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[硕士论文] 雒骏
环境工程 兰州交通大学 2017(学位年度)
摘要:近年来,随着我国电子科技产业的迅速发展和人民生活水平的不断提高,各类电子电器产品的更换速度也越来越快,尤其是手机等小型的电子产品,由于消费者对其款式和功能的不断追求,其更新换代速度远远超过其他电子电器类产品,与此同时,电子废弃物的产生量也日益增加。电子废弃物不同于其他的固体废弃物,其中含有丰富的可再生利用资源,能产生可观的经济效益和社会效益,电子废弃物的回收及再利用得到了许多国家和地区的重视,并早已积极开展了研究。然而,我国在电子废弃物回收处理方面的研究还处于初级阶段,目前出台的相关拆解补贴政策仅局限于“四机一脑”,从2016年3月起,废旧手机才被正式列入拆解补贴名录,但具体的补贴金额还没有公布,以至于全国各地目前尚未形成合法规范的废旧手机回收处理体系,如何实现电子废弃物高效的资源化回收处理,是我国走可持续发展道路面临的一个严峻问题。在此背景下,本文以兰州市废旧手机为对象,以废旧手机回收体系网络建设为研究重点,为兰州市乃至全国实现废旧手机资源化的绿色回收处理提供一定的科学依据。
  论文通过问卷调查以及上门走访等方式对兰州市目前废旧手机回收处理的现状进行了深入的调查研究,并在对发达国家以及我国废旧手机回收现状分析的基础上提出了兰州市目前在废旧手机回收处理方面存在的问题,为后续建立兰州市废旧手机回收网络体系提供依据。
  对废旧手机产生量进行准确地预测是建立回收网络体系的基础。论文首先对兰州市2003~2022年手机的年社会保有量、年销售量进行了预测,再通过手机的使用寿命等内容,分别采用了时间梯度模型、市场供给A模型、斯坦福(Stanford)模型,对兰州市废旧手机的产生量进行了预测,结果表明,市场供给A模型与斯坦福(Stanford)模型的预测结果较为接近,到2022年,预测值分别为40.40万部、46.67万部,每年均以8%的速度增长,由于预测模型所选参数的不同,到2022年,时间梯度模型预测值为21.04万部,每年以7%的速度增长;无论采用哪种预测模型,兰州市废旧手机的产生量每年均以较快的速度增长。
  论文在回收网络体系的设计过程中,以循环经济理论下的废旧电子电器逆向物流模型构建为基础,提出了兰州市废旧手机回收体系的构成,即由回收站、中转站、拆解中心三部分构成,通过构建适合兰州市废旧手机回收的多位选址模型,对中转站进行了点位布置,并提出了回收方案及运行模式。
  最后通过对手机组成的分析,设计了兰州市废旧手机的拆解工艺流程,即采用人工拆解与机械拆解相辅的方式,主要通过预拆解、信息采集、拆解、破碎、分选几个步骤来对废旧手机进行拆解,并对废旧手机的各个不同部件包括外壳、液晶显示屏、印刷电路板、电池、充电器,分别采取不同的方法进行资源化处理;最后对废旧手机中所含的贵金属进行了分析,从资源效益、环境效益、经济效益三方面对兰州市废旧手机中贵金属的价值进行了测算,结果表明,到2022年,所回收的废旧手机可提取贵金属的量达757.2千克,所产生的价值为4200多万,相当于节能265.2吨煤,减排716.04吨二氧化碳。无论从哪方面进行分析,废旧手机的回收都会产生巨大的价值,完全可以形成产业链,这对兰州市实现经济可持续发展具有重要的意义,同时也为我国的环保事业和经济发展贡献一份自己的力量。
[硕士论文] 薛臣
机械工程 武汉科技大学 2017(学位年度)
