废弃电路板湿法破碎与分选回收金属研究

为了有效破碎废弃印刷电路板,解决冲击破碎过程中气味和粉尘的二次污染问题,采用以水为介质的湿法冲击式破碎机对废弃电路板进行破碎实验研究。破碎后废弃电路板颗粒的粒度分布是以-1+0.5mm和-0.074mm粒度区间的双峰为特征的。根据电路板金属和非金属选择性分布的特性,建立了电路板破碎产物粒度分布的双峰分布函数,应用Origin7.0软件对破碎产物的双峰分布函数进行非线性拟合,相关系数R2均大于0.999,且残差E值较小。采用变径水介质分选床对破碎至-1mm粒级的废弃电路板物料进行了金属回收的实验研究,结果表明,在水流量5.5m3/h,给料速率250g/min,倾斜度为35°条件下,可获得93.92%的综合效率和93.73%的回收率。论文提出了废弃电路板"湿法冲击破碎+分级+变径分选"回收金属的创新性工艺。     

给料速度对高频气力分选机分选效果的影响

采用废弃电路板粉末(粒级0.75~0.125 mm)为分选物料,通过ICP-AES测定分选产品金属品位,研究高频气力分选机的给料速度对金属回收率、金属品位及金属分布规律的影响。结果表明:给料速度对轻产物的非金属品位影响不明显,对中间产物和重产物金属品位影响显著;给料速度对产品产率的影响不明显;在给料速度相同时,铜的富集效果最明显,最高富集比为6.6。密度比铜密度大的金属铅,在整个分选过程中富集比约为2;密度比铜密度小的金属锌在重产物中的富集比为2.36;锡的变化趋势与铜相似,并且在给料速度为0.39 m/s时,富集比达到最大值3.75;密度比铜密度小很多的金属铝在重产物中没有得到富集,而且低于原料中铝的品位,若要分离富集铝须对分选后的物料进行二次分选。     

废锂电池破碎及碱浸除铝特性

从工业生产出发,以废旧锂离子电池为实验对象,研究了机械破碎对正负极材料筛分富集的影响,利用XRD、SEM和ICPAES等考察了各因素对碱法去除废旧锂离子电池正负极材料富集体中Al的影响,并进行放大实验研究。结果表明:≤0.5 mm物料(46.77 wt.%)主要成分为LiCoO_2和乙炔黑以及部分铝和铜,正负材料基本全部进入此部分物料中;0.5～2、2～5 mm物料主要成分为Cu箔、Al箔、金属外壳和塑料薄膜,分别占16.62 wt.%和25.54 wt.%。当NaOH浓度12 wt.%、液固比20:1时,50℃下反应3 h后,100 Hz超声1 h,实验室放大实验表明Al的去除率达到86.34%;XRD及SEM结果显示实验原料主要成份为Li_2CoO_2和C,碱浸后Al的含量显著降低。     

危险废物多氯联苯电容器旋转剪切破碎的研究

用旋转剪切破碎的方式,破碎危险废物多氯联苯电容器的工业化实验研究.结果表明,该装置破碎金属物料的效果优于颚式、锤式破碎机,且噪音也比冲击式破碎机小,粉尘选出量也不大.破碎粒度比往复式剪断破碎机小,破碎后的物料粒度均匀.能在常温状态下破碎,经济性优于低温破碎.是国内第一台能处置多氯联苯电容器的转剪切破碎装置,为危险废物多...     

废弃线路板的破碎解离和气流分选研究

破碎和材料富集分离是废弃线路板资源化的关键技术。采用冲击破碎和气流分选技术对废线路板的机械分离过程进行了研究。结果表明使用锤式粉碎机破碎,线路板中主要金属在0.8mm以下基本解离,79.65%的金属集中分布在0.125～1.0mm粒级。气流分选得到品位较高的金属富集体,粒级0.125～1.0mm中的总金属回收率超过90%。     

