废手机电路板中电沉积法回收纯铜的研究

发布时间：2020-05-08 08:50

【摘要】：手机是全球最普及的电子设备,由于更新换代快其废弃数量巨大,随意丢弃浪费资源、破坏环境。因此,废手机电路板的回收再利用研究意义重大,此举不仅可以保护环境又可以循环资源。废手机电路板的绿色回收工艺是目前研究的重点,而电沉积方法是一种低输入、高输出的工艺,同时泡沫浮选法是一种高效、高分选性的工艺,这两种方法结合回收废手机电路板不仅高效而且低污染。最后本文重点进行从废手机电路板中利用电沉积法高效回收纯铜(纯度≥99.5%)的工艺研究,首先利用浮选法富集铜,然后利用电沉积方法从铜富集体中回收纯铜,通过本次研究可以提供一种适用于电子废弃物的绿色回收工艺。本论文首先采用泡沫浮选法对破碎后的电路板颗粒进行预处理分选出具有一定品位的铜富集体用作电沉积回收纯铜的原料。在本环节考察了金属-非金属的分离,确立了浮选—烘干—再浮选的金属-非金属的分离工艺,同时实验得出结论:小于0.074 mm粒级颗粒中金属元素含量很少,这一粒级金属元素的回收最为困难,利用浮选法回收时回收率最低;金属元素占比同样较少的0.074 mm-0.125 mm颗粒中铜的回收率较高,其他元素则相对较低,这一粒级颗粒总体质量也较少,可以利用浮选法回收,要实现更高的回收率则需要辅以其他方法;0.125 mm-0.15mm颗粒和0.15 mm-0.3 mm颗粒中铜的回收率达到了90%以上;0.3 mm-0.45 mm颗粒中铜的回收率最高达到了96.9%,同时其他金属元素的回收率也非常高。其次考察了从金属富集体中分选铜,确立了水热硫化-温水浮选法从-0.074 mm金属富集体中浮选分离铜的工艺,同时实验得出结论:水热硫化法用来硫化金属富集体效果良好,提高了铜的选择性的同时有效抑制了其他金属,同时45℃水温保证了浮选药剂的极佳活性,且通过水热硫化温水浮选法获得了铜的品位92%的铜富集体。本论文进行了电沉积法从浮选得到的铜富集体中回收纯铜的研究。本环节首先搭建了用于本次实验的电化学系统,采用阳离子交换膜隔开的H型电解池结构,阳极区和阴极区分别使用不同电解液,使用电镀用阳极袋盛装铜富集体粉末和钛阳极板;然后进行了液固比、温度、颗粒粒径、电压、pH、阴极板材料的单因素实验,得出电沉积效率随着液固比、电压和温度的升高而变大,随着pH的降低而变大,随着颗粒粒径的变化维持稳定结果,同时确立了沉积回收致密铜产品的工艺:电压10V,阴极板为不锈钢板,适用于高效回收铜的工艺:电压15V,阴极板为纯铜板;最后考察了浮选富集铜作为沉积原料对沉积产物的影响,实验得出结论:浮选得到的铜富集体中主要以金属铜为主可以有效减少电沉积法回收纯铜时其他金属在阴极的沉积,从而提高沉积铜纯度,通过本次电沉积实验最终得到了纯度至少为99.67%的纯铜产品。综上所述,首先利用水热硫化-温水浮选铜富集体,然后利用电沉积法从铜富集体中回收纯铜,最终可以从废手机电路板中回收得到高纯铜,这种回收工艺高效、绿色,在以电路板为代表的电子垃圾回收中有极高应用价值。
【图文】：

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言的更新换代速度不断加快，全球每年淘汰的旧手机数目巨大，无法二次利用，随意处置会对人类生存环境造成极大威胁，然有大量的金属和非金属材料；鉴于废手机的资源性、危害性、矿产资源的有限性，一种环境友好、适于工业应用、以废手机铜回收工艺研究具有重大意义。手机电路板电路板是手机内部最基本的零件，一般称作印制电路板，它的的电子元器件提供连接和支撑，它是利用印刷术在不导电的树导电金属层制成，不同用途的、不同品牌的电路板拥有不同的材基本组成物质大致分布如表 1.1 所示，可以看出基板上占有元的元素。手机废弃后部分零件可以回收二次使用，但是其中的使用的，从而诞生大量的废弃手机电路板。表 1.1 电路板基本组成成分[7]

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2图 1.1 现有废手机主板回收流程[2]理回收技术回收技术就是利用颗粒之间物理性质的差异进行回收的技术等性质；主要应用的技术有重力分选、磁力分选、浮选法等，电路板破碎成颗粒后进行；重力分选主要是以水为分选介质，量的不同，通过调节水介质的密度使得小密度颗粒上浮，大密有效分离金属非金属，，但是需要添加较多的调节药剂，同时整制[3]。磁力分选主要是利用颗粒之间的磁性差异进行分选的技磁性的颗粒和无磁性的颗粒会沿着不同的轨迹运行，从而得到同样磁选过程较为难以控制精确分选金属的效果不够良好[4]。颗粒的表面性质差异进行浮选的技术，利用气泡上浮特性和不性不同进行分选；Sarvar M, Salarirad M M 等进行了泡沫浮选法板（PCB）-0.59mm 粒级颗粒中金属的机械分离和表征[5]，最后
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TF811

【参考文献】