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%。     

细菌液流速对废旧印刷线路板中铜浸出的影响

研究T.ferrooxidans液流速对柱式反应器内废旧印刷线路板中Cu浸出的影响。设计柱式淋滤反应器,培养10 L 4.5 K培养基条件下氧化亚铁硫杆菌菌液,分别以40 mL/min、20 mL/min的流速淋滤8~10 mm、2500 g的WPCBs颗粒,采用上批母液接种下批淋滤液方式,3次淋滤WPCBs。研究淋滤过程中pH值、ORP、浸出液Cu~(2+)浓度、Fe~(2+)浓度的变化。使用2 mol/L H_2SO_4清洗沉淀;收集酸淋滤后的沉淀并分析沉淀物像成分。20 mL/min流速的淋滤液对WPCBs颗粒最终浸Cu浓度为2.593 mg/mL;40 mL/min流速的淋滤液对WPCBs颗粒最终浸Cu浓度为2.279 mg/mL。淋滤过程中,流速为20 mL/min浸出液的pH高于流速为40 mL/min浸出液的pH;且流速为20 mL/min较流速为40 mL/min的淋滤液更有利于维持后续Cu浸出所要的Fe~(2+)含量、高ORP环境。2 mol/L的H_2SO_4能清洗沉淀;沉淀主要是CuSO_4·3H_2O。流速为20 mL/min的淋滤液较流速为40 mL/min的淋滤液淋滤2500 g的WPCBs后,其浸Cu效果优于40 mL/min淋滤液流速的浸Cu效果。     

废旧印刷线路板中溴代阻燃剂对微生物浸提金属铜效率的影响

研究废旧印刷线路板中溴代阻燃剂的多寡对氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)浸提废旧印刷线路板金属铜的浸出效率的影响。将废旧印刷线路板剪切破碎后过筛,得到不同粒度段的颗粒样品,分别测定不同颗粒样品中溴代阻燃剂的含量,以含溴量最高的40~100目的颗粒作为试验材料,探讨不同样品浓度(5g/L、15g/L和25g/L),萃取部分溴代阻燃剂与未萃取两种条件下T.ferrooxidans浸提金属铜的效率。在500mL三角瓶中接入活化后的T.ferrooxidans,待菌株培养到对数生长期后加入相应样品,摇床培养120h,每隔一定时间取上清液,分别测定上清液中Cu2+、氧化还原电位(ORP)和pH值。结果为,浸提120h后,未萃取溴代阻燃剂的5g/L、15g/L和25g/L浓度时T.ferrooxidans对铜浸出分别是79.59%、90.53%和66.37%;萃取溴代阻燃剂的5g/L、15g/L和25g/L浓度时T.ferrooxidans对铜的浸出浓度分别是90.98%、97.88%和69.05%。表明溴代阻燃剂是影响微生物浸铜效率的重要因素之一,利用CCl4作为萃取剂萃取废旧印刷线路板中溴代阻燃剂后,T.ferrooxidans对废旧印刷线路板金属铜的浸提率提高,废旧印刷线路板加入量为15g/L时浸提金属铜的效率最高。     

电化学方法处理分散金黄HF-3R废水的研究

采用钛网作为阳极,钛网为阴极,对分散金黄HF-3R模拟染料废水进行了实验研究,探讨了电解时间、电解质种类及浓度、电流密度以及进水浓度对分散金黄HF-3R脱色效率的影响。结果表明:增加电流密度,提高电解质浓度,延长反应时间有利于分散金黄HF-3R色度的脱除,对于含有110 mg/L的分散金黄HF-3R溶液,电解质NaCl的质量浓度为20.0 g/L,电流密度为2.5 A/dm2,电解时间25 min,溶液的脱色率达到99%,COD去除率为98%。     

