16.进一步地,步骤s4的具体过程为:

17.s4.1、将分金渣置于马弗炉中进行焙烧;

18.s4.2、焙烧后所得渣料采用盐酸

?

氯酸钠溶液浸出,反应结束后,过滤,获得一次滤液和滤渣,滤渣返回进行二次浸出,获得二次滤液和二次滤渣;将一次滤液和二次滤液合并得到合并滤液,采用稀氢氧化钠溶液调碱,直到ph=4

?

5,加入过量氯化铵,获得黄色沉淀物,用稀氯化铵溶液洗涤后,用水合肼还原获得铂粉。

19.更进一步地,步骤s4.2中,盐酸

?

氯酸钠溶液中,盐酸的浓度为35g/l

?

60g/l,所含氯化钠的质量与合金料中的金的质量比为3

?

6∶1。

20.更进一步地,步骤s4.2中,浸出温度80℃

?

95℃,时间2

?

3小时。

21.更进一步地,步骤s4.2中,氯化铵与合并滤液中的铂的摩尔比是3:1,加入过量氯化铵后在室温下反应1

?

2h。

22.更进一步地,步骤s4.1中,焙烧温度700℃

?

950℃,焙烧时间1

?

3小时。

23.进一步地,步骤s3.1中,还原的反应条件为控制ph=4

?

5,温度55

?

65℃。

24.进一步地,步骤s3.2中,深度还原的反应条件为控制ph=4

?

5,时间1

?

2h,温度50

?

80℃。

25.本发明的有益效果在于:

26.本发明采用碱液

?

氧化剂复合溶液强化分离塑料基体和合金料,分离速度快及兼顾脱除杂质铝,避免大量铝进入金、铂浸出液中,减小杂质对后续金、铂高纯化的影响。另外,本发明采用盐酸

?

硝酸混合浸出剂实现对金选择性浸出,通过焙烧法使得金属钛转化为难溶的二氧化钛,破坏合金相,使得pt变得易消解,提前除杂,大幅降低铂浸出液中杂质含量,获得高回收率、高纯度铂精炼工艺。本发明解决了现有废蓝膜片中贵金属回收技术存在的环保成本高、药剂耗量大、设备投资成本高、工艺流程长、回收率低的缺点。

附图说明

27.图1为本发明实施例1

?

4的方法流程示意图。

具体实施方式

28.以下将结合附图对本发明作进一步的描述,需要说明的是,本实施例以本技术方案为前提,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围并不限于本实施例。

29.实施例1

30.本实施例提供的一种从半导体用废蓝膜片中提取贵金属制备高纯金、铂的方法,所述半导体行业用废蓝膜片,基体为聚氯乙烯,中间有一层亚克力胶水,胶面上有一层1微米左右的合金镀层,合金层组成按质量百分比为au:78%、pt:10%、ti:8%、al:4%。如图1所示,包括如下步骤:

31.(1)预处理

32.通过浸出液强化浸出实现蓝膜基体和合金料高效分离及杂质铝脱除,混合溶液中碱的质量浓度5%,双氧水体积分数为0,浸出剂与废料质量比2∶1,温度25℃,时间3h,分离蓝膜基体和合金料,浸出液中金、铂贵金属含量<3mg/l,蓝膜基体上金、铂贵金属含量<0.05g/t,铝杂质脱除率>90%,浸出液可循环利用。

33.(2)将分离获得的合金料置于反应釜中加入硝酸

?

盐酸混合溶液选择性浸出金,硝酸

?

盐酸混合溶液中盐酸与硝酸体积比3∶1,液固比按体积质量比为1.5∶1,温度60℃,时间1h,浸出后过滤,得到分金液和分金渣,分金渣中pt≥59%,ti≥39%,au≤1.2%,al<0.01%;

34.(3)金分离与高纯化

35.a将步骤(2)所得分金液进行水解除杂,控制ph=4,温度55℃,过滤后,滤液中加入亚硫酸钠进行还原,待分溶液电位降低至450mv时为反应终点,过滤后得到金粉和沉金液;金粉纯度99.99%,直收率>88%;

36.b、在步骤a的沉金液中加入水合肼进行深度还原,控制ph=4,时间1h,温度50℃,回收溶液中少量铂和金,过滤后得到粗金粉,返回步骤(2);二次还原后液送废水处理。a和b两步骤金直收率合计达98.9%。

37.(4)铂分离与高纯化

38.步骤(2)所得分金渣主要是pt和ti合金,通过焙烧转型,使得ti转化为tio2,选择性浸出pt,避免ti对pt纯化的干扰。工艺条件:将分金渣置于马弗炉中进行焙烧,焙烧温度700℃,焙烧时间3小时。焙烧后渣采用盐酸

?

