离子膜电解法回收PCB废料中金属铜工艺的研究

发布时间：2020-04-05 04:19

【摘要】：从PCB(Printed Circuit Board)废料中回收金属铜不仅能实现资源的充分利用,而且可以有效的解决含铜废水的污染问题。本文利用离子膜电解槽进行回收试验研究,在阴极沉积得到金属铜,同时在阳极再生刻蚀液循环处理PCB。电解阴极极化曲线及不同Cu~(2+)/Cl~-比值电解液电流效率的测定显示氯化铜溶液作电解液时,阴极沉积铜以Cu~(2+)还原成Cu+为主要反应,当Cu~(2+)/Cl~-超过1:2.3时,电流效率可达到95%以上。阳极循环处理PCB废料的单因素实验表明,前处理最优工艺条件为:温度45oC,搅拌速度300-400 r/min,反应时间5 h左右,基于本试验对原料粉碎程度选择固液比为10 g/50 ml。阳极氧化再生的单因素实验表明,最优工艺条件为:温度40oC,电流密度100-200 A/m2,面积比选择2:1,搅拌速度100 r/min,电解时间2 h的条件下氧化再生效果最好。在最优条件下循环造液,利用再生刻蚀液继续腐蚀溶解金属铜,最后得到富集的溶液。结果发现循环3次后溶液中Cu~(2+)/Cl~-比可达到1:2.22,且循环3次后的刻蚀液腐蚀性大大降低,失去溶铜能力。机理探究表明铜溶解受表面反应控制,由公式推导可知增加Cl~-浓度可以提升溶液中铜的浓度,增大处理量。阴极沉积铜的单因素试验及正交试验得出实验各因素最佳工艺条件:温度35oC,电流密度250 A/m2,Cu~(2+)浓度75 g/L,搅拌速度100 r/min,在最优条件下电沉积2 h,电流效率达到97.73%,能耗为2.4157 k Wh/kg,槽电压为2.80 V,膜电位为0.423 V。分析各因素影响直观表可知电流密度对槽压和电流效率的影响最大。从SEM图可知,电流密度、温度、搅拌对电积铜的微观形貌影响明显,升高温度、增大电流密度及不加搅拌均不利于得到结晶细致的沉积层。由XRD分析可知,阴极铜片X衍射峰主要为(111)面的晶型,测试结果除了铜的特征峰还有Cu~(2+)1O的特征峰,这是由于测试及制样过程被氧化所致。对电解试验进行了放大试验及重复性试验,结果显示:槽压为3.76 V,阳极电位1.06 V,阴极电位0.52 V,电流效率87%,能耗3.64 k Wh/kg。重复性试验电流效率的平均偏差为1.00%,相对偏差为1.15%;能耗的平均偏差为0.125kWh/kg,相对偏差3.48%。最后对电解铜回收PCB废料的市场前景和经济成本进行了分析,与传统的回收方法相比,利用废刻蚀液和PCB电解回收铜的工艺具有环境污染少,兼顾废水处理与资源回收双重优势。
【图文】：

、灰分及裂解气，还有大量的金属（主要是金属铜）。WE Du料可以在 300-700 oC 下与氯气发生反应形成含金、氯化银和其的混合物，再利用盐酸清洗混合物溶解氯化银以外的氯化物杂质-氯化银混合物，最后分别用氨水和硝酸清洗混合物来除去氯化留的银，得到 99.9%的金。全翠等[23]人在固定床反应器中将废 P热解油，再与甲醛溶液在 95 oC 下合成热解油-酚醛树脂。在 90-酚醛树脂与二茂铁反应得到无定性碳纳米管。温度是火法冶金的参数，直接影响着金属铜的回收率[24]。彭科等[25]人采用热重B 的热解原理，结果表明原料质量在低于 300 oC 时几乎没有变0 oC 时急剧减少，当超过 360 oC 时质量减少速率变化缓慢。R. C研究了高温对 PCB 裂解回收铜的影响，发现铜箔在 800 oC 热解收效果最好，只在边缘附近检测到微量的 Pb 和 Sn。优化后裂解了能源消耗，极大的提升了电子垃圾的处理量。火法冶金技术操作要求低、生产投资小，，但火法冶金得到的金属产品不纯，需要结艺才能得到高纯度金属。

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文刻液和废污泥混合物中的铁沉淀。利用超声能量强化结别达到 93.76%和 2.07%。该方法为废刻蚀液和污泥回方法。与传统的铜再生过程相比较氯化冶金回收铜具有金属回收率高、加工成本低、环境友好等许多优点。U废 PCB 中金属的浸出作用，结果表明在室温条件下利0 r/min 转速下反应 22 h 可以完全回收 16 cm2的 PCB
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TF811


本文编号：2614529