废弃线路板机械分离物中Ag、Pd分布特征研究

针对废弃线路板机械破碎分离产物中贵金属分布特征不明确的现状,以废弃手机和电脑主板为原材料,研究了分离产物中银(Ag)、钯(Pd)的分布规律。结果表明,经机械破碎分离后,Ag在手机和电脑主板金属分离物中的分配率为98.3%、97.6%,在非金属分离物中的分布为1.68%、2.45%,Pd在2类主板的金属分离物中的分配率均为100%。不同破碎颗粒中,Ag在手机主板金属分离物小颗粒(0.12 mm<Ф<0.85 mm)与大颗粒(Ф>0.85 mm)中的分配率为71.7%、26.6%,电脑主板相应为62.7%、34.7%;Pd在手机主板金属分离物2类颗粒中为52.6%、47.5%,电脑主板相应为44.8%、55.2%。在机械破碎过程中,板卡的外层铜箔容易成为小颗粒,而内层铜箔大部分形成大颗粒。物料平衡研究显示,Ag、Pd的回收率分别为96.5%～97.1%、97.3%～98.4%。     

废旧线路板富集体中金属与非金属的分离研究

在中国,废旧印刷线路板(WPCBs)的资源化处理一般为破碎后多级物理分选,所得金属富集体中Cu含量约60%,仍含有大量的非金属,需进一步分离。将矿浆电解法应用于此富集体,研究了Cu SO_4·5H_2O、NaCl、H_2SO_4、WPCBs富集体添加量、电流密度和电解时间对WPCBs富集体所含金属与非金属分离率的影响。结果表明:H_2SO_4、NaCl和电解时间对金属与非金属的分离率有促进作用;金属分离率随着电流密度和Cu SO_4·5 H_2O的增加先升高后降低,随着WPCBs添加量的增加而不断降低。当Cu SO_4·5H_2O、H_2SO_4、NaCl分别为30、130、60 g/L时,加入6 g WPCBs金属富集体,80 mA/cm~2下电解4 h,金属的分离率可达95.56%;此条件下所得金属粉末中Cu含量高达97.20%,其次是Fe 1.24%,最后为Al 0.59%、Pb 0.40%、Zn 0.29%、Sn 0.16%。     

液体浮选法回收废旧电脑线路板中铜的研究

本文用物理及化学方法研究了废旧电脑线路板的处理回收工艺.首先通过粉碎机将线路板破碎,在不同破碎时间和转速下,对筛分后各粒级的产物作累积产率曲线,得到理想的破碎时间和转速,然后利用液体对破碎的物料进行浮选,量化分析铜与非金属的解高程度,最后通过碘量法检测浮选后铜的回收情况.实验结果表明:在R＞2000 rpm的条件下线路板粉碎120s,采用三溴甲烷作浮选液,进行液体浮选,在dp＜0.074 mm的细粒级中,主要是玻璃纤维和碳化硅等非金属物质,线路板中的铜主要富集在0.84～0.125 mm粒级中,在0.84～0.42 mm粒级中,铜的回收率可达到97.89%.     

重选—磨细—酸浸联合工艺回收PCB中金属的研究

采用重介质分选选择性磨细酸浸联合工艺,利用磁铁矿重介质悬浮液,对粗碎后的PCB进行分选,再利用PCB中不同塑料可磨性的不同,将其进行选择性磨细,使PCB中所含金属成分与其他组分有效分离,采用酸浸工艺将各种金属成分转移到液相中,实现金属成分的高效回收。结果表明,在PCB的粒度小于等于2.5mm时,可使PCB中约55.26%的金属得到富集;86.08%的Au和89.21%的Ag被富集到磨细的粉末中,产品中的各种金属含量分别为:Au0.68kg/t,Ag0.91kg/t,Cu120.8kg/t,Al2.98kg/t,Sn28.02kg/t。当采用350mL浓H2SO4、浸出时间为8h,浸出温度为100℃条件下,对50g分选后的重组分进行酸浸时,可以使Au的回收率达到89.8%,Ag的回收率达到90.2%。与其他传统工艺相比,该工艺具有回收效率高、低污染、低能耗等特点,可以作为PCBs资源化的有效手段。     