氯酸钠溶液浸出,盐酸35g/l,氯酸钠与合金渣中的金之比为3∶1,温度80℃,时间3小时。反应结束后,过滤,获得一次滤液和滤渣,滤渣进行二次浸出,获得二次滤液和二次滤渣。将两次滤液合并,采用稀氢氧化钠溶液调碱,ph到4,加入过量氯化铵,氯化铵与合并滤液中铂的摩尔比是3:1,室温下反应1h,获得黄色沉淀物,用稀氯化铵溶液多次洗涤后,用水合肼还原获得铂粉,铂粉纯度>99%,直收率大于85%。

39.实施例2

40.本实施例提供的一种从半导体用废蓝膜片中提取贵金属制备高纯金、铂的方法,所述半导体行业用废蓝膜片,基体为聚氯乙烯,中间有一层亚克力胶水,胶面上有一层1微米左右的合金镀层,合金层组成为au:78%、pt:10%、ti:8%、al:4%。如图1所示,包括如下步骤:

41.(1)预处理

42.通过浸出液强化浸出实现蓝膜基体和合金料高效分离及杂质铝脱除,浸出条件为:碱液质量浓度10%,双氧水体积分数为10%,浸出液与废料质量比2∶1,温度25℃,时间20min,分离蓝膜基体和合金料,浸取剂中金、铂贵金属含量<4mg/l,蓝膜基体上金、铂贵金

属含量<0.05g/t,铝杂质脱除率>98%,碱液可循环利用。

43.(2)将分离获得的合金料置于反应釜中加入硝酸

?

盐酸混合溶液选择性浸出金,硝酸

?

盐酸混合溶液中盐酸与硝酸体积比4∶1,液固比按体积质量比为2∶1,温度70℃,时间1.5h,浸出后过滤,得到分金液和分金渣,分金渣中pt≥60%,ti≥39%,au<0.05%,al<0.01%;

44.(3)金分离与高纯化

45.a将步骤(2)所得分金液进行水解除杂,控制ph=4.5,温度60℃,过滤后,滤液中加入亚硫酸钠进行还原,待分溶液电位降低至500mv时为反应终点,过滤后得到金粉和沉金液;金粉纯度99.99%,直收率>88%;

46.b、在步骤a的沉金液中加入水合肼进行深度还原,控制ph=4.5,时间1.5h,温度60℃,回收溶液中少量铂和金,过滤后得到粗金粉,返回a步骤;二次还原后液送废水处理。a和b两步骤金直收率合计达99.9%。

47.(4)铂分离与高纯化

48.步骤(2)中所得分金渣主要是pt和ti合金,通过焙烧转型,使得ti转化为tio2,选择性浸出pt,避免ti对pt纯化的干扰。工艺条件:将分金渣置于马弗炉中进行焙烧,焙烧温度850℃,焙烧时间2小时。焙烧后渣采用盐酸

?

氯酸钠溶液浸出,盐酸45g/l,氯酸钠与合金渣中的金之比为4.5∶1,温度90℃,时间2.5小时。反应结束后,过滤,获得一次滤液和滤渣,滤渣进行二次浸出,获得二次滤液和二次滤渣。将两次滤液合并,采用稀氢氧化钠溶液调碱,ph到4.5,加入过量氯化铵,氯化铵与合并滤液中的铂的摩尔比是3:1,室温下反应1.5h,获得黄色沉淀物,用稀氯化铵溶液多次洗涤后,用水合肼还原获得铂粉,铂粉纯度>99%,直收率大于95%。

49.实施例3

50.本实施例提供的一种从半导体用废蓝膜片中提取贵金属制备高纯金、铂的方法。所述半导体行业用废蓝膜片,基体为聚氯乙烯,中间有一层亚克力胶水,胶面上有一层1微米左右的合金镀层,合金层组成为au:78%、pt:10%、ti:8%、al:4%。如图1所示,包括如下步骤:

51.(1)预处理

52.通过浸出液强化浸出实现蓝膜基体和合金料高效分离及杂质铝脱除,浸出液中质量浓度25%,双氧水体积分数为15%,浸出剂与废料质量比2∶1,温度25℃,时间15min,分离蓝膜基体和合金料,浸取剂中金、铂贵金属含量<5mg/l,蓝膜基体上金、铂贵金属含量<0.05g/t,铝杂质脱除率>98%,碱液可循环利用。

53.(2)将分离获得的合金料置于反应釜中加入硝酸

?

