废旧手机电路板中铜的浮选回收工艺研究

发布时间：2017-07-28 21:19

  本文关键词：废旧手机电路板中铜的浮选回收工艺研究

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【摘要】：我国不仅是手机生产大国、消费大国而且还是手机的淘汰大国,废旧手机的电路板具有巨大潜在回收价值,但由于处置成本、技术限制以及回收渠道等原因,使得废旧手机群没能进入有效资源化处理,造成了严重的环境污染和资源浪费。机械物理法是目前废旧电路板回收技术中研究的重点和热点。浮选具有成本低、设备与工艺简单、回收率高、二次污染小等优点,将其用于废旧手机电路板物理回收具有极大的发展前景。本文针对废旧手机电路板中铜的浮选回收工艺进行研究,主要包括废旧手机电路板的破碎、金属与非金属分离、金属富集体中铜的分离等研究内容。破碎实验是对3种不同处理情况的电路板进行机械破碎然后分别分析其组份构成、破碎特性、粒度-质量、颗粒形貌、解离状态、金属分布等破碎性质。实验表明:机械破碎对电路板破碎效果不理想,容易产生“过粗”、“过细”、“跑大块”现象,试验制定了电路板的3级破碎方式,能达到很好的破碎效果。3种不同情况电路板解离难易程度不同:拆除表面元器件电路板(解离粒度:0.45mm、破碎时间:1.5min)不拆除表面元器件电路板(解离粒度:0.6mm、破碎时间:2.0min)热处理的电路板(解离粒度:1.25mm、破碎时间:1.0min)。颗粒形貌及分布不同,金属主要以卷曲球状为主,非金属主要以棒状居多。金属主要集中分布在前5个粒级,-0.074mm粒级内金属含量极少,前处理情况不同对物料中粗粒级中金属分布影响较大,细粒级影响较小。实验结果选择了拆解废旧手机电路板表面元器件进行破碎有利于整个电路板回收。浮选实验主要包括3个过程:原料的制备、金属与非金属分离、铜的浮选分离。实验制定了-0.45mm物料3级破碎制备过程,最终筛下物料占比≥96%,满足金属分离要求;选择了将-0.45mm粒级的金属富集体进行分级分类球磨至-0.074mm粒级工艺方案,占比≥95%,满足铜分离要求。以矿浆浓度、搅拌速度、充气量为3个变量因素,在不添加任何浮选药剂条件下,以沉物的产率、沉物中金属质量百分含量、金属回收率为实验指标,进行单因素实验、正交实验、最优浮选粒度实验,得出:实验的因素主次顺序及优方案为:转速(2000rpm)浓度(100g/L)充气量(100L/h),最优浮选粒度:0.3~0.15mm,该条件下金属回收率为74.5%,与分离效果较好的重液分选相比,金属回收率基本相当。在金属与非金属浮选分离基础上,采用直接浮选法,以活化剂、捕收剂、起泡剂用量为变量,以铜的质量百分含量为实验指标进行逐个实验法,实验得出:铜浮选分离的最佳药剂及用量:活化剂(Na2S):150g/t、起泡剂(C8H18O):200g/t、捕收剂(C4H9OCS2Na):200g/t,最后分离的铜精矿中铜平均质量百分含量达到了95.99%,达到了较高的铜纯度及回收率,实现了浮选法回收废旧手机电路板中铜的工艺。
【关键词】：废旧手机电路板 机械破碎 浮选 回收 铜
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X705
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第1章 绪论11-24
• 1.1 引言11
• 1.2 课题意义11-14
• 1.2.1 废旧电路板的危害性11
• 1.2.2 废旧电路板的资源性11-12
• 1.2.3 废旧电路板处理的迫在性12-14
• 1.3 废旧电路板的回收处理技术14-17
• 1.3.1 湿法回收技术14-15
• 1.3.2 火法回收技术15-16
• 1.3.3 物理回收技术16
• 1.3.4 生物冶金技术16-17
• 1.3.5 回收技术比较17
• 1.4 机械物理回收法17-22
• 1.4.1 拆解技术18-19
• 1.4.2 破碎技术19-20
• 1.4.3 分选技术20-22
• 1.4.4 金属及非金属的后续处理22
• 1.5 研究意义22-23
• 1.6 研究内容23-24
• 第2章 实验研究方法24-32
• 2.1 总技术路线24-25
• 2.2 实验准备25-28
• 2.2.1 实验材料25-27
• 2.2.2 实验设备和仪器27
• 2.2.3 实验药剂27-28
• 2.3 实验步骤28
• 2.4 实验方案28-30
• 2.4.1 拆解破碎实验28-29
• 2.4.2 分选实验29-30
• 2.5 测试手段30-32
• 2.5.1 X射线荧光光谱法30
• 2.5.2 X射线衍射分析法30
• 2.5.3 激光粒度仪分析法30-31
• 2.5.4 电感耦合等离子体发射光谱法31
• 2.5.5 形貌观察法31-32
• 第3章 废旧手机电路板的破碎实验32-50
• 3.1 破碎设备性能32-33
• 3.2 实验技术路线图33
• 3.3 实验方法33-34
• 3.4 破碎实验结果与分析34-49
• 3.4.1 粒度-质量关系34-37
• 3.4.2 颗粒形貌37-43
• 3.4.3 解离性质43-45
• 3.4.4 金属分布45-47
• 3.4.5 硬质颗粒作用47-48
• 3.4.6 电路板破碎前处理情况选择48-49
• 3.5 本章总结49-50
• 第4章 金属与非金属的浮选分离实验50-68
• 4.1 浮选技术50-53
• 4.1.1 浮选原理50-51
• 4.1.2 浮选设备51-52
• 4.1.3 浮选药剂52-53
• 4.2 重液分选实验53-54
• 4.3 金属与非金属浮选分离原料制备54-55
• 4.4 金属与非金属浮选分离55-57
• 4.4.1 原料分析55-56
• 4.4.2 浮选分离实验流程56
• 4.4.3 团聚现象56-57
• 4.5 单因素浮选分离实验57-62
• 4.5.1 矿浆浓度对浮选影响58-59
• 4.5.2 充气量对浮选影响59-61
• 4.5.3 搅拌速度对浮选影响61-62
• 4.6 浮选正交实验62-64
• 4.7 最佳浮选粒度实验64-66
• 4.8 浮选结果分析66-67
• 4.9 本章小结67-68
• 第5章 铜的浮选分离实验68-76
• 5.1 铜的性质68-69
• 5.2 电路板中Cu的回收研究现状69
• 5.3 浮选流程69-70
• 5.4 球磨方案选择70-71
• 5.5 -0.074mm原料制备71-72
• 5.6 浮选药剂的选择72-73
• 5.7 Cu的浮选分离过程73-75
• 5.8 本章总结75-76
• 结论及展望76-78
• 参考文献78-83
• 致谢83-84
• 附录A 攻读硕士研究生期间发表的学术论文84

【参考文献】

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本文编号：586056