废弃电子电器资源化工艺及关键技术研究

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日益增长的废弃电子电器(Waste Electric and Electronic Equipment,简称WEEE)是伴随电子信息工业快速发展而形成的世界性环境问题,采用经济有效且环境友好的方法对WEEE进行资源化处理已成为世界关注的热点。开展WEEE资源化综合利用关键技术的研究,可提升我国WEEE资源化综合利用的工艺技术水平和自主开发生产WEEE回收设备的能力,对发展我国在这一领域的环保产业,促进电子信息工业的可持续发展具有重要意义。 在查阅大量文献资料的基础上结合我国具体国情,分析确立了以检选分类为先导,辅以工具的手工拆解为特点,针对WEEE拆解件特性分类处理回收的废弃电子电器资源化再利用综合工艺路线。 基于WEEE中金属与非金属间的显著密度差以及固体流态化技术的特点,设计制造了固体流态化气力输送分离装置,以分离回收WEEE中的金属与非金属。 通过筛分分析确定印刷线路板(Printed Circuit Board,简称PCB)破碎料的粒度与粒度分布,借助光学显微镜考察PCB粉碎料的解离状况与颗粒形态,使用ICP-AES分析仪测定PCB样品中的金属元素含量。研究采用高速锤式粉碎机对废弃PCBS进行破碎解离,利用自行开发的固体流态化气力输送分离装置成功实现了废弃印刷线路板中金属与非金属的高效分离富集。研究了PCB粉碎料的流态化特性以及操作条件对PCB粉碎料中金属与非金属分离效果的影响,确定了最佳的PCB流态化气力输送分离条件。 结果显示,高速旋转锤式粉碎机可将废弃PCB破碎成直径小于1.25 mm的细小颗粒,其中金属与非金属充分解离;颗粒粒度呈正态分布,82.37%的物料集中于0.074~0.8mm粒径范围内;铜金属主要富集于0.3~1.25mm粒级中,非金属则富集于粒径d<0.3 >mm粉碎料中。 分析表明,在一定气速范围内,气流作用下的PCB颗粒床层会同时呈现出:较小非金属颗粒被气流输送,较大非金属颗粒与细小金属颗粒流化分离,以及床层底部大量金属颗粒与非金属大颗粒疏松振动调位三种分离运动状态。 在实验范围内,随表观气速增加,分离所得金属富集体中铜的品位总体呈增高趋势,铜及总金属的回收率(分别表示为Eh(Cu)与Eh(TM))均呈下降趋势;进料量对PCB流态化气力输送分离效果基本无影响。 研究表明,对于实验所考察粒径范围的PCB粉碎料,总金属和铜的转合分离效率(分别表示为η(TM)与η(Cu))随流态化表观气速增大均呈现为先增大、后减小的变化规律。本文给出了基于金属综合分离效率的PCB流态化气力输送分离最佳操作气速及相应的性能参数。
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