城市污泥中Cu回收研究：生物沥浸-溶剂萃取-电积沉Cu技术

城市污泥通常含有大量有机质但也存在数量不等有害金属,在不影响污泥有益成分的基础上,去除和回收污泥中金属,既使污泥无害化又产生经济效益,意义重大.针对苏州某工业园区污泥重金属含量较高,研究利用生物沥浸-溶剂萃取-电积技术回收城市污泥中重金属Cu的工艺,并探讨了采用5-壬基水杨醛肟萃取剂M5640从城市污泥生物沥浸液中萃取分离Cu和Fe的最佳工艺参数.结果表明,经过生物沥浸处理72 h后,城市污泥中重金属Cu溶出率高达90%.当最佳工艺条件为:萃取剂体积分数为2%,相比(有机相与水相体积比,以O/A表示)为1/3,沥浸液pH为2.0时,沥浸液中Cu的一级萃取率达到95%以上,而Fe的共萃率低于10%;反萃取试验结果表明,在反萃取相比为2/1的条件下用1.5 mol/L硫酸溶液进行反萃取,Cu的一级反萃取率达到80.07%;反萃取后的富集Cu溶液作为电解液,在槽电压为2.1 V、电解温度为55℃条件下电积6 h,Cu回收率达到90%以上.在整个工艺中萃余液和反萃液均可循环利用无废液排放,对含Cu高的污泥,利用生物沥浸-溶剂萃取-电积技术回收有良好的应用前景.     

水中污染物对阳离子交换膜分离去除Cu2+的影响

基于Donnan dialysis原理,在无外加电压作用下采用阳离子交换膜分离去除原水中的Cu2+,研究原水中可能出现的无机颗粒物,有机物质,EDTA酸、氨水、Fe3+、表面活性剂等对阳离子交换膜分离去除Cu2+效果的影响.研究表明:原水中添加二氧化硅、腐殖酸、EDTA酸、氨水、Fe3+、表面活性剂等物质,在长时间运行后均会对离子交换膜去除Cu2+有不同程度的影响;二氧化硅和非离子表面活性剂等污染物不会和膜及Cu2+发生物理化学反应,对膜去除Cu2+效果影响较小,相比空白样,Cu2+去除率下降约4%;氨水、阴离子表面活性剂等会导致Cu2+发生沉淀反应,腐殖酸会吸附Cu2+,使原水中游离态Cu2+浓度显著降低约50%;EDTA酸、氨水、阴离子表面活性剂等会与Cu2+形成络合物,对去除Cu2+有严重影响,相比空白样, Cu2+去除率分别下降约100%(EDTA酸)、78%(氨水)、56%(阴离子表面活性剂);阳离子表面活性剂存在时,其会大量占据膜内空间,Cu2+基本无去除;Fe3+在弱酸性或中性水中会水解生成氢氧化铁胶体,对去除Cu2+有一定影响,相比空白样, Cu2+去除率下降约12%.     

名山河流域水稻土组分对微团聚体吸附-解吸铜的影响

以名山河流域典型的水稻土为例,利用模拟-培养试验和选择溶解法,研究各土壤组分对原土和不同粒径微团聚体吸附解吸Cu2+能力的影响.结果表明,去除土壤组分前后的原土和不同粒径微团聚体对Cu2+的吸附均用Langmuir方程拟合效果最佳,原土和不同粒径微团聚体对Cu2+的吸附能力大小顺序为:0.002mm2.000～0.250mm原土0.053～0.002mm0.250～0.053mm.与未去除土壤组分的原土相比,去除土壤组分的原土和微团聚体对Cu2+的吸附量均有所减小,尤其以去除有机质后对Cu2+吸附量的减小最为显著,在0.002mm微团聚体中减小值高达44.50%±2.77%,0.250～0.053mm微团聚体中Cu2+吸附量减小值最低,为37.68%±3.11%.经不同处理后原土和各粒径微团聚体吸附量减少的顺序为:去有机质去游离氧化铁去无定形氧化铁.去除各土壤组分后,原土和各粒径微团聚体对Cu2+的专性吸附降低,非专性吸附显著上升,降低了原土和各粒径微团聚体对Cu2+污染的缓冲能力,同时显示了各土壤组分在专性吸附中的重要性.     