钛基修饰电极催化电解去除水中硝酸盐氮的研究

利用热分解法制备CuO修饰Ti基阴极和SnO2-Sb2O5修饰Ti基阳极,组成无隔膜电解体系,以模拟废水(NO3--N 50mg/L)为对象,进行了水中NO3--N去除实验研究.结果数据表明,CuO修饰Ti基阴极对水中NO3--N的去除率随电流密度、极板间距、搅拌强度和电解时间增加而增加,在电流密度10mA/cm2、极板间距9mm、中等搅拌强度下电解150min,NO3--N催化还原去除率可达93.8%.Cl-支持电解可使NO3--N催化还原产物NH4+-N氧化为N2-N去除.在电流密度10mA/cm2、极板间距9mm、NaCl添加量600mg/L、中等搅拌强度下电解120min后,NO3--N和TN的去除率达到89.3%和86.9%,NO2--N和NH4+-N未检出.分析认为NO3--N还原机制为NOx中O被阴极表面Cu吸附固定,N—O键受氢攻击破坏,逐步还原.阳极电解Cl-生成HOCl,HOCl氧化NH4+-N成N2-N.     

优化混合菌培养及废电路板添加促进铜的浸提

以嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)和氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans)为出发菌株,优化混合菌培养及废弃印刷线路板(PCBs)粉末添加方式提高铜浸提效率。首先考察2种菌接种量对混合菌生长的影响;其次响应面优化混合菌培养液pH,硫酸亚铁(FeSO_4·7H_2O)和单质硫(S)浓度;最后采取多点添加策略提高PCBs添加量和铜浸取率。结果表明,混合菌培养最佳条件:嗜酸氧化亚铁硫杆菌与氧化硫硫杆菌接种量之比为1∶2,pH 1.56,FeSO_4·7H_2O和S为16.88和5.44 g/L;多点添加PCBs策略为:48 h添加量6.4 g/L,96 h添加量9.6 g/L,144 h添加量12.8 g/L。混合菌在此工艺条件下培养240 h后,铜浸取率高达92.6%。     

电催化氧化法处理阳离子染料废水的试验研究

以结晶紫作为阳离子染料,采用电催化氧化法对阳离子染料溶液进行了电解脱色处理试验,研究了电流密度、电解质种类、电解质浓度、pH值等对该溶液脱色率的影响,测定了电解时溶液中生成的余氯浓度和溶液的紫外-可见吸收光谱曲线,并对不同电解时间的溶液的吸光度进行了归一化计算。结果表明:随着电解时间的延长,水溶液中活性氯浓度不断上升,经一定时间后达到最大值;在电催化和活性氯的协同作用下,阳离子染料结晶紫分子中的大π共轭体系被破坏、苯环结构基本瓦解,溶液快速脱色;在电流密度为5.1mA/cm2、NaCl浓度为4g/L、pH值为9.41的条件下,初始浓度为100mg/L的结晶紫溶液经过20min的电解,其脱色率可高达98.31%。     

模拟废旧线路板生物浸出液中铜的回收

如何将废旧线路板生物浸出液中离子态铜以高品位单质形式回收是实现生物浸出回收金属的关键环节.本研究采用电沉积法,考察了模拟废旧线路板生物浸出液在恒流条件下阴极材料、电流密度、初始pH和初始铜浓度对铜回收效率和能耗的影响.结果表明,比表面积越大的阴极材料(碳毡)对铜的回收效率越高,阳极室和阴极室铜回收效率分别为96.56%、99.25%,总能耗和单位产物能耗越小,分别为0.022 kW·h、15.71 kW·h·kg-1.随着电流密度的增大铜回收效率和能耗呈上升趋势,当电流密度为155.56 mA·cm-2,阳极室和阴极室铜回收效率均达最大,分别为98.51%、99.37%,总能耗和单位产物能耗达最高,分别为0.037 kW·h、24.34 kW·h·kg-1.初始铜离子浓度对铜回收效率有明显影响,初始铜离子浓度越高,铜离子浓度下降的越快,总能耗越高,单位产物能耗越小.而初始pH值对铜回收效率没有明显影响.在优选条件下,阴极材料为碳毡,电流密度为111.11 mA·cm-2,初始pH=2.0,初始铜浓度为10 g·L-1,阳极室和阴极室铜回收效率分别为96.75%、99.35%,总能耗和单位产物能耗分别为0.021 kW·h、14.61 kW·h·kg-1,沉积的铜在阴极材料表面呈束状分布且未检测到氧的存在.     

