废旧电路板上元器件的环境友好拆解及铝电容器和晶体管的资源化回收

发布时间：2022-01-10 06:12

　　电路板是任何电子电器产品不可或缺的组成部分,其废弃量大、污染性强、价值含量高,对废旧电路板的合理回收是资源可持续利用和环境保护的双重需求。废旧电路板的资源化处理主要包括废旧电路板上元器件的拆解、元器件的资源化处理和电路板基板的资源化处理三个方面,而目前其薄弱环节主要为前两者。基于有价金属和污染物质在电路板上的分布具有种类和含量不均匀的特性,通过拆解可以实现成分相似的元器件的分类处理,从而提高有价金属的分离效率和降低污染控制成本。因此,电子元器件的拆解对高附加值产品回收效率的提高和环境污染的控制至关重要。但是,目前拆解操作大多以手工为主,同时,大多数元器件还未能够得到有效的资源化处理,急需研发科学、高效以及环境友好的技术和装备。为此,本文设计了废旧电路板上元器件的拆解方法、建立了拆解系统、优化了拆解参数,并分析了拆解过程有害气体和PM10的排放特征及PM10在人体呼吸系统的沉积特征。此外,本文选取了从废旧电路板上拆解下来的铝电容器和晶体管进行资源化研究,在分析样品物料性质的基础上,分别探索了废旧铝电容器和废旧晶体管回收的技术方案,优化了回收工艺及参数,并对回收过程的环境友好性进行了分析。... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：178 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 电子废物现状
        1.1.1 概况
        1.1.2 中国电子废物处置现状
    1.2 废旧电路板的资源化
        1.2.1 资源性与危害性
        1.2.2 回收体系及技术现状
            1.2.2.1 电子元器件的拆解
            1.2.2.2 废旧电路板基板的资源化
            1.2.2.3 废旧电子元器件的资源化
                1.2.2.3.1 铝电容器的资源化处理
                1.2.2.3.2 晶体管的资源化处理
    1.3 研究目的及内容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 技术路线及研究方法
第二章 废旧电路板上电子元器件拆解装置的研制
    2.1 引言
    2.2 拆解装置的研制
        2.2.1 拆解机构
        2.2.2 尾气净化机构
    2.3 计算流体力学模拟温度场及气流速度场分布
    2.4 拆解装置
    2.5 本章小结
第三章 废旧电路板上电子元器件的拆解工艺优化
    3.1 引言
    3.2 实验原料和设备
    3.3 实验方法
        3.3.1 电子元器件种类和数量的统计
        3.3.2 拆解条件设计
        3.3.3 优化条件下拆解装置对不同电路板适用性的考察
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 电子元器件种类和数量的统计
        3.4.2 拆解装置倾斜角度对拆解时间的影响
        3.4.3 电路板振动次数对拆解效果的影响
        3.4.4 拆解温度对拆解效果的影响
        3.4.5 优化实验
        3.4.6 废旧电视机和废旧手机电路板上电子元器件拆解实验
    3.5 本章小结
第四章 拆解过程有害气体和PM10排放特征及PM10在人体呼吸系统的沉积特征
    4.1 引言
    4.2 实验原料和设备
    4.3 有害气体的排放特征
        4.3.1 采样方法
        4.3.2 结果与讨论
    4.4 PM10排放特征及其在人体呼吸系统中的沉积特征
        4.4.1 实验方法
            4.4.1.1 采样方法
            4.4.1.2 排放系数
            4.4.1.3 在人体呼系统中的沉积特征
        4.4.2 结果与讨论
            4.4.2.1 排放特征
            4.4.2.2 排放系数
            4.4.2.3 在人体呼系统中的沉积特征
    4.5 本章小结
第五章 废旧铝电容器的热处理及有价物质的物理法分离
    5.1 引言
    5.2 实验原料和设备
    5.3 废旧铝电容器的结构、组成及材料性质
        5.3.1 结构及材料组成
        5.3.2 各组分的热重分析
    5.4 废旧铝电容器的热处理
        5.4.1 实验方法
            5.4.1.1 电解液气化过程中加热温度和加热时间对废旧铝电容器失重率的影响
            5.4.1.2 非金属组分热解过程中热解温度和热解时间对废旧铝电容器失重率的影响
        5.4.2 结果与讨论
            5.4.2.1 电解液气化过程中加热温度和时间对废旧铝电容器失重率的影响
            5.4.2.2 非金属热解过程中热解温度和热解时间对废旧铝电容器失重率的影响
    5.5 铝和铁的分离
        5.5.1 电解液气化固体残留物中铝和铁的分离
            5.5.1.1 实验方法
                5.5.1.1.1 破碎、磁选和筛分
                5.5.1.1.2 涡流分选
                5.5.1.1.3 高压静电分选
            5.5.1.2 结果与讨论
                5.5.1.2.1 破碎物料的粒径分布特征
                5.5.1.2.2 第1 粒级(+2.5mm)物料中铝颗粒的分离
                5.5.1.2.3 第2 粒级(+1.6-2.5mm)物料中铝颗粒的分离
                5.5.1.2.4 第3 粒级(+0.8-1.6mm)物料中铝颗粒的分离
                5.5.1.2.5 第4 粒级(-0.8mm)物料中铝颗粒的分离
            5.5.1.3 连续回收工艺
        5.5.2 非金属组分热解固体残留物中铝和铁的分离
            5.5.2.1 实验方法
            5.5.2.2 结果与讨论
    5.6 电解液气化-多级物理分选与热解-磁选处理工艺的比较
    5.7 热解-磁选工艺资源化废旧铝电容器的环境友好性分析
        5.7.1 实验材料
        5.7.2 实验方法
            5.7.2.1 热解气成分
            5.7.2.2 尾渣浸出毒性
        5.7.3 结果与讨论
            5.7.3.1 热解气成分
            5.7.3.2 尾渣浸出毒性
    5.8 本章小结
第六章 废旧晶体管的热解及铜的富集
    6.1 引言
    6.2 原料和设备
    6.3 废旧晶体管结构、组成及材料性质
        6.3.1 结构
        6.3.2 金属成分
        6.3.3 非金属塑封料成分
            6.3.3.1 塑封料元素分析
            6.3.3.2 塑封料傅里叶红外光谱分析
            6.3.3.3 塑封料热重分析
    6.4 废旧晶体管的热解
        6.4.1 实验方法
        6.4.2 结果与讨论
            6.4.2.1 热解温度和热解时间对热解残留物产率的影响
            6.4.2.2 热解油和热解气
            6.4.2.3 热解残渣
            6.4.2.4 热解机理
    6.5 热解固体残留物中铜的分离
        6.5.1 实验方法
        6.5.2 结果与讨论
    6.6 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
创新点
附录A
参考文献
研究成果及获奖情况
    已发表论文
    在审论文
    已授权专利
    申请专利
    获奖情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]废旧电路板加热拆解过程中颗粒物的排放及其在人体呼吸系统的沉积特征[J]. 纪昂,王建波,郭杰,许振明,杨义晨,李英顺.  环境污染与防治. 2017(06)
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博士论文
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硕士论文
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本文编号：3580191