废旧手机电路板浮选矿浆分散强化及分选试验研究

发布时间：2020-04-19 19:38

【摘要】：随着电子工业飞速发展,手机产品更新速度持续加快。研究表明中国产生的废旧手机每年高达7000万部,并且这一数据会持续增长。废旧电路板作为废旧手机中的核心部件,由于具有较高的金属含量与污染性,因此对废旧电路板进行高效资源化回收是必要的。目前,机械方法由于低污染、高回收率已经成为废旧电路板主要的处理技术。而针对电路板破碎后细粒物料处理,一些机械方法受到粒度限制难以实现较好的分选效果。浮选由于具有处理细粒优势而被作为电路板处理方法,然而当前对于浮选处理废旧电路板研究,仅局限于对破碎物料直接浮选并且对微细粒物料分选效率低的问题缺乏深入分析与有效的解决方法。因此,本文通过深入理论分析与试验研究实现废旧电路板中金属高效回收。采用SEM-EDS研究玻璃纤维和铜的外观以及表面元素分布发现,玻璃纤维以束状存在且表面碳含量为49.42%,这有助于玻璃纤维上浮。铜表面含有许多瘤状物且碳含量为32.54%。XPS分析进一步发现Cu主要以CuO,Cu(Met)和Al_2Cu形式存在,其含量分别为28.57%,32.86%和38.57%。FT-IR分析发现PCBs中的有机物与环氧树脂分子结构基本相同,这为后续浮选药剂选择及药剂吸附机理提供了依据。通过计算非金属表面能发现,范德华分量占据非金属表面能为94.06%,表明组成非金属颗粒主要属于非极性表面,因而表现为较强的疏水性能。在此基础上,研究了非金属易团聚原因,发现疏水引力是造成非金属颗粒之间发生团聚主要原因。进一步通过加入有机分散剂改善了非金属颗粒的分散性,并且论述了分散剂对非金属颗粒的分散机理。最后通过研究有机分散药剂在非金属颗粒表面吸附机理发现,范德华力与氢键力有助于药剂在非金属颗粒表面实现吸附,并且吸附量呈现木质素磺酸钠单宁酸羟甲基纤维素。通过研究有机分散剂对浮选效果影响发现,有机分散剂添加量与回收率出现相同增加趋势,然而当添加量过高后沉物中Cu品位急剧减少,因此适当添加分散剂可提高金属回收率。进一步通过分析分散剂在相同添加量下的沉物产率,发现木质素磺酸钠单宁酸羟甲基纤维素与非金属颗粒相互作用强度,这主要是因为分散剂中极性官能团负电性强弱以及数量影响形成氢键力强弱。此外,捕收剂添加量增加使得沉物中铜的品位提高,且十二胺作用效果大于煤油,这是由于十二胺可以与呈负电的非金属颗粒实现静电作用。
【图文】：

回收方式,手机,产量,手机电路

国官方网站发布的手机产量消息，在 2010-2016 年期间生产部增长到 20.18 亿部[1]。据统计，当前中国每年产生的废旧，而在这些废旧手机中仅仅只有 1％通过正当的方式回收，置的状态[3]如图 1-1 所示。此外，由于人们追求手机功能的周期仅仅为1-2年，因此这将造成大量电子垃圾产生。根据研含有约 130 公斤铜（Cu），约 3.5 公斤银（Ag），约 340 克钯（Pd）其中废旧手机电路板中金属含量占据最高[4]。因此收金属具有重要意义，特别是在中国能源消耗增长 0.17%归之外，全世界电子废弃物中 80%进入发展中国家，其中电非法进入到中国市场进行回收[6]。此外，废旧手机电路板中质如果通过在冶炼厂烧毁或掩埋在垃圾场等不正当的方式处路板就会污染空气[7]，此外这些重金属会对人类身体健康也响，像铅，汞，镉等会对皮肤，呼吸系统等会造成伤害。因理废旧手机电路板不仅可以实现资源高效回收，而且可以实

技术路线图,课题研究,物料特性,仪器分析

试验研究思路如图1-2 所示。研究拟通过分析仪器分析浮选物料特性，研究其表面特性对浮选的影响并为后续浮选药剂的选择以及药剂吸附机理提供指导；通过结合接触角测量仪与表面张力仪测试结果计算颗粒表面能，在此基础上采用 EDLVO 理论分析微细粒颗粒之间的主要作用力，找出非金属团聚的主要原因；结合 EDLVO 理论研究其分散机理。除此之外，以仪器分析物料特性结果为依据研究药剂吸附机理；最
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD923

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