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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光伏组件回收,具体涉及一种从退役光伏层压件中回收金属的方法。
技术介绍
1、能源危机和气候危机作为21世纪面临的双重挑战,正促使全球加快能源结构转型,并急需提出可缓解气候问题的方案。在这一背景下,可再生能源的开发与利用显得尤为重要。其中,太阳能资源因其丰富性与低成本特性,已成为能源生产领域的重要支柱。然而,随着全球光伏产业的蓬勃发展,预测到2050年全球光伏发电装机容量将增至8519gw,而由于其寿命有限,退役光伏组件的处理问题逐渐浮出水面,并成为全球范围内亟待解决的环境与经济挑战。
2、光伏组件的寿命一般为25-30年,据预测到2050年,全球废旧光伏组件数量将达到957万吨,其中废旧晶硅光伏组件占总废弃量的85-90%。废旧光伏组件包含丰富的有价值资源,如金属(铝、铜、银等)、玻璃、硅片等,若采用传统的直接丢弃或填埋方式处理,不仅会导致资源的巨大浪费,还可能对生态环境和人体健康造成潜在的危害。
3、退役光伏层压件以晶硅光伏组件为主,其成分主要为光伏玻璃、eva胶膜、硅片、聚氟乙烯tpt背板、铝边框和接线盒等组成。这些材料在经过适当处理后,均具有较高的回收利用价值。特别是,废旧光伏组件中的玻璃、硅片以及银、铝、铜、铅、锡等多金属富集体,经回收再处理后可直接用于循环生产,减少对新资源的依赖。
4、目前,一些方法已经被用于退役光伏组件的回收,如机械分离、湿法冶金、热处理等,分离并去除退役光伏层压件中的有机物,回收玻璃、铜、银等有价金属,实现退役光伏层压件的循环利用。如cn11564
5、另外,现有退役光伏组件回收工艺主要以玻璃、硅片、金属银铝回收为主,并未考虑到焊带中金属回收,从而使得有价金属回收率低、能耗高、且流程复杂。
6、由上可知,传统的退役光伏组件回收方法往往存在着金属组分回收不完全、金属回收率不高、金属回收产品价值低、资源化水平低、工艺流程复杂等问题。这些方法在处理退役光伏层压件时,往往难以有效地解离和分离其中的多组分体系,导致金属资源回收效率低下,同时也可能对环境造成二次污染。因此,亟待开发一种经济、高效、环保的退役光伏组件资源化利用方法。
技术实现思路
1、有鉴于此,本专利技术的目的在于提供一种从退役光伏层压件中回收金属的方法,以实现退役光伏层压件中的焊带和硅片中的有价金属的回收。
2、为了实现上述目的,本专利技术采用的技术方案如下:
3、一种从退役光伏层压件中回收金属的方法,包括以下步骤:
4、将退役光伏层压件经预处理,得到初始硅片和初始焊带的混合物;
5、将初始硅片和初始焊带的混合物经物理分选,得到硅片、焊带和硅片-焊带混合体;
6、将硅片酸浸处理,得到含铝浸出液和含银硅粉;
7、在无氧气氛中,将焊带放入硫酸-硫酸铜混合溶液中经置换反应,得到硫酸铅、含锡浸出液和铜条;
8、将硅片-焊带混合体经酸浸处理,得到含铝浸出液以及含银硅粉-焊带(cu/pb/sn);
9、含铝浸出液经中和反应得到氢氧化铝;
10、含银硅粉-焊带(cu/pb/sn)经盐酸溶液处理,得到铜条、含锡和铅的浸出溶液以及含银的硅粉;
11、含银硅粉经酸处理,得到含银浸出液和硅粉,向含银浸出液中加入氯盐,得到氯化银;
12、含锡和铅的浸出溶液经硫酸盐沉淀,得到硫酸铅和含锡浸出液;
13、含锡浸出液经氧化处理,得到二氧化锡。
14、根据上述技术手段,通过巧妙地利用退役光伏层压件的硅片和焊带中各金属的氧化还原电位不同,氧化还原电位越高,氧化性越强,反之则还原性越强,从而实现各金属的选择性分离与回收。针对硅片(si-ag-al),通过简单而巧妙地采用酸浸处理,有效实现了金属铝的选择性分离,同时利用硝酸浸出-氯化钠沉淀法得到产品硅片和氯化银。针对焊带(cu-pb-sn)体系,通过简单而巧妙地采用硫酸铜-硫酸体系,有效实现了铜、铅、锡的选择性分离,产品铜、硫酸铅可直接利用,而含锡溶液可直接氧化得到产品氧化锡。针对硅片-焊带(si-ag-al-cu-pb-sn)体系,通过简单而巧妙地采用硫酸浸出,有效实现了金属铝的选择性分离;采用盐酸浸出,实现了铜与银以及铅、锡的选择性分离;通过化学沉淀法,有效实现了含铅、锡溶液的进一步分离、提纯;含银硅粉则可直接送往硅片体系,利用相同的硝酸浸出-氯化钠沉淀法,得到产品硅片和氯化银。上述方法不仅有效实现了各种有价金属的高效回收,还实现了多条工艺生产线并用,降低了生产成本,具有能耗低、产品价值高和环境友好的优点,符合循环经济理念。