主动脉动气流分选回收PC插槽中金属的实验研究

根现废弃电路板中金属与非金属的有效分选．对后续金属产品的分离提纯至关重要。为此,采用主动脉动气流对PC主板插槽破碎为5-0.5mm粒级的产品进行分选实验．并对实验结果进行正交实验设计和分析,考察不同气流速度和脉动频率对分选效率的影响,建立了综合分选效率经验模型。实验结果表明．在气流速度为2．90m／s,脉动频率为2．33Hz时,综合分选效率可达85．43％。同时,对正交实验的错配物含量进行计算,结果表明,当气流速度从2．76m／s增大到3．04m／s．脉动频率从1．96Hz增大到2．33Hz时,重产物错配物含量从23．70％减小到12．23％．而轻产物错配物含量从2．13％增大到3．86％。     

不同载体携带纳米零价铁在多孔介质中的迁移特性

批次试验和模拟柱试验探讨了NZVI在3种载体(水、十二烷基硫酸钠(SDS)溶液和SDS泡沫)中的稳定性以及在3种载体携带作用下NZVI在多孔介质(0.25~0.5mm, 0.5~0.9mm, 0.9~1.4mm)中的迁移特性.由实验可知,对于NZVI悬浊液,在0.9~1.4mm,0.5~0.9mm和0.25~0.5mm介质中,NZVI从模拟柱中的溢出率分别为20.9%,17.4%和6.5%,NZVI在介质中分布的均匀性关系为0.9~1.4mm>0.5~0.9mm>0.25~0.5mm;对于SDS-NZVI悬浊液,NZVI在0.9~1.4mm 和0.5~0.9mm介质中的迁移性较0.25~0.5mm介质远远增强,NZVI在介质中分布均匀性关系为0.5~0.9mm>0.9~1.4mm>0.25~0.5mm;对于NZVI负载泡沫,NZVI在0.5~0.9mm与0.25~0.5mm介质中的迁移性较NZVI悬浊液和SDS-NZVI悬浊液增强,NZVI在0.5~0.9mm介质中分布均匀性较好,0.25~0.5mm其次,0.9~1.4mm均匀性最差.研究结果表明,SDS溶液和SDS泡沫与水相比较均有效促进了NZVI在3种介质中的运移,然而对于0.9~1.4mm介质,SDS溶液对NZVI迁移的促进作用较SDS泡沫更明显,对于0.25~0.5mm介质,SDS泡沫对NZVI迁移的促进作用较SDS溶液更大.     

Metal distribution characteristic of MSWI bottom ash in view of metal recovery

Bottom ash is the major by-product of municipal solid waste incineration(MSWI), and is often reused as an engineering material, such as road-base aggregate. However, some metals(especially aluminum) in bottom ash can react with water and generate gas that could cause expansion and failure of products containing the ash; these metals must be removed before the ash is utilized. The size distribution and the chemical speciation of metals in the bottom ash from two Chinese MSWI plants were examined in this study, and the recovery potential of metals from the ash was evaluated. The metal concentrations in these bottom ashes were lower than that generated in other developed countries. Specifically, the contents of Al,Fe, Cu and Zn were 18.9–29.2, 25.5–32.3, 0.7–1.0 and 1.6–2.5 g/kg, respectively. Moreover,44.9–57.0 wt.% of Al and 55.6–75.4 wt.% of Fe were distributed in bottom ash particles smaller than 5 mm. Similarly, 46.6–79.7 wt.% of Cu and 42.9–74.2 wt.% of Zn were concentrated in particles smaller than 3 mm. The Fe in the bottom ash mainly existed as hematite, and its chemical speciation was considered to limit the recovery efficiency of magnetic separation.     

气力输送化工粉体静电带电影响因素试验研究

采用自建全尺寸粉体静电试验系统,以聚丙烯颗粒为试验介质物料,测试了气力输送过程中物料质量流量、输送气体流量以及离子风消电器对聚丙烯颗粒静电带电量的影响规律。结果表明:气力输送粉体物料时,粉体颗粒与管壁碰撞是影响颗粒带电的主要因素之一,导致颗粒带电量随颗粒质量流量降低和气体输送流量增加(风速增大)而增大。提高质量流量、降低输送气体流量并使用离子风静电消除器,是降低气力输送物料静电危害风险的重要措施。     