摘要:再制造工程是一种能极大化利用废旧资源,且能将废旧产品恢复成“如新品一样好”的再循环过程,在节约资源和生态环境保护方面,具有显著的效果,是解决我国大量废旧产品再利用的有效方式。再制造方案的优化是废旧机械装备重用过程的关键环节,直接决定了废旧机械装备再制造能否成功的实施。本论文从废旧零部件重用策略组合优化的角度,对废旧机械装备再制造方案优化问题展开研究。
  首先,介绍国内外再制造和再制造决策的发展与研究现状,分析废旧机械装备再制造方案优化与废旧机械装备零部件重用策略之间的关联关系,提出面向零部件重用组合的废旧机械装备再制造方案多目标优化思想,并建立废旧机械装备零部件重用组合多目标优化技术体系。
  其次,基于废旧机械装备零部件重用组合多目标优化思想,从再制造商和消费者的角度出发,分析了影响废旧机械装备再制造方案合理性的三个因素:废旧机械装备再制造性能、再制造过程复杂性及再制造经济效益;并对各影响因素建立测度模型进行量化测度。
  再次,通过对废旧机械装备再制造性能、再制造过程复杂性及再制造经济效益的分析,建立以废旧机械装备零部件重用组合寿命均衡性、重用组合过程复杂性及重用组合成本为优化目标,以零部件重用策略为优化变量的废旧机械装备零部件重用组合的多目标优化数学模型,并采用SPEA2优化算法对上述多目标优化模型进行寻优求解。
  最后,以废旧车床C6132的再制造为例,应用所提出多目标优化方法对其零部件的重用策略进行组合优化,验证了该方法的有效性。
[硕士论文] 李飞
环境工程 西南交通大学 2017(学位年度)
摘要:钴酸锂电池广泛应用于各类电子产品,是日常生活中必不可少的移动电源,但是锂电池的大量使用使其废弃量也在急剧增长,废锂电池中含有钴、锂、铝、铜、铁等有价值的可回收金属,同时锂电池中还含有电解质、有机粘结剂等有毒成分,锂电池的大量报废不仅造成资源浪费,还造成许多环境问题,因此,废锂电池的资源再生正成为亟需处理和关注的问题;在废锂电池资源再生过程中,课题组不仅关注钴、锂的回收,同时需要降低工艺能耗,提高清洁生产水平,对污染物减量化进行研究,以达到废锂电池回收经济效益最大化和污染物排放最小化。
  本文通过建立废锂电池再生资源化技术体系,对废锂电池进行资源化处理:首先将废锂电池进行放电处理之后,对其进行手工拆解获取电池正极,采用有机溶剂NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)溶解有机粘结剂PVDF使正极上的活性材料LiCoO2与铝箔分离,得到含活性物质LiCoO2的黑色粉末,再用H2SO4+H2O2酸体系对LiCoO2粉末进行酸浸出,使用萃取剂P204对浸提液中Co2+、Li+进行萃取除杂,得到富Co2+、Li+的萃余液,再用萃取剂P507对Co2+、Li+进行萃取分离,Co2+进入有机相,Li+进入水相,最后使用HCl反萃Co2+,得到较纯CoCl2,用饱和Na2CO3沉淀Li+,得到沉淀Li2CO3,从而达到回收Co、Li的目的。废锂电池资源再生过程中的主要工艺包括:废锂电池预处理工艺,H2SO4+H2O2酸浸工艺,有机溶剂萃取分离工艺,HCl反萃工艺。经预处理实验得出:饱和食盐水可对废锂电池进行放电完全;有机溶剂NMP能使正极活性物质LiCoO2与铝箔分离,最佳固液比为1∶4。H2SO4+H2O2酸体系对含LiCoO2黑色粉末酸浸实验得出:硫酸浓度、浸提液温度、反应时间、液固比是影响Co2+、Li+浸出的重要因素,最优浸提Co2+、Li+条件为:硫酸浓度2mol/L、浸提液温度60℃、反应时间1h、固液比1∶15,最优条件下钴、锂的浸出率均达到99%。