15、其中,本专利技术方法得到的硅粉可直接用于硅片的再生工艺,有效实现了硅片的原位利用。
16、本专利技术方法得到的产品氢氧化铝和氯化银,可直接进行外售,也可用于后续铝、银金属的生产工艺。
17、本专利技术方法得到的产品硫酸铅可直接外售或焙烧处理为氧化铅。
18、本专利技术的从退役光伏层压件中回收金属的方法的原理为:退役光伏层压件中主要含有硅、银、铜、铝等有价金属,且金属分布较为集中。因此,本专利技术针对目前回收过程中可能存在的金属体系,如硅片(si-ag-al)、焊带(cu-pb-sn)、硅片-焊带(si-ag-al-cu-pb-sn),基于不同体系中各金属氧化还原电位的不同,巧妙而简单地采用酸浸、中和反应、置换反应、化学沉淀等技术手段,有效实现了各体系中各金属的选择性分离与定向富集,进一步实现了退役光伏层压件中金属的高值化综合回收利用。
19、优选的,所述将硅片酸浸处理为:采用硫酸溶液对硅片进行浸出处理。
20、优选的,所述将硅片-焊带混合体经酸浸处理为:采用硫酸溶液对硅片-焊带混合体进行浸出处理。
21、优选的,所述硫酸溶液中硫酸的浓度为0.1~2mol/l。
22、优选的,所述硅片与硫酸溶液按kg:l计为1k本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种从退役光伏层压件中回收金属的方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的从退役光伏层压件中回收金属的方法,其特征在于,所述将硅片酸浸处理为:采用硫酸溶液对硅片进行浸出处理;
3.根据权利要求2所述的从退役光伏层压件中回收金属的方法,其特征在于,所述硫酸溶液中硫酸的浓度为0.1~2mol/L;
4.根据权利要求1所述的从退役光伏层压件中回收金属的方法,其特征在于,所述硫酸-硫酸铜混合溶液中,硫酸铜的浓度为0.1~1mol/L,硫酸浓度为0.1~2mol/L;
5.根据权利要求1所述的从退役光伏层压件中回收金属的方法,其特征在于,所述含铝浸出液经中和反应得到氢氧化铝:采用氢氧化钠溶液对含铝浸出液进行中和反应,得到氢氧化铝和硫酸钠溶液;
6.根据权利要求1所述的从退役光伏层压件中回收金属的方法,其特征在于,所述盐酸溶液中盐酸的浓度为0.05~1mol/L;
7.根据权利要求1所述的从退役光伏层压件中回收金属的方法,其特征在于,所述含银硅粉经酸处理为:采用硝酸溶液对含银硅粉进行处理;
9.根据权利要求1所述的从退役光伏层压件中回收金属的方法,其特征在于,所述将退役光伏层压件经预处理为:采用机械分离、热处理和溶剂浸出方式对退役光伏层压件进行处理。
10.根据权利要求1所述的从退役光伏层压件中回收金属的方法,其特征在于,所述退役光伏层压件选自多晶硅退役光伏层压件、单晶硅退役光伏层压件、双玻退役光伏层压件和单玻退役光伏层压件中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种从退役光伏层压件中回收金属的方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的从退役光伏层压件中回收金属的方法,其特征在于,所述将硅片酸浸处理为:采用硫酸溶液对硅片进行浸出处理;
3.根据权利要求2所述的从退役光伏层压件中回收金属的方法,其特征在于,所述硫酸溶液中硫酸的浓度为0.1~2mol/l;
4.根据权利要求1所述的从退役光伏层压件中回收金属的方法,其特征在于,所述硫酸-硫酸铜混合溶液中,硫酸铜的浓度为0.1~1mol/l,硫酸浓度为0.1~2mol/l;
5.根据权利要求1所述的从退役光伏层压件中回收金属的方法,其特征在于,所述含铝浸出液经中和反应得到氢氧化铝:采用氢氧化钠溶液对含铝浸出液进行中和反应,得到氢氧化铝和硫酸钠溶液;
6.根据权利要求1所述的从退役光...
【专利技术属性】
技术研发人员:许振明,黄明星,宋庆明,王钰婷,
申请(专利权)人:上海交通大学,
类型:发明
国别省市:
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