电解法处理硝酸铜废水研究

对电解法处理硝酸铜废水的原理、铜析出的条件、NO_3~-在电解中的变化、提高极限电流密度限额的途径等问题进行了探讨和试验。试验结果指出,NO_3~-在1mol/L以下,相应的Cu~(2+)3—8g/L,H~+1.0—1.2g/L。采用电流密度i=1—2A/dm~2时,Cu可在阴极上析出,电解终了浓度控制在0.2—0.3g/L内。平均电流效率可在80％以上,NO_3~-在电解前后无明显变化。此外,根据流化床电解运行的数据,提出电解法处理硝酸铜废水的数学模型。     

双室隔膜法电解NH4Cl废液

为解决稀土、化肥工业中NH₄Cl废水难以处理,危害较大的问题,针对广东某厂处理碱性氯化铜蚀刻液废水产生大量NH₄Cl的实际废液,提出用电解法处理NH₄Cl废液并对最优实验条件进行探究。发现采用阴离子交换膜将电解槽分隔为两极室可防止Cl₂与NH₄+接触产生易爆炸的NCl₃,保证操作安全,且能有效分离阳极产生的Cl₂和阴极产生的H₂,便于产物收集。在此基础上,通过探究阳极室电解质种类及浓度、阴极室NH₄Cl溶液浓度、电解时间对处理效果的影响,得到最佳实验条件为向阳极室加入20 mL浓度为5 g/L的NaCl溶液,向阴极室加入相同体积浓度为100 g/L的NH₄Cl溶液,在0.3 A恒电流下电解3 h。在此条件下,反应器中93%的Cl-转化为Cl₂和NaClO。该厂每天处理15 t NH₄Cl废液,可为企业创收至少1950元。该双室隔膜电解法在有效去除NH₄Cl废水中Cl-的同时能够产生NH₂·H₂O、Cl₂和可用于消毒的NaClO,具有装置简单,去除率高的优势,是速率可控、清洁高效的处理技术。     

剩余污泥为底物的微生物燃料电池处理含铜废水

以剩余污泥作为阳极底物,CuSO4溶液为阴极溶液构建了双室有膜微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC),研究了MFC的启动,污泥的降解,Cu2+的去除和阴极还原产物的性质.结果表明,Cu2+可作MFC的阴极电子受体,在外电路电阻为1 000 Ω,Cu2+浓度为6 400 mg/L的条件下获得的稳...     

Ti/RuO2电极电催化脱除罗丹明B色度的研究

在阳极和阴极均为Ti RuO2 的无隔膜电解槽内 ,对罗丹明B的电化学脱色效果进行了研究 ,探讨了外加电压、电解质浓度、反应时间、溶液的初始pH、罗丹明B浓度以及NaCl的投加量对罗丹明B脱色的影响。研究结果表明 ,增加电压、提高电解质浓度、降低溶液pH、延长反应时间有利于罗丹明B色度的脱除 :相同条件下 ,溶液浓度越低 ,罗丹明B的电化学脱色效果越好。对于含 2 0mg L的罗丹明B溶液 ,当电解质Na2 SO4 浓度为 0 1mol L、溶液pH =2、外加电压为 8V ,电解6 0min ,溶液的脱色率即达到 95 % ;如果溶液中加入 6 0mg LNaCl,只需电解 30min ,罗丹明B溶液的脱色率即达到 96 %。     

从生产钼酸铵的废水中萃取回收铜的研究

介绍了从钼酸铵生产过程产生的含铜酸性废水中萃取回收铜，再从回收铜后的废水中回收硫铵的研究。对含铜１３０ｇ／Ｌ的废水，经过处理后，制备出符合国际标准的硫酸铜和硫铵。     