P204萃取Co2+、Li+实验得出:影响P204萃取的主要因素有萃取pH,相比。P204最优萃取除杂条件为:pH=2.58,相比为1∶1,此时P204萃取钴、锂的萃取率达到95%以上,杂质离子基本去除,锰、镁、锌的去除率均达到80%以上;P507萃取分离钴、锂实验得出:萃取pH,相比是影响P507萃取分离钴、锂的主要因素,最优萃取分离条件为:pH=5.46,相比为1∶1,此时P507对钴的萃取率能达到98%。富钴有机相采用HCl反萃,得到CoCl2溶液,其最优反萃HCl浓度为3mol/L,钴的反萃率达到98%;富锂水相采用饱和碳酸钠进行沉淀回收锂,沉淀率在95%以上。针对废锂电池再生污染物,利用NaOH溶液吸收拆解过程中挥发的电解液从而对其进行无害化处理;计算H2SO4+H2O2酸体系下不同硫酸浓度浸出钴、锂条件下的酸消耗与剩余酸,控制合适酸量;分析锰、镁、锌三种金属在H2SO4+H2O2酸体系中的浸出率及萃取剂P204对锰、镁、锌的去除。酸消耗量和剩余量实验得出最优浸提Co2+、Li+条件下,100ml实验样品合适酸用量为:17.5ml,剩余酸量为6.5ml;通过测定锰、镁、锌三种金属在H2SO4+H2O2酸体系中的浸出率,得出三种金属均被浸出进入料液,浸出率均达到80%以上;在P204萃取除杂时,Mn2+、Zn2+去除率均能达到95%以上,Mg2+去除率能达到80%,采用NaOH溶液处理含锰、镁、锌离子的废液,使其生成稳定Mn(OH)2、Mg(OH)2、Zn(OH)2沉淀而被去除。
[硕士论文] 程玺宁
动力工程及工程热物理 重庆大学 2017(学位年度)
摘要:随着《水污染防治行动计划》的出台,燃煤电厂脱硫废水的排放要求也越来越严格,须达标处理后排放,因此寻找一种处理效果好成本又相对较低的方法来处理电厂脱硫废水成为当前急需解决的关键问题。目前,脱硫废水处理技术有多种,如化学处理法、水力冲灰法、蒸发结晶处理方法等。其中,利用烟气余热对脱硫废水进行喷雾蒸发结晶处理技术,具有低投资和运行成本,能真正实现零排放而成为目前最有推广应用前景的技术,但此技术存在烟道积灰和腐蚀等问题,研究脱硫废水介稳区的影响因素,脱硫废水液滴蒸发结晶速率影响因素对于评估该技术对烟道和除尘器等设备的影响十分关键。
  于此,本文首先采用了激光法测量了脱硫废水主要离子成分在去离子水中的溶解度及超溶解度等热力学特性,考察了金属离子、搅拌速率、PH值和飞灰对脱硫废水主要成分的介稳区的影响。其次采用热重法研究了升温速率、恒温温度、液滴数量和飞灰含量对液滴蒸发结晶速率的影响。最后利用SEM扫描电子显微镜考察了结晶温度、金属离子浓度和飞灰颗粒物存在下对晶体表面形态的影响。结果表明:
  金属离子的存在使脱硫废水介稳区变宽,是造成烟道积灰的主要因素,废水烟气混合紊流度、弱酸性环境和飞灰的存在将使脱硫废水介稳区变窄,促进废水晶体析出,可有效减少烟道积灰。
  升温速率、恒温温度、液滴数量和飞灰含量对脱硫废水液滴蒸发结晶速率有较大影响。随着温升速率的增加,液滴蒸发速率越快,吸热峰值逐渐增大,峰值转折点为液滴晶体析出点,液滴结晶时间越短;恒温温度升高,液滴蒸发时间变快,DSC曲线中最大吸热量转折点更加明显,液滴结晶时间变快;液滴数量影响换热面积,换热面积越小,液滴蒸发与结晶时间越长;飞灰的存在对液滴蒸发速率没有影响,但是会改变液滴结晶的成核方式,增大结晶速率。
  结晶温度升高,晶体的孔隙率增大;金属离子浓度增大会增大结晶推动力,溶液间分子和离子碰撞更剧烈,但金属离子浓度的变化并不会改变晶体的主要形态;在飞灰颗粒物的存在下,晶体成核过程由均相成核变为非均相成核,晶体成核的形态会在原来的基础形态下发生部分转变。
