废印刷电路板的静电分选实验研究

金属与非金属材料的分离是回收利用废印刷电路板的关键环节。对废印刷电路板物料的静电分选进行了实验研究。实验以电压、辊筒转速、电晕电极与辊筒之间的距离、静电极位置、电晕电极位置、电晕电极数量等为考察因素,研究各因素对电选效果的影响规律。结果表明,影响金属与非金属材料分离的主要因素是电压、辊筒转速和电晕电极与辊筒之间的距离,对于-0.9 0.45mm的破碎物料,当电压为24kV,辊筒转速为15Hz(54.6r/min),电晕电极与辊筒之间的距离为5.2cm时,得到最大静电分选综合效率67.37%。     

An advanced study on the hydrometallurgical processing of waste computer printed circuit boards to extract their valuable content of metals

This study refers to two chemical leaching systems for the base and precious metals extraction from waste printed circuit boards (WPCBs); sulfuric acid with hydrogen peroxide have been used for the first group of metals, meantime thiourea with the ferric ion in sulfuric acid medium were employed for the second one. The cementation process with zinc, copper and iron metal powders was attempted for solutions purification. The effects of hydrogen peroxide volume in rapport with sulfuric acid concentration and temperature were evaluated for oxidative leaching process. 2 M H₂SO₄ (98% w/v), 5% H₂O_2, 25 °C, 1/10 S/L ratio and 200 rpm were founded as optimal conditions for Cu extraction. Thiourea acid leaching process, performed on the solid filtrate obtained after three oxidative leaching steps, was carried out with 20 g/L of CS(NH₂)₂, 6 g/L of Fe³⁺, 0.5 M H₂SO₄, The cross-leaching method was applied by reusing of thiourea liquid suspension and immersing 5 g/L of this reagent for each other experiment material of leaching. This procedure has lead to the doubling and, respectively, tripling, of gold and silver concentrations into solution. These results reveal a very efficient, promising and environmental friendly method for WPCBs processing.     

Assessment of toxic metals in waste personal computers

Considering the enormous production of waste personal computers nowadays, it is obvious that the study of their composition is necessary in order to regulate their management and prevent any environmental contamination caused by their inappropriate disposal. This study aimed at determining the toxic metals content of motherboards (printed circuit boards), monitor glass and monitor plastic housing of two Cathode Ray Tube (CRT) monitors, three Liquid Crystal Display (LCD) monitors, one LCD touch screen monitor and six motherboards, all of which were discarded. In addition, concentrations of chromium (Cr), cadmium (Cd), lead (Pb) and mercury (Hg) were compared with the respective limits set by the RoHS 2002/95/EC Directive, that was recently renewed by the 2012/19/EU recast, in order to verify manufacturers’ compliance with the regulation. The research included disassembly, pulverization, digestion and chemical analyses of all the aforementioned devices. The toxic metals content of all samples was determined using Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry (ICP-MS). The results demonstrated that concentrations of Pb in motherboards and funnel glass of devices with release dates before 2006, that is when the RoHS Directive came into force, exceeded the permissible limit. In general, except from Pb, higher metal concentrations were detected in motherboards in comparison with plastic housing and glass samples. Finally, the results of this work were encouraging, since concentrations of metals referred in the RoHS Directive were found in lower levels than the legislative limits.     

氮源对氧化亚铁硫杆菌浸提废旧印刷线路板覆层铜的影响研究

采用摇瓶实验,在170rpm、30℃下,以氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)SW-02为浸提菌株,研究氮源对氧化亚铁硫杆菌浸提废旧印刷线路板覆层铜的影响。分析发现,以(NH4)2SO4作为氮源含量为1g/L时,浸提84h后铜浓度达到2.73g/L,铜的浸出效率较好。而采用(NH4)2HPO4作为氮源替代(NH4)2SO4,(NH4)2HPO4加入量在1g/L时效果较好,浸提84h后铜浓度达到3.52g/L。当(NH4)2HPO4在2g/L及以上时,会抑制细菌生长,导致浸出效率降低。实验结果表明,以(NH4)2HPO4作为氧化亚铁硫杆菌生长所需氮源,其浸出废旧印刷线路板覆层铜的效果优于(NH4)2SO4,最佳含量为1g/L。     

