从半导体用废蓝膜片中提取贵金属制备高纯金、铂的方法
阅读说明：本技术 从半导体用废蓝膜片中提取贵金属制备高纯金、铂的方法 (Method for extracting noble metal from waste blue membrane for semiconductor to prepare high-purity gold and platinum ) 是由 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 于 2021-10-22 设计创作，主要内容包括：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-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；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,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。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。(The invention discloses a method for extracting precious metals from a waste blue membrane for a semiconductor to prepare high-purity gold and platinum, which adopts alkali liquor-oxidant composite solution to strengthen and separate a plastic matrix and an alloy material, has high separation speed and takes account of removing impurity aluminum, avoids a large amount of aluminum from entering gold and platinum leaching solution, and reduces the influence of impurities on subsequent high purification of gold and platinum; the selective leaching of gold is realized by adopting a hydrochloric acid-nitric acid mixed leaching agent, metal titanium is converted into insoluble titanium dioxide by a roasting method, impurities are removed in advance, the impurity content in the platinum leaching solution is greatly reduced, and the high-recovery-rate and high-purity platinum refining process is obtained. Solves the defects of high environmental protection cost, large medicament consumption, high equipment investment cost, long process flow and low recovery rate in the prior art for recovering the noble metal in the waste blue membrane.)
技术领域
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
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。
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。
发明内容
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，
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
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：
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。
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。
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。
进一步地，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。
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。
更进一步地，步骤S4.2中，浸出温度80℃-95℃，时间2-3小时。
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。
更进一步地，步骤S4.1中，焙烧温度700℃-950℃，焙烧时间1-3小时。
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℃。
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℃。
本发明的有益效果在于：
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
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
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。
实施例1
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：
(1)预处理
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。
(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％；
(3)金分离与高纯化
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％；
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％。
(4)铂分离与高纯化
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％。
实施例2
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：
(1)预处理
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。
(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％；
(3)金分离与高纯化
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％；
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％。
(4)铂分离与高纯化
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％。
实施例3
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：
(1)预处理
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。
(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％；
(3)金分离与高纯化
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％；
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％。
(4)铂分离与高纯化
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％。
实施例4
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：
(1)预处理
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。
(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％；
(3)金分离与高纯化
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％；
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％。
(4)铂分离与高纯化
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％。
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。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种利用微波直接还原处理废弃CRT玻璃的方法