在由SMM主办的2024SMM(第十九届)铅锌大会暨铅锌技术创新论坛——白银论坛上,广东省科学院资源利用与稀土开发研究所教授刘勇介绍了银生产-循环技术的进展情况。
前言
白银是一种重要的贵金属,具有货币、投资、商品三种属性。估计2023年全球白银需求总量达到11.4亿盎司(3.55万吨),工业需求达到6.0亿盎司(1.87万吨),较2022年增长8.0%,工业部门的旺盛需求使白银总需求量保持在历史高位。
随着高新技术的发展,特别是电子信息和新能源产业的飞速发展,战略新兴产业对白银的需求大量增加,具有战略紧缺资源的属性。
1.2白银供需情况
白银全球年供给量约32000吨,供应大幅短缺,约10%。
白银生产
2.1白银矿产资源储量
我国白银储量仅占全球总储量的8%左右,是白银主要进口国。
国内矿山白银资源;进口含银铜精矿、铅精矿和锌精矿;国外进口银矿砂及其精矿;国内外含银废料。
2.2 白银主要生产方式
♦铅电解阳极泥冶金
♦铜电解阳极泥冶金
♦锡、镍等其他金属电解阳极泥冶金
♦金银矿氰化冶金
♦高银废料(饰品、合金等)再生冶金
♦低银废料(电子废弃物等)再生冶金
♦其他含银物料(废水、污泥等)的回收
2000年我国白银产量仅1588吨,2012年增至14104吨,跃居世界第一位,2020年产量约19000吨(按照白银总产量统计)。
我国金银产量的60%以上来自铜铅电解阳极泥。
白银回收
3.1 银回收利用原料
白银二次资源主要来源:
电子和电器:触点、导(引)线、镀层、焊料
电池:银锌电池、光伏电池
银饰与银器:链、镯、头饰、币章、餐具等
加工废料:废品、边角料、磨屑、粉末等
其他含银物料:影像冲洗液、电镀污泥等
3.2 传统材料中回收白银方法
光伏银循环利用
4.1 光伏用银浆的主要性状
导电银浆是一种在电子和光伏行业中广泛使用的材料,用于制造印刷电路板和太阳能电池等器件。光伏银浆主要由银粉、玻璃粉、有机载体经过搅拌、轧浆等工艺生产而成。
根据技术路线不同,光伏银浆分为高温银浆和低温银浆。P型电池及N型TOPCon电池主要使用高温银浆;HJT电池由于非晶硅薄膜含氢量较高,生产环节温度在250°C以下,因此HJT电池主要采用低温导电银浆,浆料的优化与降本对HJT经济性提升至关重要。
4.2 报废银浆的回收
►火法处理工艺
优点:工艺简单、溶剂回收、银纯度高。
存在问题:银回收率偏低、铅污染。
技术指标:银回收率≥98.5%、银纯度≥99.99%、银粉 :90%、玻璃氧化物:5.0%、有机载体、其他溶剂。
►湿法处理工艺
优点:玻璃粉末回收、溶剂回收。
存在问题:废气的处理、废水处理。
技术指标:银回收率≥99.8%、银纯度≥98.0%、银粉粒度:10.0~20.0μm。
4.3. 光伏组件中提取白银
►关键技术及先进性:机器视觉分选、硝酸循环利用、蒸氨循环利用、银回收率≥95%、纯度≥99.5%、SCR脱硝。
白银生产与回收绿色低碳技术展望
5.1 白银生产绿色低碳技术
►阳极泥火法冶金:(1)真空蒸馏技术、装备的开发应用
►阳极泥 湿法冶金:(2)微波辅助浸出,缩短工艺流程,加速过程进行(3)与精细化工产品的生产相结合
►阳极泥火-湿联合法冶金:(4)根据不同阳极泥成分,各种工艺技术联合使用,形成个性化先进技术。
►生物冶金:(5)生物法:投资少,设备简单,绿色安全。但是也有诸多的局限,如微生物对生存环境要求较高,菌落驯化筛选复杂等,目前还处于实验室研究阶段,相信未来能有突破性进展。
5.2 光伏用银回收绿色低碳技术
废银浆降级再制造技术:主要性能:表面方块电阻<1.0mΩ/m2
铅玻璃利用
有机溶剂利用
结语
白银具有优良的光电和加工性能,在高新技术制造领域具有不可替代的作用,是性价比良好的贵金属,生产与循环产业发展具有重要的意义。
银矿以银铅锌矿为多,其保有储量占总量的64%以上,矿产银产量的增加必然导致金属铅产量的增加,但铅的应用范围日趋缩小,需求减少,将导致矿产银生产成本分摊增加。
光伏产业发展迅速,导电浆用银量占工业用银比例大幅增加。一方面报废银浆必然增多,另一方面随着光伏电池新技术的不断进步,能源转化效率不断提升,加快早期产品的更新换代,报废的光伏组件将大量增加,两者叠加促使银的回收量大幅增加。
光伏用银回收技术与传统方法有差别,为了适应国家绿色生产和“碳达峰、碳中和”目标要求,需进一步开发新技术,提高其循环技术水平,提高资源综合利用效率,减少污染物排放。