CN110220887B - 一种测定废电路板剥离料树脂粉中铅、锌、锡和镍的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测定废电路板剥离料树脂粉中铅、锌、锡和镍的方法，采用将废电路板样品进行破碎和风选，收集金属和非金属（树脂粉末）两种物料,针对废电路板的树脂粉样中含锡较高，对试样的处理、测定介质、基体及共存元素对测定的影响及工作曲线线性等进行试验,探索出用盐酸、硝酸、酒石酸、硝硫混酸和过氧化氢溶解试样，在稀盐酸介质中加入酒石酸与锡形成配合物，以防止锡的水解，在同一溶液中用电感耦合等离子体发射光谱法连续测定废电路板树脂粉末样中铅、锌、锡和镍量。本发明可以高效且准确地分析成分复杂的废电路板剥离料树脂粉中铅、锌、锡和镍的含量，具有操作简便、快速、准确等优点。

Description

一种测定废电路板剥离料树脂粉中铅、锌、锡和镍的方法

技术领域

本发明涉及一种废电路板剥离料树脂粉中金属元素的测定分析方法。

背景技术

随着信息技术的发展，电子产品的更新换代日新月异，新产品的各种功能使得人们不断更新家用电器和便携式设备，人们在享受各种新数码电子产品带来的便利的同时，废弃的电子产品也制造了大量的电子废物垃圾。同时，由于废电路板是各类电子产品的核心部件，其中含有大量的有价金属元素，尤其含有高含量的铅、锌、锡和镍等有价元素，可以采取合适的方法进行回收，这样可大大提高二次资源的利用率，是发展循环经济的重要组成部分。目前，国内外尚无关于废电路板样品测定铅、锌、锡和镍元素的分析方法和标准。因此，准确测定废电路板中的铅、锌、镍和锡金属元素含量，建立相关分析方法，对回收有价金属以及资源循环利用具有重要的现实意义和指导意义。废电路板的性质决定了其成份的复杂性和组成差异较大，采用传统的取样、制样及分析方法想准确测定其铅、锌、锡和镍含量必然存在着诸多困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测定废电路板剥离料树脂粉中铅、锌、锡和镍的方法，克服传统的取样、制样及分析方法无法准确测定其铅、锌、锡和镍含量的缺点。

一种测定废电路板剥离料树脂粉中铅、锌、锡和镍的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)试样用粉碎机进行全部粉碎至全量通过标准筛；

(2)准确称取树脂粉试样于250mL三角烧杯中，精确至0.0001g；

(3)向所述树脂粉试样中加水润湿，然后加入浓盐酸、浓硝酸和酒石酸溶液溶解试样，置于电热板低温加热反应后，取下冷却过滤，过滤得到滤液和滤渣；

(4)将所述的滤液移于250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，静置或干过滤；

(5)将所述过滤后的滤渣连同滤纸移于原三角烧瓶中，加入浓硝酸，酒石酸溶液，盖上表面皿，置于电热板加热反应；

(6)向所述反应后溶液中加入硝硫混酸，加热并蒸发至冒硫酸烟使滤纸碳化，如在冒烟时烧杯中有黑色颗粒物，表示滤纸碳化未完全，补加硝硫混酸，并蒸发冒白烟至湿盐状，取下冷却；

(7)向所述冷却后溶液加入盐酸，过氧化氢，置于电热板加热、蒸发溶解盐类，加入盐酸，加热煮沸取下冷却，将溶液移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，静置或干过滤；

(8)采用电感耦合等离子体发射光谱法分别对所述滤液、滤渣中铅、锌、锡和镍含量的分析测定。

进一步的，步骤(1)中，所述全量通过0.2mm标准筛，可以保证样品的均匀性；步骤(2)中，所述准确称取树脂粉的用量为0.5g，可以保证样品具有代表性，提高铅、锌、镍和锡分析结果的准确度。

进一步的，步骤(3)中，所述浓盐酸和浓硝酸用量各为10mL，酒石酸溶液浓度为100g/L，酒石酸溶液用量为3mL，可以使试样充分溶解；步骤(5)中，所述浓硝酸用量为10mL，酒石酸溶液用量为3mL。

进一步的，步骤(6)中，所述硝硫混酸体积比例为7:3，硝硫混酸用量为2mL，可以使试样充分溶解，得到较高的精密度和准确度。

进一步的，步骤(7)中，所述盐酸用量为10mL，过氧化氢用量为2mL，可以使盐类充分溶解，得到较高的精密度和准确度。

本发明针对废电路板的树脂粉样中含锡较高，对试样的处理、测定介质、基体及共存元素对测定的影响及工作曲线线性等进行试验,探索出用盐酸、硝酸、酒石酸、硝硫混酸和过氧化氢溶解试样，在稀盐酸介质中加入酒石酸与锡形成配合物，以防止锡的水解，在同一溶液中用ICP-AES连续测定废电路板树脂粉末样中铅、锌、锡和镍量。本发明可以高效且准确地分析成分复杂的废电路板剥离料树脂粉中铅、锌、锡和镍的含量，具有操作简便、快速、准确等优点。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明：