Fe-PTFE-nano-PbO_2/Ti电极电催化氧化对硝基酚废水研究

研究了模拟废水对硝基酚(p-NP)的电化学降解情况,实验中以Fe-PTFE-nano-PbO2/Ti为阳极,石墨为阴极,讨论了电流密度、p-NP初始浓度、电解质(Na2SO4)浓度、溶液初始pH这些因素对p-NP降解的影响。实验表明,电流密度越大,生成的·OH更多,去除效果越好;p-NP初始浓度越小,电解速度高于扩散速度,反应速率越快,浓度越高,产生的更难降解的与p-NP竞争有机物中间产物越多,反应速率越低;Na2SO4浓度越大,SO42-产生的中间产物因具有氧化作用,在一定浓度范围内促进有机物的降解;溶液pH越小,析氧电位越低,越不容易发生析氧副反应,提高降解效率,有利于有机物降解。实验中电流密度20 mA/cm2,p-NP起始浓度100 mg/L,Na2SO4浓度0.02 mg/L,pH为5.1时条件最优,有机物降解效果较好,120 min时p-NP去除率99.23%,COD去除率77.38%,矿化率较高。     

电解催化还原-氯氧化无害化去除水中硝酸盐氮

基于对Pd-Me双金属催化还原的机理分析,提出了以NH₄+-N为目标产物,Fe催化还原NO₃--N的理论设想. 结合折点氯化技术,以Ti/Fe为阴极,以Ti/Ir-Ru为阳极,以NaCl为支持电解质组建无隔膜电解体系,开展了水中NO₃--N去除的试验研究. 结果表明,利用电解催化还原-氯氧化法可将模拟水样中NO₃--N转化为N₂去除,其反应历程为阴极催化还原NO₃--N生成NH₄+-N,阳极电解氯氧化NH₄+-N生成N₂. 在ρ(Cl-)为500 mg/L,电流密度为12 mA/cm2,极板距离为9 mm,搅拌强度为450 r/min的试验条件下电解150 min,初始ρ(NO₃--N)为50 mg/L的模拟水样出水ρ(TN)和ρ(NO₃--N)可分别降至2.9和2.8 mg/L,去除率分别达到94.1%和94.3%,NH₄+-N和NO₂--N均未检出. 分析认为,阴极对NO₃--N的催化还原机理为:Fe化学吸附氮氧化合物离子中的O形成固定的N—O键,电解产生的活性还原物质攻击N—O形成N—H新键.      

一种新型电化学法处理硝态氮废水的初步研究

通过对Pd-Me双金属催化还原NO 3--N和折点氯化法处理NH 4+-N的相关理论分析,提出了一种基于电化学法的新型NO 3--N废水处理工艺.即利用具有电子空轨的常见金属元素修饰Ti基获得催化阴极,在电场的作用下,将NO 3--N催化还原;通过调整催化元素的配比和电解条件,控制NO 3--N还原产物主要为NH 4+-N;利用阳极氧化Cl-生成高氧化性物质HOCl,将NH 4+-N氧化为无害产物N2-N.结果表明,金属元素Co和Cu修饰Ti基制得阴极可以有效地催化还原模拟废水中的NO 3--N;按前驱物溶液金属元素摩尔比1∶1制得Ti基Co-Cu复合涂层催化阴极,可以将NO 3--N高效催化还原为NH 4+-N;电解体系中引入Cl-后,通过阳极作用可将NO 3--N还原生产的NH 4+-N有效地氧化为N2-N.在100 mg/L NO 3--N模拟废水中添加1 000 mg/L Cl-,设置极板间距6 mm、电流400 mA,电解2.5 h后出水NO 3--N、NO 2--N、NH 4+-N和TN分别为2.9、0.5、1.7和6.0 mg/L.     

恒电流下电生成活性氯降解活性艳红K-2BP

以Pt片作工作电极和辅助电极,NaCl为支持电解质,研究了活性艳红K-2BP的电化学脱色降解行为。通过循环伏安法与整体电解获得其电化学反应特性,经调控溶液的性质考察了不同体系对其降解效果的影响。实验结果表明,在pH为6、NaCl浓度为0.2mol/L、电流密度为60mA/cm2和室温条件下,30mg/L的活性艳红K-2BP经电化学降解1h,脱色率可达94.4%。pH对活性艳红K-2BP的脱色率影响较大,初始pH越小,脱色率越高。