[硕士论文] 李永通
材料物理与化学 兰州理工大学 2017(学位年度)
摘要:鉴于人们环境保护意识的日益增强、废旧印刷线路板的急剧增加以及相关绿色再资源化基础研究及应用技术的缺乏,亟需发展一种废旧印刷线路板再资源化的绿色工艺与方法。本论文在对废旧印刷线路板的结构和组成特性以及目前国际上用于处理废旧印刷线路板的主要技术方法深入分析的基础上,结合绿色环保溶剂离子液体的固有优势,提出了采用功能化离子液体热解法对废旧印刷线路板进行处理与资源化回收的研究思路。设计合成了几种适用于热解工艺、高温化学稳定的功能化离子液体,在有效提高离子液体对废旧印刷线路板的热解能力与对废旧印刷线路板中金属的浸出能力的基础上,大幅度提高离子液体循环使用次数和稳定性,降低废旧印刷线路板的再资源化运营成本。研究了废旧线路板的结构和组成特性、实验温度、添加原料的种类和含量与线路板中金属在离子液体中浸出量的关系;探讨了金属在离子液体中的热解浸出机理,进一步优化离子液体热解浸出工艺和方法,形成了一种废旧印刷线路板中金属的绿色环保再资源化工艺与方法。
  本研究主要内容包括:⑴结合研究思路,选择合适的具有特定功能的材料,采用间接合成法,设计合成了几种含有烷基、磺酸基及羧甲基官能团的咪唑类功能离子液体。采用红外光谱、核磁共振波谱以及元素分析对所合成的离子液体的结构进行了表征,通过热重分析研究了实验温度对离子液体的化学稳定性的影响。⑵根据废旧线路板中焊锡的的结构和组成特性,采用[BMIM][BF4]离子液体对废旧印刷线路板上的焊锡进行热熔回收。研究了废旧印刷线路板的结构和组成特性,同时,确定热熔浸出的工艺参数,考察了线路板在不同热熔温度下对焊锡回收效果的影响。结果表明:在200℃条件下,使用该离子液体在机械搅拌作用下对废旧印刷线路板上的焊锡进行热熔回收既能使焊锡熔融脱落,又最大程度地保护线路板基板使之不发生热裂解,同时,焊锡的回收率在90%以上。⑶采用酸性离子液体对废旧印刷线路板中的金属进行热浸回收,探索不同种类离子液体和不同实验条件对金属收率的影响规律。研究了线路板材料的结构和组成特性、试验温度、各种添加原料的种类和含量与线路板中金属材料在离子液体中的浸出关系。结果表明,1-羧甲基-3-甲基咪唑硫酸氢盐功能化离子液体([CM-MIM][HSO4])对废旧印刷线路板中金属的回收效果优于其他酸性功能化离子液体;通过单因素分析法获得较优方案:酸性功能化离子液体浓度为90%,废旧印刷线路板粒度为≥0.5 mm,固液比为1:20,温度为80℃,反应时间为120 min,氧化剂含量为15%(v/v)。在该工艺条件下金属收率为31.63%。通过电子探针中的能谱分析,证明还原金属中含有98.33%的铜元素。⑷通过设计L25(56)正交实验,对功能离子液体的热解浸出工艺和方法进行了优化。综合考虑不同实验因素对线路板中金属收率的影响,运用直观分析法得到影响废旧印刷线路板中金属回收效果的各因素主次顺序:功能化离子液体浓度>固液比>反应温度>反应时间>废旧印刷线路板粒度>氧化剂含量;确定优方案为:功能化离子液体浓度为90%,废旧印刷线路板粒度为≥0.5 mm,固液比为1:30,反应温度为70℃,反应时间为150 min,氧化剂含量为5%(v/v)。在该工艺条件下金属收率为38.49%。通过电子探针中的能谱分析表明还原回收的金属中含有99.57%的铜元素。⑸综合考虑经济成本、可操作性等实际工业应用条件,结合回收方案和优化热解浸出工艺,形成了一种废旧印刷线路板中金属的绿色再资源化工艺与方法。废旧印刷线路板中金属回收技术的最佳工艺参数:酸性功能化离子液体浓度为70%,废旧印刷线路板粒度为≥0.5 mm,固液比为1:30,温度为80℃,反应时间为150 min,氧化剂含量为5%(v/v)。最优方案的金属收率达35.74%,回收金属中含有98.31%的铜。
