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废电路板中金属铁、铜、金的回收试验研究

作　者: 韩增玉
导　师: 张德华
学　校: 昆明理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 废电路板金溶剂萃取金属回收
分类号: TN606
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

近几十年,电子电器设备使用于生活的各个方面,同时产生了大量的电子废物。电路板是电子元器件的基础,电路板不仅产生数量大,而且含有大量可回收利用的有价资源,同时也含有铅、铬、卤素等有毒有害物质,若不妥善处置将会对周围环境造成严重的污染。论文首先总结了国内外电子废物的回收处理情况。并通过使用X射线衍射、等离子发射光谱仪分析测定了废电路板元素组成,测定结果表明：废电路板中含有多种金属元素,不仅有贱金属铁、铜、铝等,还含有大量的贵金属金、银、钯等。其中铁、铜、铝的含量分别为264.619mg/g、290.667 mg/g、39.481 mg/g,贵金属金、银、钯的含量分别为0.088 mg/g、0.351 mg/g、1.480 mg/g。根据废电路板元素组成,提出先使用氧化酸(双氧水-硫酸体系)预处理废电路板,浸出其中的铁、铜等贱金属元素,用王水溶解残渣,然后使用丙二酸二乙酯萃取王水溶液中的金。在双氧水-硫酸体系浸出废电路板中的非贵金属试验中,在一定的工艺条件下,能够有效的将废电路板中的铁、铜等贱金属浸出出来。通过正交实验和单因素实验确定反应最佳操作条件。当废电路板粉末为10.0g时,双氧水-硫酸体系浸出反应的最佳条件为：硫酸浓度为9mol/L,双氧水用量15mL,反应时间150min,反应温度50℃,铁的浸出率为90.3%,铜的浸出率为94.6%。溶剂萃取法提金实验中,以去除铁、铜等贱金属后的含金贵液为萃取目标,选用丙二酸二乙酯作为萃取剂,分别研究了相比(有机相与水相的体积比)、pH值,萃取时间及液相中的金浓度对萃取率的影响,实验结果表明,在常温下,当相比为0.5,萃取时间为20min,pH为0.5时金的萃取率可达到94%以上,同时丙二酸二乙酯对溶液中的金有较高的萃取率,即使金浓度较低,其萃取率也可达到90%以上。对于微波加热萃取过程,随着微波功率的增加,金的萃取率增加较快,当微波功率达到708W时,金的萃取率达到94.9%,但微波功率过高会降低丙二酸二乙酯的含量,从而使萃取率降低；当微波加热萃取时间的延长金的萃取率也相应增加,当萃取时间达到480s时,金的萃取率达到92.8%。通过微波加热后的萃取体系,丙二酸二乙酯对金的萃取率在短时间内比在常温下具有更高的萃取率。对产生的酸性废液,通过加碱的方法,不仅可以回收其中的贱金属还可将其中的重金属转化为稳定的固态物质,降低其对环境的污染。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-11
第一章综述  11-27
  1.1 电子废物  11-13
    1.1.1 电子废物概念  11
    1.1.2 电子废物现状  11-12
    1.1.3 电子废物的危害  12-13
  1.2 废印刷电路板  13-14
    1.2.1 废印刷电路板的组成  13-14
    1.2.2 废印刷电路板综合回收利用的意义  14
  1.3 废电路板回收利用研究进展  14-19
    1.3.1 物理法  14-16
    1.3.2 化学法  16-18
    1.3.3 生物技术  18
    1.3.4 几种方法的比较  18-19
  1.4 从废电路板中提金技术现状  19-23
    1.4.1 氰化法  20-21
    1.4.2 酸性硫脲法  21-22
    1.4.3 溴化法和碘化法  22
    1.4.4 王水法  22
    1.4.5 金的溶剂萃取法  22-23
  1.5 微波技术基础  23-24
    1.5.1 微波  23
    1.5.2 微波加热原理  23
    1.5.3 微波的特性  23-24
    1.5.4 微波在溶剂萃取中的应用  24
  1.6 课题研究的内容与意义  24-27
    1.6.1 选题的意义  24-25
    1.6.2 研究内容  25
    1.6.3 论文创新点  25-27
第二章废印刷电路板组成成分分析  27-35
  2.1 废电路板主要材料构成  27-29
    2.1.1 基板的主要构成  27-28
    2.1.2 电子元器件的主要构成  28-29
  2.2 废电路板的衍射分析与成分分析  29-35
    2.2.1 X-衍射分析  29-31
    2.2.2 等离子发射光谱仪分析结果  31-35
第三章废电路板预处理实验  35-49
  3.1 湿法冶金预处理方法概述  35-36
  3.2 废电路板的拆解和粉碎  36-37
    3.2.1 拆解  36
    3.2.2 粉碎  36-37
  3.3 金属与非金属的分离  37-40
  3.4 双氧水-硫酸体系浸出废电路板中金属铁、铜  40-48
    3.4.1 浸出原理  40-41
    3.4.2 仪器与试剂  41-42
    3.4.3 分析测定方法  42
    3.4.4 实验方法  42
    3.4.5 正交实验结果与讨论  42-44
    3.4.6 单因素实验结果与讨论  44-47
    3.4.7 最佳实验  47-48
  3.5 本章小结  48-49
第四章溶剂萃取法回收废电路板中的金  49-62
  4.1 萃取体系的选取  49
  4.2 溶液萃取的基本原理  49-51
  4.3 丙二酸二乙酯萃取金的实验  51-55
    4.3.1 实验仪器及试剂  51-52
    4.3.2 实验过程  52
    4.3.3 实验结果及讨论  52-55
  4.4 微波加热萃取金的实验  55-58
    4.4.1 实验仪器及试剂  55-56
    4.4.2 实验过程  56-57
    4.4.3 实验结果及讨论  57-58
  4.5 对比实验  58-60
  4.6 金的反萃取  60
  4.7 本章小结  60-62
第五章提金后续处理  62-65
  5.1 铜的回收和重金属分离工艺设计  62-63
  5.2 环境保护措施  63-64
    5.2.1 废水处理  63-64
    5.2.2 废渣处理  64
    5.2.3 粉碎过程中的二次污染与防治  64
  5.3 本章小结  64-65
第六章结论与建议  65-67
  6.1 结论  65-66
  6.2 建议  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-72
附录(在读研究生期间所发表的论文)  72

废电路板中金属铁、铜、金的回收试验研究

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