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废弃线路板中加压氨浸法回收金属的研究

作　者: 王猛
导　师: 张懿
学　校: 天津大学
专　业: 化学工程
关键词: 废弃线路板加压氮浸电位-pH图动力学
分类号: X705
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着科学技术的迅速发展，电子设备的更新换代速度不断加快，也导致了电子废弃物产生量大大增加。废弃线路板作为一种最典型的电子废弃物，具有资源性和危害性的双重特点，尤其是金属含量很高，因此开发一种经济高教且环境友好的方法回收废弃线路板中的金属也就成为亟待解决的问题。本文绘制铜、锌和镍的水系和氮系电位．pH图，对三种金属的氧化氮浸过程进行了热力学分析。结果表明在适宜的pH范围和一定的电位范围内，铜、锌和镍均可与氮形成络台离子实现浸出，氮量的增加和氧压的升高均会对金属的浸出产生促进作用，同时分析判断金属的浸出顺序依次为锌、铜和镍。实验过程中，以氨水．铵盐缓冲溶液作为浸出试剂，氧气作为氧化剂，在高压釜中通过加压氮浸法回收废弃印刷线路板中的铜、锌和镍，分别研究了氨水浓度、铵盐浓度、搅拌速率、氧气压力、温度、浸出时间、铜离子添加量和不同种类铵盐对浸出效果的影响，并得到浸出的最优工艺条件：铵盐选择碳酸铵，浓度为1m01也，氨水浓度为4m01也，搅拌速率为7()(】r／min，氧气压力为O 2MPa，温度为55℃，浸出时间为150min。在优化条件下，锌完全浸出，铜的浸出率大于99％，镍浸出率大于65％，锡和铅的浸出率小于2％，铁不浸出，达到了选择性浸出的要求。配合工艺研究，对铜的加压氧气氮浸过程进行了动力学研究，结果表明铜的浸出过程遵循不生成固体产物层的“未反应核收缩模型”。实验条件下氧气的反应级数为O 5，表观活化能为14 68kJ01，推断出浸出反应为扩散控制，并通过扩散模型进行拟台得到了进一步的验证。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章文献综述  8-24
  1.1 研究背景  8
  1.2 废弃线路板的特性  8-11
    1.2.1 数量逐年增加  8-9
    1.2.2 潜在价值高  9-10
    1.2.3 环境危害大  10-11
  1.3 废弃线路板的管理回收现状  11-13
    1.3.1 国外管理回收现状  11-12
    1.3.2 国内管理回收现状  12-13
  1.4 废弃线路板资源化回收方法  13-19
    1.4.1 热处理技术  13-15
    1.4.2 机械处理技术  15-17
    1.4.3 生物处理技术  17
    1.4.4 湿法冶金技术  17-19
    1.4.5 超临界流体技术  19
  1.5 湿法浸出的动力学模型  19-22
    1.5.1 收缩核模型  20-21
    1.5.2 多孔扩散模型  21-22
    1.5.3 混合控制模型  22
  1.6 研究意义  22-23
  1.7 本文主要研究内容  23-24
第二章浸出原理及热力学分析  24-38
  2.1 浸出原理  24-25
  2.2 热力学分析  25-37
    2.2.1 Cu的E-pH图  26-30
    2.2.2 Zn的E-pH图  30-33
    2.2.3 Ni的E-pH图  33-36
    2.2.4 浸出顺序分析  36-37
  2.3 本章小结  37-38
第三章实验材料及研究方法  38-44
  3.1 实验原料  38
  3.2 实验药品和仪器  38-39
  3.3 实验设备和方法  39-43
    3.3.1 金属含量的测定实验  39-40
    3.3.2 废弃线路板的XRD分析  40-41
    3.3.3 加压氧气氨浸实验  41-43
  3.4 本章小结  43-44
第四章工艺条件的考察  44-56
  4.1 pH的影响  44-45
  4.2 氨水浓度的影响  45-46
  4.3 碳酸铵浓度的影响  46-47
  4.4 搅拌速率的影响  47-48
  4.5 氧压的影响  48-49
  4.6 温度的影响  49-50
  4.7 浸出时间的影响  50
  4.8 加入铜盐的影响  50-52
  4.9 不同铵盐的的影响  52-53
  4.10 优化工艺条件试验  53-54
  4.11 氨浸法工艺路线  54-55
  4.12 本章小结  55-56
第五章加压氨浸过程的动力学研究  56-65
  5.1 动力学模型的建立  56-58
  5.2 动力学研究结果与讨论  58-62
    5.2.1 氧压对铜浸出率的影响  58-60
    5.2.2 温度对铜浸出率的影响  60-62
  5.3 动力学模型的验证  62-64
  5.4 本章小结  64-65
第六章结论与展望  65-67
  6.1 结论  65-66
  6.2 展望  66-67
参考文献  67-72
发表论文和科研情况说明  72-73
致谢  73

废弃线路板中加压氨浸法回收金属的研究

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