基于G1-独立性权数法的热带海岛环境真空断路器状态评估

目的 提高热带海岛环境下真空断路器状态评估方法的全面性和准确性,为高温、高湿、高辐照、高盐雾气候环境下真空断路器的差异化运维和状态检修提供有效的数据基础.方法 统计分析热带海岛地区电力设备的缺陷类型和原因,构建断路器的环境状态评价指标,实现真空断路器的综合评价指标体系的拓展.采用序关系分析法(G1)和独立性权数法组合赋权,实现断路器运行状态的综合评估.结果 通过实例分析验证了此真空断路器评估方法的可行性,G1-独立性权数法综合考虑了专家主观经验及指标数据客观规律,能够降低指标间重复性信息对断路器评估结果的不利影响.结论 G1-独立性权数法有效计及了真空断路器所处的环境状态,综合考虑了主观经验和客观规律,能够减小指标间重复信息所导致的指标权重误差,保证了热带海岛环境下真空断路器评估结果的客观性和准确性.     

XGBoost-LSTM变权组合模型支持下短期PM2.5浓度预测——以上海为例

为进一步提高PM_2.5浓度预测的精度,基于XGBoost和LSTM进行改进得到变权组合模型XGBoost-LSTM（Variable）.过对预测因子进行相关性分析,得到其它大气污染物和气象因素对PM_2.5浓度的影响,确定最优PM_2.5浓度预测因子,再将预处理后数据集输入LSTM模型和XGBoost模型分别进行预测,采用基于残差改进的自适应变权组合方法得到最终预测结果.结果表明,污染物变量的相对重要性高于气象因子变量,其中当前PM_2.5和CO浓度的相对重要性较高,而平均风速和相对湿度重要性较低.XGBoost-LSTM（Variable）模型的RMSE、MAE和MAPE值为1.75、1.12和6.06,优于LSTM、XGBoost、SVR、XGBoost-LSTM（Equal）和XGBoost-LSTM（Residual）模型.分季节预测结果表明,XGBoost-LSTM（Variable）模型在春季预测精度最好,而夏季预测精度较差.模型预测精度高的原因在于其不仅考虑了数据的时间序列特征,又兼顾了数据的非线性特征.     

扎龙湿地丹顶鹤繁殖栖息地的选择及扩散

景观演变对野生动物栖息地质量和连接度造成的影响,一直是威胁全球生物多样性保护的关键问题,开展扎龙湿地丹顶鹤（Grus japonensis）繁殖栖息地选择及繁殖期生境间的扩散研究,对野生丹顶鹤的保护具有重要的意义。首先利用需要“出现点”的生态位MAXENT模型,进行适宜栖息地选择研究。从水源、食物、干扰、隐蔽物四个方面选择明水面距离、土壤湿度、NDVI、道路距离和居民地距离五个环境变量作为丹顶鹤繁殖栖息地选择的影响因子,预测扎龙保护区可供丹顶鹤进行营巢繁殖的栖息地分布,并分析各影响因子的反应曲线。结果显示：丹顶鹤易于选择远离道路和居民地干扰且靠近明水面的区域作为营巢栖息地,栖息地土壤湿度较高并且植被覆盖较多。从MAXENT模型中提取了38个适宜栖息地斑块,基于电路理论模拟丹顶鹤繁殖期失去飞行能力时的多路径扩散,最大电流密度图突出了可能的“夹点”,模拟出具有一定宽度范围的连接区域,可供丹顶鹤在繁殖期间进行扩散。累积电流密度图突出了在维持网络连通性方面起到积极作用的斑块,并进行面积加权来评估适宜栖息地斑块的综合重要性。结果表明,在MAXENT模型预测出的适宜栖息地斑块基础上,考虑丹顶鹤繁殖期的迁移扩散行为,利用累积电流密度面积加权来评估适宜栖息地斑块的综合重要性,得到的适宜性等级更符合丹顶鹤真实巢址的分布。研究成果可为保护区丹顶鹤栖息繁殖生境的恢复和保护提供科学依据。     