盐酸混合溶液选择性浸出金,硝酸

?

盐酸混合溶液中盐酸与硝酸体积比5∶1,液固比按体积质量比为2∶1,温度85℃,时间2h,浸出后过滤,得到分金液和分金渣,分金渣中pt≥60%,ti≥39%,au<0.05%,al<0.01%;

54.(3)金分离与高纯化

55.a将步骤(2)所得分金液进行水解除杂,控制ph=4.5,温度60℃,过滤后,滤液中加入亚硫酸钠进行还原,待分溶液电位降低至500mv时为反应终点,过滤后得到金粉和沉金液;金粉纯度99.99%,直收率>88%;

56.b、在步骤a的沉金液中加入水合肼进行深度还原,控制ph=5,时间2h,温度80℃,回收溶液中少量铂和金,过滤后得到粗金粉,返回步骤(2);二次还原后液送废水处理。a和b两步骤金直收率合计达99.9%。

57.(4)铂分离与高纯化

58.步骤(2)中所得分金渣主要是pt和ti合金,通过焙烧转型,使得ti转化为tio2,选择性浸出pt,避免ti对pt纯化的干扰。工艺条件:将合金料置于马弗炉中进行焙烧,焙烧温度950℃,焙烧时间1小时。焙烧后渣采用盐酸

?

氯酸钠溶液浸出,盐酸60g/l,氯酸钠与合金渣中金之比为6∶1,温度95℃,时间2小时。反应结束后,过滤,获得一次滤液和滤渣,滤渣进行二次浸出,获得二次滤液和二次滤渣。将两次滤液合并,采用稀氢氧化钠溶液调碱,ph到4.5,加入过量氯化铵,氯化铵与合并滤液中的铂的摩尔比是3:1,室温下反应2h,获得黄色沉淀物,用稀氯化铵溶液多次洗涤后,用水合肼还原获得铂粉,铂粉纯度>99%,直收率大于95%。

59.实施例4

60.本实施例提供的一种从半导体用废蓝膜片中提取贵金属制备高纯金、铂的方法。所述半导体行业用废蓝膜片,基体为聚氯乙烯,中间有一层亚克力胶水,胶面上有一层1微米左右的合金镀层,合金层组成为au:78%、pt:10%、ti:8%、al:4%。如图1所示,包括如下步骤:

61.(1)预处理

62.通过浸出液强化浸出实现蓝膜基体和合金料高效分离及杂质铝脱除,浸出液中碱的质量浓度1%,双氧水体积分数为15%,浸出剂与废料质量比2∶1,温度25℃,时间1h,分离蓝膜基体和合金料,浸取剂中金、铂贵金属含量<5mg/l,蓝膜基体上金、铂贵金属含量<0.05g/t,铝杂质脱除率>85%,碱液可循环利用。

63.(2)将分离获得的合金料置于反应釜中加入硝酸

?

盐酸混合溶液选择性浸出金,硝酸

?

盐酸混合溶液中盐酸与硝酸体积比4∶1,液固比按体积质量比为3∶1,温度85℃,时间1h,浸出后过滤,得到分金液和分金渣,分金渣中pt≥60%,ti≥39%,au<0.16%,al<0.01%;

64.(3)金分离与高纯化

65.a将步骤(2)所得分金液进行水解除杂,控制ph=5,温度65℃,过滤后,滤液中加入亚硫酸钠进行还原,待溶液电位降低至550mv时为反应终点,过滤后得到金粉和沉金液;金粉纯度99.99%,直收率>88%;

66.b在步骤a的沉金液中加入水合肼进行深度还原,控制ph=4.5,时间1.5h,温度60℃,回收溶液中少量铂和金,过滤后得到粗金粉,返回步骤(2);二次还原后液送废水处理。a和b两步骤金直收率合计达99%。

67.(4)铂分离与高纯化

68.步骤(2)中分金渣主要是pt和ti合金,通过焙烧转型,使得ti转化为tio2,选择性浸出pt,避免ti对pt纯化的干扰。工艺条件:将分金渣置于马弗炉中进行焙烧,焙烧温度850℃,焙烧时间1小时。焙烧后渣采用盐酸

?