双金属和多金属系统对零价铁利用效率的改进

为解决Fe0-PRB(零价铁-渗透反应格栅)中Fe0利用效率低、易板结堵塞的问题,分别采用粒径为0.074 mm的试剂铁粉和0.150～0.270 mm的工业铁粉为反应介质,在铁粉表面负载不同比例的Cu或Ni制备Cu/Fe、Ni/Fe双金属和Cu/Ni/Fe多金属颗粒,研究Fe0、双金属和多金属系统去除Cr(Ⅵ)的性能、机制.结果表明:双金属和多金属系统的Cr(Ⅵ)去除率明显高于Fe0,试剂铁粉的Cr(Ⅵ)去除率明显高于工业铁粉.反应8 h达到平衡后,试剂铁粉和工业铁粉的Cr(Ⅵ)去除率仅为45%和20%,Cu/Fe双金属、Cu/Ni/Fe多金属的Cr(Ⅵ)去除率均能达到90%以上,以试剂铁粉和工业铁粉制备的Ni/Fe双金属的Cr(Ⅵ)去除率最高分别为76.6%和44.0%.不同负载率的双金属和多金属系统反应过程中可溶的ρ〔Cr(Ⅲ)〕较低.反应后溶液的pH从反应前的5.0升至10.0左右.反应初期ρ(TFe)(TFe为总铁)超过了0.30 mg/L,其余时间均达标.反应过程中ρ(Cu2+)均在0.40 mg/L以下,均未检测出Ni2+.研究显示,双金属和多金属系统显著提高了Fe0利用效率.      

应急自动堵漏材料的设计制备及模拟实验

目的设计制备一种基于磷酸镁水泥的应急自动堵漏材料,并进行室内模拟实验。方法通过加入核桃壳粒和膨润土,为应急堵漏材料提供骨架支撑,调整材料密度。基于此进行单掺实验遴选抗分散组分、填料组分和膨胀组分种类,并确定各自掺量范围。而后,以聚丙烯酰胺(PAM)掺量、核桃颗粒级配和吸水树脂(SAP)掺量作为正交试验设计因素,开展三因素三水平正交试验,得到应急自动堵漏材料的基本配方。最后,根据不同漏口位置、漏口形状、漏口大小,掺加纤维搭建漏口阻挡体系,加入漂珠调节堵漏材料密度实现自动堵漏。通过初凝时间和终凝时间测试、置换法和p H值测试,分别测定应急自动堵漏材料凝结时间、密度和抗分散性,依据堵漏渗水的多少判定堵漏效果。结果通过单掺试验遴选材料和正交试验调整掺量,最后得到基于磷酸镁水泥应急自动堵漏材料基础配方为100%MPC+60%核桃壳颗粒+40%~100%漂珠+5%膨润土+0.6%PAM+4%SAP+3%~4%硼砂+0.4%减水剂+0~5%纤维,水固比为0.2~0.25,对基础配方改进后能对底部、侧部不同尺度漏口进行封堵。结论纤维能在漏口形成网架结构,实现刚性填料和弹性膨胀组分拦阻,核桃颗粒等填料可以在漏口内部狭窄处进行架桥,提供封堵层骨架,SAP等膨胀组分吸水可较密实地填充漏口,漂珠可以有效调节应急堵漏材料密度。     

秋季南通近海大气气溶胶水溶性离子粒径分布特征

2012年10~11月在南通近海设立观测点,利用Anderson分级采样器采集大气气溶胶样品,用离子色谱仪(Metrohm IC)分析其中10种水溶性离子组成.结果表明,南通秋季近海PM10和PM2.1中水溶性离子浓度分别为59.70,45.96mg/m3.PM2.1中主要离子质量浓度排列依次为SO42->NO3->NH4+>Ca2+. SO42-,NO3-和NH4+占PM10中离子浓度的80%以上,二次离子为近海区域气溶胶的主要成分.SO42,NH4+和NO3-均表现出单峰型分布,峰值区间均为0.43~1.1mm,Ca2+,Na+和Cl-表现为双峰型.Ca2+高浓度峰值出现4.7~5.8mm粒径段内;Na+和Cl-峰值出现在0.43~1.1mm和3.3~5.8mm内,但最大峰值浓度区间不一致.PM10中nss-SO42-/SO42-比值均高于90%,陆地源对近海硫酸盐的影响显著.nss-SO42-/NO3-的比值在<2.1μm的粒径段内均大于1,表明该区域固定源是大气细粒子中离子的重要贡献源,但移动源对粗粒子的影响值得重视.个例分析显示,稳定的天气系统,高污染排放内陆地区的污染物传输,是造成10月27日的严重污染过程的主要原因.