真空蒸馏处理废旧线路板金属的试验设计与机理模型

发布时间：2020-07-18 06:49

【摘要】：复杂的结构和组成严重制约着废旧线路板的综合利用，而其中金属材料的处理是主要的瓶颈问题。废旧线路板金属的研究目前主要集中在铜和贵金属的回收，较少涉及其他金属的处理，而现有的研究在试验策略上存在较大缺陷，机理方面的讨论也较为缺乏。本文综合考虑资源性与危害性，利用真空蒸馏技术处理废旧线路板金属混合物，进行了试验设计，并在此基础上研究了金属真空蒸馏的效应机理。运用全因子设计，评估了压强、温度、时间、粒度和质量对纯金属真空蒸馏的效应，响应量为气化率。并将金属蒸馏分为蒸发、传质和冷凝三个过程，对这三个过程分别进行了数学分析，建立和求解了纯金属蒸馏模型。结果表明，低水平压强的效应不显著，在后续的试验中，操作压强选取0.1Pa。温度和时间的效应是统计显著的，而且温度和时间的变大都能引起气化率的增大，另外，时间处于高水平时，温度变化引起的气化率变化值大于低水平时间下的变化值。数学模型的计算结果与因子效应一致，即纯金属蒸馏模型解释了过程的机理。在纯金属试验和模型研究的基础上，进行了全因子设计，优化真空蒸馏分离焊锡的工艺参数，并在纯金属模型中，引入活度系数与粒度、质量两个因子，并认为这两个因子存在函数关系，提出了全熔金属分离模型的思路。试验结果表明，温度、时间、粒度和质量的主效应显著，而质量在效应上与粒度相反。利用响应面设计分析了真空蒸馏除锌的因子效应，结果表明，粒度为70mesh时，锌气化率达到极值。质量对气化率、气化量这两个响应量的效应是相反的。以试验研究为基础，对纯金属蒸馏模型进行了改进。在传质方程中引入Blake-Kozeny-Burke-Plummer方程，然后将新的传质方程转化为关于蒸馏速率的隐函数，提出了整数层和小数层的概念，建立并求解了非全熔金属分离模型，对真空蒸馏除锌的机理进行了阐述。根据试验设计和机理模型的优化结果，利用真空蒸馏处理废旧线路板金属混合物，重点考察了其中锌的去除，研究表明锌实现了高效去除，气化率能够达到99.79%。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X76
【图文】：

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图 1-1 强酸或强氧化剂溶解法工艺流程Fig. 1-1 Flow chart of acid-leaching methodPark 等[40]利用王水处理废旧线路板，并结合液液萃取法回收贵金属，银、钯和金的回收率分别达到了 98%，93%和 97%。Kim 等[41]运用盐酸溶液中的电

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【参考文献】