氯酸钠溶液浸出,盐酸60g/l,氯酸钠与合金渣中的金之比为4∶1,温度80℃,时间2小时。反应结束后,过滤,获得一次滤液和滤渣,滤渣进行二次浸出,获得二次滤液和二次滤渣。将两次滤液合并,采用稀氢氧化钠溶液调碱,ph到5,加

入过量氯化铵,氯化铵与合并滤液中的铂的摩尔比是3:1,室温下反应2h,获得黄色沉淀物,用稀氯化铵溶液多次洗涤后,用水合肼还原获得铂粉,铂粉纯度>99%,直收率大于95%。

69.对于本领域的技术人员来说,可以根据以上的技术方案和构思,给出各种相应的改变和变形,而所有的这些改变和变形,都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。技术特征:

1.从半导体用废蓝膜片中提取贵金属制备高纯金、铂的方法,其特征在于,具体过程为:s1、预处理:采用浸出液对半导体用废蓝膜片进行浸出,实现蓝膜基体和合金料的分离及杂质铝的脱除;s2、将步骤s1中分离获得的合金料置于反应釜中,加入硝酸和盐酸的混合溶液选择性浸出金;浸出后过滤,得到分金液和分金渣;s3、金分离与高纯化:s3.1、将步骤s2所得分金液进行水解除杂,过滤后,滤液中加入亚硫酸钠进行还原,待溶液电位降低至450

?

550mv时为反应终点,过滤后得到金粉和沉金液;s3.2、在步骤s3.1所得的沉金液中加入水合肼进行深度还原,反应结束后过滤后得到粗金粉,粗金粉返回步骤s2,滤液则送废水处理;s4、铂分离与高纯化:将步骤s2所得的分金渣进行焙烧转型,使得ti转化为tio2,然后选择性浸出pt。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s1中,浸出液中碱的质量浓度为1%

?

25%,氧化剂的体积分数为0

?

15%;浸出条件为温度25℃,时间15min

?

3h。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s2中,混合溶液中,盐酸与硝酸的体积比3

?

5∶1,混合溶液和合金料的液固比按体积质量比为1.5

?

3∶1,浸出条件为温度60

?

85℃,时间1

?

2h。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s4的具体过程为:s4.1、将分金渣置于马弗炉中进行焙烧;s4.2、焙烧后所得渣料采用盐酸

?

氯酸钠溶液浸出,反应结束后,过滤,获得一次滤液和滤渣,滤渣返回进行二次浸出,获得二次滤液和二次滤渣;将一次滤液和二次滤液合并得到合并滤液,采用稀氢氧化钠溶液调碱,直到ph=4

?

5,加入过量氯化铵,获得黄色沉淀物,用稀氯化铵溶液洗涤后,用水合肼还原获得铂粉。5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤s4.2中,盐酸

?

氯酸钠溶液中,盐酸的浓度为35g/l

?

60g/l,所含氯化钠的质量与合金料中的金的质量比为3

?

6∶1。6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤s4.2中,浸出温度80℃

?

95℃,时间2

?

3小时。7.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤s4.2中,氯化铵与合并滤液中的铂的摩尔比是3:1,加入过量氯化铵后在室温下反应1

?

2h。8.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤s4.1中,焙烧温度700℃

?

950℃,焙烧时间1

?

3小时。9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s3.1中,还原的反应条件为控制ph=4

?

5,温度55

?

65℃。10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s3.2中,深度还原的反应条件为控制ph=4

?

5,时间1

?

2h,温度50

?

80℃。

技术总结

本发明公开了一种从半导体用废蓝膜片中提取贵金属制备高纯金、铂的方法,采用碱液

技术研发人员:衷水平 范大游 苏秀珠 王俊娥 林文贤 刘兴财 唐定 陈杭 朱莞烨

受保护的技术使用者:紫金矿业集团黄金珠宝有限公司

技术研发日:2021.10.22

技术公布日:2021/12/27
声明:
“从半导体用废蓝膜片中提取贵金属制备高纯金、铂的方法与流程” 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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