区域尺度生态保护红线连通性优化与管控——以长三角为例

生态保护红线存在跨界冲突与破碎化等问题,目前正在不断优化、调整和评估中,但区域尺度连通性优化与管控仍然缺乏。以长三角为例,采用土地利用、道路、居民点和官方发布的生态保护红线等数据,基于最小累积阻力模型与电路理论,提出区域尺度生态保护红线连通性优化与分类分级管控方案,为长三角一体化生态共同保护提供科学依据。结果显示：（1）优化构建了长三角“两横两纵”生态廊道格局,其中包括重要廊道79条,次要廊道111条和“踏脚石”33个;（2）连通性退化风险管控区51个,其中源地边缘防控区27个,联防联控区12个;（3）障碍管控区75个,其中源地边缘防控区36个,联防联控区17个;（4）生态保护红线连通性一级管控区20个,面积为70.35 km²,二级管控区106个,面积为1511.33 km²。生态保护红线源地边缘以及省市行政边界易遭受退化风险和形成连通障碍区,建议在区域尺度上建设生态廊道和“踏脚石”,对连通性退化风险区和障碍区进行联防联控、源地边缘防控和分级防控。     

自供电式同步翻转电荷提取电路的优化设计

目的 解决现有接口电路俘能效率低、开关控制电路模块结构复杂等问题。方法 基于电压翻转及电荷提取技术,提出一种自供电式同步翻转电荷提取的压电能量俘获电路(Self-Powered Optimized Synchronous Inversion and Charge Extraction Circuit,SP-OSICE)。该电路设计了2个电压峰值检测电路,检测压电换能器两端电压峰值,并在正峰值处进行一次电压翻转,然后在负峰值处采用同步电荷提取方法,提取压电换能器寄生电容上储存的电荷,提高能量的收集效率。结果 在低负载区,SP-OSICE电路的输出功率略低于SICE电路的输出功率,随着负载电压的增大,SP-OSICE电路的输出功率略高于SICE电路,且可达到全桥整流电路最大输出功率的6倍以上。结论 SP-OSICE电路优化了SICE电路中的开关控制策略,无需整流桥结构,提高了接口电路的输出功率。整体电路采用自供电设计,无需外部辅助电路控制晶体管通断,降低了电路结构的复杂性。仿真和实验结果均验证了SP-OSICE电路的优势。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌脱除废手机PCB表面元器件的方法研究

通过微生物法实现废手机PCB基板与其表面元器件分离,并探究最佳的工艺条件.采用嗜酸氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans,以下简称A.f菌）脱除废手机PCB表面元器件,研究结果表明,经接种处理,浸出3d后,PCB表面元器件有少量脱除;浸出5d后,PCB表面元器件大部分可被脱除,仍有个体较大的元器件未被脱除;浸出7d后,PCB表面元器件被完全脱除;未接种对照组中PCB表面元器件未发生脱除.通过ICP-OES测得A.f菌作用7d的浸出液中含有大量的金属离子,而这些金属离子是构成元器件与PCB衔接处焊脚的主要组成成分,其中Ni、Zn、Al通过A.f菌作用后以离子形态进入浸出液中,焊脚中的单质Sn通过A.f菌作用后转化为离子态进入浸出液中,在浸出液中又迅速形成含锡沉淀物,在浸出第1d浸出液中Sn离子含量急速下降.通过设置不同浸出条件的单因素实验,结果表明：当培养基初始pH值为1.0,固液比为3：50,接种量为15%,温度为30℃,转速为125r/min时,A.f菌脱除手机PCB表面元器件效果最佳.浸出7d后,PCB表面元器件可被完全脱除.