[硕士论文] 季文
材料学 兰州理工大学 2017(学位年度)
摘要:稀土元素因其特殊的性能而被广泛应用于发光材料、磁性材料、催化材料及抛光材料等领域,为绿色经济的转型发挥了重要作用。近年来,随着稀土应用的日益增多,导致大量的稀土元素包含在报废的产品中,造成了稀土资源的极大浪费。稀土荧光灯,作为稀土发光材料的重要应用之一,其中含有大量的稀土金属,这使得废弃荧光灯成为稀土元素回收利用的丰富二次资源。它的回收不仅节约了稀土资源,而且有助于环境保护,对实现稀土资源的可持续发展,具有重要的现实意义。为此,本文在酸浸回收稀土研究的基础上开发了一种加碱机械活化的预处理工艺,并对其活化前后的动力学模型进行了研究,从而提出了加碱机械活化-酸浸-草酸沉淀的完整工艺路线。研究结果有望进一步改善稀土回收工艺及为工业化生产提供相关理论依据。
  本研究主要内容包括:⑴采用酸浸工艺进行稀土回收。分别研究了酸的种类、酸的浓度、浸出温度和浸出转速对稀土浸出率的影响,结果表明:在浸出温度80℃,浸出转速300 rpm下,用2 mol/L的硫酸溶液浸出废荧光粉2 h,得到稀土最大浸出率为75.1%,其中Y、Eu、Ce和Tb的浸出率分别为84.3%、83.2%、23.8%和19.3%。⑵开发了一种加碱机械活化工艺对废荧光粉进行预处理,分别研究了球磨转速、活化时间和碱添加量对稀土元素浸出率的影响。反应控制条件为:球磨转速550 rpm、活化时间60 min、NaOH与废粉比例3:1时,稀土浸出率达到95.2%,相比于单纯酸浸工艺提高了20.1%。其中,Ce和Tb浸出率达到85.0%和89.8%,同比酸浸中Ce和Tb浸出率提高了61.2%和70.5%。同时对活化后的样品进行XRD、红外光谱等表征分析,结果表明:加碱机械活化工艺可以有效破坏蓝粉和绿粉中的尖晶石结构,提高稀土浸出率。⑶对废荧光粉活化前后的浸出反应动力学进行研究,结果表明:活化前后的浸出过程均为扩散控制,反应动力学遵循未反应核收缩模型;废荧光粉未活化反应活化能为16.4 kJ/mol,经过加碱机械活化后,样品的反应活化能下降为10.6 kJ/mol;活化后酸浸反应活化能的降低,说明加碱机械活化对废荧光粉有很好的活化效果,同时减少了对反应温度的依赖,加快了酸浸过程的进行,提高了稀土的浸出率。⑷草酸沉淀工艺的研究。实验中分别考察了草酸加入量和溶液 pH值对沉淀率和纯度的影响,得到最佳沉淀条件为:草酸加入量为15 mL,pH为1.5。结果表明,在此用量下稀土的沉淀率为96.4%,纯度为97.4%。同时探讨了不同的煅烧温度对产物的影响,在900℃煅烧2 h后,所得产物的各衍射峰峰型尖锐,结晶度好。其所得产物主要是四种稀土氧化物(Y2O3、Eu3O4、Ce2O3和 Tb4O7)的混合物。并且通过扫描电镜观察,所得的稀土氧化物产品主要为片层结构,片状晶体密集堆积,紧密结合。
[硕士论文] 梁鸿雁
材料学 兰州理工大学 2017(学位年度)
