废旧手机电路板破碎产物的醇基强化重力分选工艺研究

作     者：倪吉旭 

作者单位：兰州理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘洪军

授予年度：2021年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

主      题：废旧手机电路板 电子废弃物资源化处理 分散介质 破碎产物 醇基强化重力分选 

摘      要：随着信息化技术的快速发展,手机的更新换代越来越频繁,由此导致废旧手机的产生量剧增,废旧手机电路板中的金属品位是自然矿产的几十甚至几百倍,回收价值非常高,而废旧手机电路板中非金属材料可作为塑料的填料等,也具有较高的回收价值。电路板中金属材料和非金属材料具有明显的密度差,在重力分选过程中施加离心力可以强化重力,扩大金属和非金属的密度差,并且手机电路板破碎产物在无水乙醇介质中分散性较好,无水乙醇作为分选介质过滤后可以重复使用,具有绿色环保,清洁无污染等优点,所以本论文提出醇基强化重力分选法分选废旧手机电路板中的金属材料和非金属材料,这种回收方法对资源的循环利用和环境保护都具有重要意义。本论文对废旧手机电路板破碎产物进行了工艺矿物学分析,根据分选理论设计出了强化重力分选装置,并进行了醇基强化重力分选实验,研究了分选装置和分选工艺的关键参数对分选效果的影响。首先分析了废旧手机电路板破碎产物不同粒级的产率和表面形貌,然后采用XRF、SEM、XPS和FT-IR等手段分析了-0.3mm粒级的废旧手机电路板的破碎产物,结果表明:+0.15-0.3mm粒级产率为22%,粒度大于0.3mm的各粒级中金属和非金属解离不充分,金属富集体和非金属富集体表面主要官能团与固化后的环氧树脂官能团一致,视频接触角测试表明废旧手机电路板破碎产物与水不润湿,但与乙醇完全润湿。基于分析结果,分别进行了水基重力分选、水基泡沫浮选和醇基重力分选的比较实验,结果表明:醇基重力分选得到的金属富集体中,密度较小的纤维和树脂已经与密度较大的铜颗粒有效分离,金属回收率为90.25%。基于强化重力分选原理,改进了普通的重力分选装置,设计出了强化重力分选装置,实验研究了转筒的倾角、粗糙度和高度对醇基强化重力分选效果的影响,结果表明:随着转筒倾角的增加,精矿产率和精矿中金属回收率逐渐降低,而精矿中金属品位逐渐升高;随着转筒粗糙度和转筒高度的增加,精矿产率和精矿中金属回收率逐渐升高,而精矿中金属品位逐渐降低。转筒倾角30°、转筒粗糙度中（打印层厚0.3mm）、转筒高度35mm进行醇基强化重力分选实验,可以有效分选电路板破碎产物中金属物料和非金属物料。研究了分选工艺对醇基强化重力分选效果的影响,通过正交试验对醇基强化重力分选工艺进行了分析,最后在最佳的实验参数下对-0.3mm的各粒级进行了醇基强化重力分选实验,结果表明:当电动机转速在210～240r/min、入料量4～6g、入料浓度0.2～0.3g/ml时可以有效分选回收金属富集体。强化重力分选工艺最佳实验组合为电动机转速240r/min,入料量6g,入料浓度2g/ml。在该工艺参数下,+0.15-0.3mm粒级的分选效果较好,分选回收的精矿产率为78%,精矿中金属的品位为85.23%,精矿中金属的回收率为80.49%。