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《上海第二工业大学》 2018年
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微波及机械活化辅助碱性氧化浸出手机元器件中的锡、铅、锌

王彦  
【摘要】:废旧手机数量的急剧增长,使人类环境、资源都再次面临挑战,若得不到合理处置就会造成环境污染及资源浪费的问题。废旧手机元器件中除含有铜、铁、镍等金属,金、银、钯含量也较高,对废旧手机元器件中的金属进行回收是资源化处理废旧手机的重要过程。废旧手机中锡、铅、锌含量也较高,目前,针对其中锡、铅、锌回收的工艺并不多。本研究主要利用锡、铅、锌两性金属的特质,采用硝酸钠作为氧化剂,在碱性介质中对其进行浸出回收。采用传统加热方式来辅助碱性浸出手机元器件中的锡、铅、锌不仅耗时长且浸出率低,为解决这一问题,提高浸出效果,本研究利用微波加热代替传统加热方式辅助浸出。另外,本文还研究了利用机械活化的方式活化处理样品以提高样品活性。在浸出实验之前,本文对手机元器件中金属种类及各金属含量进行测试分析,结果表明:手机元器件中锡、铅、锌的含量分别为6.761%、0.251%、1.371%,由此分析可知手机元器件中富含锡资源及锌资源,以及含有一定量的重金属铅,因此,对手机元器件进行资源化及无害化处理及其重要。利用微波加热代替传统加热方式能够有效提高锡、铅、锌的浸出率,在实验研究基础上得出最佳浸出工艺为:在氢氧化钠为20%、硝酸钠浓度为6%、温度为90℃、时间为90min、液固比为60、微波功率为500W,在此条件下,锡、铅、锌的浸出率分别为83.19%、69.69%、88.21%。此时,手机元器件中铜、铁、镍的浸出率分别为0.48%,4.13%和0。可见采用碱性浸出方法可有效实现手机元器件中锡、铅、锌与其他金属的分离。浸出过程中动力学研究表明,以微波作为加热条件时金属锡、铅、锌的表观活化能和表观反应级数均低于传统方式加热时的表观活化能。以锡为例,采用微波加热时,其表观活化能和表观反应级数分别为30.14kJ/mol和0.59,而传统加热方式下,其表观活化能和表观反应级数分别为50.47kJ/mol和1。因此,采用微波作为加热条件有利于浸出反应的进行。对样品进行机械活化处理可有效提高锡、铅、锌的浸出率,在活化时间为60min,活化速度为450rpm,球料比为20g/g时,Sn、Pb、Zn的浸出率分别为92.02%、72.94%、81.82%。但随着球磨转速的提高或球料比的加大,作用于样品的机械力随之增大,样品中更多的锡被氧化为SnO_2从而造成Sn溶解困难,锡的浸出率出现下降现象。本研究采用碱性浸出工艺,选择性高,有利于金属的分步提取,处理过程中不会产生废气,碱性浸出液回收金属后可循环用于浸出反应,不会造成二次污染。
【学位授予单位】:上海第二工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TF81;X705

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