摘要:为了倡导“环境友好型,资源节约型”及“可持续发展”的社会需要,回收再利用废旧锂离子电池势在必行。多品种便携式电子设备的频繁更新换代导致了日益增多的废旧锂离子电池。LiCoO2是这些电子设备所用的锂离子电池中最为广泛使用的正极材料,也是最早商品化、大规模工业化生产的正极材料。LiCoO2正极材料中含有大量的钴锂元素。前期的研究结果表明,LiCoO2在SO3气氛中将发生化学演变,并生成新的物质,但 LiCoO2在 SO3中发生反应的动力学机理及温度等体系条件对反应速率的影响不清楚。开展 LiCoO2-SO3体系反应动力学机理及速率影响因素研究,有助于采用酸性焙烧技术从报废LiCoO2中回收Li、Co的新型工艺设计及参数优化研究。
  本研究采用模式配合法对 LiCoO2-SO3体系动力学机理进行了研究,并研究了反应温度、时间、Na2SO4的添加对反应的影响作用。热力学结果表明,在300-500℃的温度区间内,LiCoO2-SO3体系的化学反应为:12LiCoO2+6SO3=6Li2SO4+4Co3O4+O2;2Co3O4+6SO3=6CoSO4+O2。当体系中SO3含量低时发生的是类型反应,当体系中SO3含量较高时类型(1)和类型(2)的反应同时发生。这两种类型的反应均属于气固两相反应,LiCoO2-SO3体系动力学反应机理为:SO3气体通过边界层扩散到产物层的表面;SO3气体通过产物层扩散到 LiCoO2的表面;在LiCoO2的表面,SO3被吸附后发生界面化学反应;O2通过产物层向外扩散;O2通过边界层向外扩散。LiCoO2-SO3反应的最佳机理函数 G(R)为1-2/3R-(1-R)2/3,在300-500℃的温度区间内, LiCoO2-SO3体系反应的限制性环节为内扩散。结果表明,在300-500℃的温度区间内, LiCoO2-SO3体系发生的反应是吸热反应,提高反应温度有利于加快反应速率。反应体系中添加Na2SO4的时,Na2SO4的存在使产物层膜 Li2SO4等破裂,有利于 SO3内扩散,加快反应速率。Li2SO4、CoSO4和 Na2SO4则以形成Li2Co(SO4)2、NaLiSO4、Na2Co(SO4)2和Na6Co(SO4)4的物相形式存在。
[硕士论文] 王继钦
环境工程 西南科技大学 2017(学位年度)
摘要:废旧印刷线路板(Waste Printed Circuit Boards,WPCBs)是电子垃圾的主要组成部分。WPCBs具有髙危害性,因此,在WPCBs资源化过程中应重视其可能产生的污染问题。有关湿法资源化综合利用WPCBs的研究报道很多,但是很少有研究关注此过程中污染物的迁移转化规律。离子液体由于其较低的蒸汽压、较强的酸度等优点,被称为“绿色溶剂”,应用十分广泛,但少有研究其在WPCBs资源化中的应用。本研究从湿法浸提WPCBs的工艺出发,首先讨论了工业三酸硫酸、硝酸和盐酸体系下,WPCBs浸提时铜/锌/铅的相互作用规律;然后选取了五种典型离子液体:[BS04HPy]HS〇4、[BSO3HMIm]HSO4、[BSO3HMIm]OTf、[MIm]HSO4、[BSO3HPy]OTf,研究了WPCBs浸提时铜/锌/铅的相互作用规律;最后,从统计学的角度出发,对比研究了无机酸体系和酸性离子液体体系下铜/锌/铅的相互作用关系,如下:
  (1)WPCBs无机酸浸提研究表明:除硫酸体系的铅以外,硫酸、盐酸和硝酸都实现WPCBs铜锌铅的有效浸出,在最佳反应条件下,铜、锌、铅的浸出率分别达到90.61%、94.86%、30.84%,98.65%、98.84%、99.70%和99.80%、98.24%、99.44%。除硫酸体系的铅以外,WPCBs中的铜锌铅的浸出率随酸浓度、过氧化氢添加量、反应温度的增大、矿浆浓度的减小而增大。硫酸体系的铅浸出率始终处于较低水平。除硝酸体系,过高的温度和过量的过氧化氢添加量反而不利于铜锌铅的浸出。