一种测定废电路板剥离料树脂粉中铅、锌、锡和镍的方法，包括以下步骤：

(1)试样用粉碎机进行全部粉碎至全量通过标准筛，标准筛优选0.2mm，由此，可以保证样品的均匀性；

(2)准确称取树脂粉试样于250mL三角烧杯中，精确至0.0001g；树脂粉的称样量选择0.5g，由此，可以提高数据的准确度和精密度；

(3)向所述树脂粉试样中加水润湿，然后加入浓盐酸、浓硝酸和酒石酸溶液溶解试样，置于电热板低温加热反应后，取下冷却过滤，过滤得到滤液和滤渣；浓盐酸和浓硝酸用量优选10mL，酒石酸溶液浓度选择100g/L，酒石酸溶液用量选择3mL。由此，可以使试样充分溶解；

(4)将所述的滤液移于250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，静置或干过滤；

(5)将所述过滤后的滤渣连同滤纸移于原三角烧瓶中，加入浓硝酸，酒石酸溶液，盖上表面皿，置于电热板加热反应；浓硝酸用量优选10mL，酒石酸溶液用量选优3mL；

(6)向所述反应后溶液中加入硝硫混酸，加热并蒸发至冒硫酸烟使滤纸碳化，如在冒烟时烧杯中有黑色颗粒物，表示滤纸碳化未完全，补加硝硫混酸，并蒸发冒白烟至湿盐状，取下冷却；硝硫混酸体积比例优选为7:3，硝硫混酸用量选择2mL,由此，可以使试样充分溶解，得到较高的精密度和准确度；

(7)向所述冷却后溶液加入盐酸，过氧化氢，置于电热板加热溶解盐类，蒸发至5mL左右，加入盐酸，加热煮沸取下冷却，将溶液移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，静置或干过滤；盐酸用量优选10mL，过氧化氢用量选择2mL，由此，可以使盐类充分溶解，得到较高的精密度和准确度；

(8)采用电感耦合等离子体发射光谱法分别对所述滤液、滤渣中铅、锌、锡和镍含量的分析测定。

具体实施例及验证分析:

1、试样制备

废电路板样品进行破碎和风选，收集金属和非金属(树脂粉末)两种物料，非金属物料(树脂粉末)用粉碎机进行全部粉碎至全量通过0.2mm标准筛。

2、分析试液的准备

准确称取0.5g树脂粉末试样于250mL三角烧杯中，精确至0.0001g。如样品分筛上、筛下，按其筛分后的质量合比称取试样。加少量水润湿，然后加入10mL盐酸、10mL硝酸、3mL(100g/L)酒石酸溶液，置于电热板低温加热5min后，取下冷却过滤。滤液移入250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，静置或干过滤。将滤渣连同滤纸移于原三角烧杯中，加入10mL硝酸、3mL酒石酸溶液，盖上表面皿，置于电热板加热10min。加入2mL硝硫混酸(硝硫混酸体积比例7:3)，加热并蒸发至冒硫酸烟使滤纸碳化。(如在冒烟时烧杯中有黑色颗粒物，表示滤纸碳化未完全，补加少量硝硫混酸，并蒸发冒白烟至湿盐状，取下冷却。)加入10mL盐酸、2mL过氧化氢，置于电热板加热溶解盐类，蒸发至5mL左右，加入10mL盐酸，加热煮沸取下冷却，将溶液移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，静置或干过滤。

3、工作标准溶液的配制

铅、锌、锡和镍各单元素标准溶液(A)：铅标准溶液ρ(Pb)＝2000μg/mL；锌标准溶液ρ(Zn)＝2000μg/mL；镍标准溶液ρ(Ni)＝1000μg/mL；锡标准溶液ρ(Sn)＝2000μg/mL；

铅、锌、锡和镍混合标准溶液(B)：用上述浓度各单元素标准溶液配制成Pb、Zn、Sn质量浓度各为200μg/mL；Ni质量浓度为100μg/mL的混合标准溶液；

混合标准系列溶液(C)：分别取上述铅、锌、锡和镍混合标准溶液0ml、2.5mL、5mL、10mL、20mL和25mL于一组100ml容量瓶中，加入10mL盐酸、3mL酒石酸(100g/L)稀释至刻度，混匀。

4、测定

将分析试液与标准系列溶液(C)在选定的仪器工作条件下同时进行等离子体光谱法铅、锌、锡和镍的测定。

5、考察不同因素对测定结果的影响

5.1分析谱线的选择

从光谱仪谱线库中，查看各待测元素的分析线、元素的谱线干扰和谱线强度信息，选择三条强度较强的谱线。用各单元素标准溶液、混合标准溶液和试样溶液，在所选各元素的分析线处依次扫描，观察屏幕上显示的光谱轮廓图像。比较被测元素各谱线的灵敏度及光谱干扰情况，最终确定干扰小、背景低、信噪比高的谱线为分析谱线(见表1)。

