废弃线路板金属资源化分离过程研究

发布时间：2020-09-07 10:20

　　随着社会经济的迅速发展,电子产品的更新速度不断加快,给环境保护和资源回收带来了极大的压力。作为电子产品主要组成部分的线路板具有危害性和资源性的双重特点,开展有关废弃印刷电路板回收处理技术的研究是热点问题,特别是环境污染成为亟待解决的问题。本论文以废弃线路板为研究对象,将废弃线路板破碎后,采用多种检测手段分析废弃线路板组成,确定其资源特性。绘制了铜、铁、锌、镍、锡的水系Eh-pH图和铜、锌、镍的氨系Eh-pH图,并对金属浸出过程进行了热力学分析。结果表明在合适的pH值和电位范围内,铜、铁、锌、镍、锡可用酸浸出,酸浓度的增大会促进金属浸出;铜、锌、镍可与氨在氧气加压的条件下形成络合离子而选择性地浸出,氨浓度的增大和氧压的增大会促进金属浸出。提出并研究了废弃电子线路板的盐酸-氯化铜三段浸出工艺过程,确定了较为适宜的工艺条件。第一段采用1.0mol/L盐酸作为浸出剂,锌、铁、镍的浸出率分别为99.99%、92.14%和82.5%;第二段采用1.8mol/L盐酸作为浸出剂,锡的浸出率为99.94%,锡的浸出过程由表面化学反应控制,遵循“未反应核减缩型”的表面化学反应控制的动力学规律,其反应活化能为42.7kJ/mol;第三段采用氯化铜为浸出剂,铅的浸出率为99.92%,铅浸出过程由表面化学反应控制,符合一级反应速率,其反应活化能为44.8kJ/mol。研究了电子线路板的氨水-碳酸铵-氧气选择性浸出过程,确定了较佳的工艺条件。在此工艺条件下,锌、铜、镍的浸出率分别为100%、99.39%和65.74%。铜浸出过程由扩散控制,其反应活化能为14.68kJ/mol。采用国产萃取剂LK-C2对浸出液中的金属进行萃取分离过程的研究,铜、铁、镍的萃取率分别为99.98%、96.14%和99.35%;以H_2SO_4为反萃剂研究了反萃过程,铜、铁、镍的反萃率分别为97.51%、99.18%和98.31%,取得了很好的分离效果。基于废线路板的复杂性和多样性,提出了不同的工艺流程,处理回收废线路板中的金属,本文的复合工艺具有较强的实用性。
【学位单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2010
【中图分类】：X705
【部分图文】：

线路板

印制线路的成品板。线路板（Printed Circuit Boards, or PCBs）是由（树脂）、玻璃纤维或牛皮纸及高纯度铜箔以及多种金属组成。由不同，不同厂商、不同地区、不同年代的线路板中的金属含量有很的含量跨度为 4.19%~63.68%，因此造成了回收的不便，对于不同采取不同的处理方法。但不可否认，废弃线路板的潜在回收价值是章将研究实验中使用废线路板的主要原料的来源及成分，重点研究的金属元素和非金属元素组成。验部分废线路板来源验所用废弃线路板由河北华玉电路板制作有限公司提供，主要材料氧树脂，玻璃纤维增强材料，如果2-1所示。

示意图,稳定区,水溶液,示意图

第三章浸出原理及热力学分析水的热力学稳定区液中存在的 H+、OH-以及 H2O，能被氧化和还原，伴随着析。其反应如下：+2 2H O-2e 1/2O +2H+22H +2e H298K 以及2Op 、2Hp 为 101325Pa 时，反应的电极电势分别为：2 2O /H OE 1.229 - 0.0591pH+2H /HE 0 .0591pH，如果在水介质中有氧化剂或还原剂存在，在一定条件下可氧化成气态 O2，或者使 H+或 H2O 还原为气态的 H2。图 3-1 为定区域图。

平衡方程式,物质

图 3-3 Fe-H2O 系 Eh-pH 图（2+Fea =1、3+Fea =1、T=25℃）Fig.3-3 Eh-pH diagram for Fe-H2Oi-H2O 系 Eh-pH 图2O 系中考虑的物质有：Ni、Ni2+、NiO、Ni3O4、Ni2O3、NiO2以及有关的反应及其平衡方程式列于表 3-6。2+Nia 取为 1，据此作出-4 所示。

【参考文献】