表1元素分析谱线

项目	铅	锌	锡	镍
					分析线/nm	220.353	206.200	189.927	231.604

5.2方法的检出限试验

在选定的分析谱线和仪器工作条件下，用铅、锌、镍、锡混合标准系列溶液(C)建立校正曲线，连续测定10次试剂空白溶液，以3倍标准偏差计算的方法检出限，结果如下表所示：

表2铅、锌、镍和锡的检出限(mg/L)

项目	铅	锌	镍	锡
					检出限	0.10	0.024	0.021	0.19

5.3测定介质的选择

表3王水用量对测定的影响

表4盐酸用量对测定的影响

按照本发明方法，分别改变王水和盐酸的用量，用混合标准系列溶液(C)建立校正曲线，分别测定相应介质溶液中铅、锌、镍和锡量，测定结果见表3、表4。结果表明，盐酸体系与王水(盐酸+硝酸＝3+1v/v)体系，其测定结果基本一致，本文选用盐酸为测定体系；盐酸浓度(体积分数)在5％～10％之间对测定结果无明显影响，各元素的测定结果基本没有变化，当盐酸浓度超过10％，各元素结果随着盐酸浓度的增加而减小。为了防止Sn元素水解，因此，选用盐酸浓度(体积分数)为10％，待测溶液与标准溶液的盐酸酸度应尽量保持一致。

5.4、酒石酸用量的选择

按照本发明方法，用混合标准系列溶液(C)建立校正曲线，分别测定各溶液中铅、锌、镍和锡量，测定结果如下表所示：

表5酒石酸用量的影响试验

试验结果发现：酒石酸浓度在1-3mg/L范围时，随着浓度增加，测定结果接近真实值，浓度超过3mg/L时，测定结果整体偏低。因此选择浓度为3mg/L。

5.5试样溶解方法的选择

移取5.00mL铅、锌、锡、镍混合标准溶液(B)于三角烧杯中，按照以下2种混酸体系进行溶样试验，结果见下表所示。

1)盐酸+硝酸+高氯酸+盐酸+酒石酸+双氧水

2)盐酸+硝酸+硝硫混酸+盐酸+酒石酸+双氧水

表6方法选择试验(mg/L)

由表结果表明，采用方法1对锡结果影响较大，锡损失较大，方法2与标准值基本一致，铅、锌和镍两种方法的结果影响几乎一致，影响不大。因此选用方法2溶解试样。

6、验证方法的可靠性和可行性

6.1样品精密度

将058-D#和103-D#2个样品按实验方法进行精密度试验，试验结果见表所示。

表7样品精密度试验

6.2方法准确度试验

对058-D#样品按实验方法进行加标回收试验，试样加标回收试验结果见表。

表8加标回收试验

由表8结果可知，铅、锌、锡、镍在97.5％～103.2％之间，表明该方法准确度较高。

本发明针对废电路板的树脂粉样中含锡较高，对试样的处理、测定介质、基体及共存元素对测定的影响及工作曲线线性等进行试验,探索出用盐酸、硝酸、酒石酸、硝硫混酸和过氧化氢溶解试样，在稀盐酸介质中加入酒石酸与锡形成配合物，以防止锡的水解，在同一溶液中用ICP-AES连续测定废电路板树脂粉末样中铅、锌、锡和镍量，并在此测定条件下进行了方法精密度、准确度试验。在本说明书中，对术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，则应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims (2)

1.一种测定废电路板剥离料树脂粉中铅、锌、锡和镍的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)废电路板样品进行破碎和风选，收集金属和树脂粉两种物料，树脂粉用粉碎机进行全部粉碎至全量通过标准筛；

(2)准确称取0.5g树脂粉试样于250mL三角烧杯中，精确至0.0001g；

(3)向所述树脂粉试样中加水润湿，然后加入10mL浓盐酸、10mL浓硝酸和3mL浓度为100g/L的酒石酸溶液溶解试样，置于电热板低温加热反应后，取下冷却过滤，过滤得到滤液和滤渣；

(4)将所述的滤液移于250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，静置或干过滤；

(5)将所述过滤后的滤渣连同滤纸移于原三角烧瓶中，加入10mL浓硝酸，3mL酒石酸溶液，盖上表面皿，置于电热板加热反应；

(6)向所述步骤(5)中反应后溶液中加入体积比例为7:3，用量为2mL的硝硫混酸，加热并蒸发至冒硫酸烟使滤纸碳化，如在冒烟时烧杯中有黑色颗粒物，表示滤纸碳化未完全，补加硝硫混酸，并蒸发冒白烟至湿盐状，取下冷却；

(7)向所述冷却后溶液加入10mL盐酸，2mL过氧化氢，置于电热板加热、蒸发溶解盐类，加入盐酸，加热煮沸取下冷却，将溶液移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，静置或干过滤；

(8)采用电感耦合等离子体发射光谱法分别对所述滤液、滤渣中铅、锌、锡和镍含量的分析测定。

2.根据权利要求1所述的测定废电路板剥离料树脂粉中铅、锌、锡和镍的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述树脂粉用粉碎机进行全部粉碎至全量通过0.2mm标准筛。