  (2)WPCBs离子液体浸提研究表明:WPCBs中的铜和锌浸出率较高,基本在93%以上;铅的浸出率相反,基本在10%以下。[BS〇4HPy]HSO4、[BSO3HMIm]HSO^[MIm]HSO^[BS〇3HMIm]OTf、[BS03HPy]0Tf五种离子液体,在最佳条件下,铜和锌的浸出率最高分别为99.75%、99.48%、75.71%、99.86%、99.77%和93.02%、99.29%、99.02%、93.06%、74.88%。WPCBs中的铜和锌的浸出率随酸浓度、过氧化氢添加量、反应温度、固液比的变化趋势与硫酸和盐酸体系相似,铅的浸出率随考察因素变化趋势与硫酸体系的铅相似,并且处于较低的浸出水平。
  (3)WPCBs浸提工艺的统计学研究结果表明:无机酸体系中,铜与锌、铜与铅、锌与铅的浸出呈统计学正相关,其中,硝酸最高(铜与锌、铜与铅、锌与铅相关性系数分别为0.929、0.908、0.855)。[BS〇3HMIm]HS〇4、[BSO4HPy]HS〇4、[MIm]HS〇4浸出体系中,铜与锌、铜与铅、锌与铅的浸出呈统计学正相关,且较为接近,其中铜与锌的相关性程度最高(相关性系数分别为0.857、0.854、0.752)。[BS〇3HMIm]OTf、[BS〇3HPy]OTf浸出体系中,铜与锌、锌与铅的浸出呈显著相关,铜与铅浸出的相关性不显著,锌与铅的浸出呈统计学负相关(相关性系数分别为-0.434、-0.636)。不考虑浸出剂体系时,铜与锌、铜与铅、锌与铅(相关性系数分别为0.810、0.337、0.284)的浸出呈统计学相关,但铜与锌相关性明显高于铜与铅、锌与铅的相关性。
[硕士论文] 邬军
环境工程 合肥工业大学 2017(学位年度)
摘要:氧化铟锡(ITO)的主要应用领域是生产液晶显示器,而其主要成分金属铟在地壳上含量稀少,属于稀散金属。随着电子行业的发展、含铟原生资源的过渡开采以及铟的需求量进一步增加,很多国家将其列为战略资源,因此,开发铟的二次资源显得尤为重要。
  ITO刻蚀废液产生于液晶显示器的生产过程中。这种废液的特点为含酸高且含高回收价值的金属离子,若是采用的是直排方式,既会使环境受到污染,又会使宝贵的资源被浪费。鉴于铟的需求量扩大,回收ITO刻蚀废液中的铟显得十分必要。本文以ITO刻蚀废液为研究对象,研究刻蚀废液中铟锡的回收利用技术。
  首先,通过沉淀法对ITO刻蚀废液进行处理,介绍了沉淀法的优缺点,并叙述了实验现象。实验结果表明,通过沉淀法处理ITO刻蚀废液,其回收率较高,其中铟离子的回收率为99.9%,锡离子的回收效率为96.6%。
  其次,通过萃取法对ITO刻蚀废液进行处理,介绍了萃取法的优缺点,选择了三种常见的应用于铟锡萃取的萃取剂,即,P204,P507和TBP,并通过定性的角度确定了适合用于ITO刻蚀废液的萃取剂为P204,并做了P204的反萃实验。实验结果表明,通过对P204进行单因素实验及正交实验得出萃取法在处理ITO刻蚀废液的最佳工艺为萃取剂/稀释剂为3/7;搅拌时间为5分钟;油水比(A/O)为7/1,温度为30℃。最佳工艺条件下,铟离子的萃取率为99.14%,锡离子的萃取率为76.68%。但是由于反萃效率不高,经估算,该方法铟的总回收率在85%左右,锡的回收率仅为15%左右。
  最后,通过螯合树脂法对ITO刻蚀废液进行处理,介绍了螯合树脂法的优缺点,并通过对三类应用于金属离子吸附的螯合树脂进行比选,选出了适用于吸附铟锡离子的螯合树脂。实验结果表明,通过螯合树脂法处理ITO刻蚀废液,其回收率较高,其中对铟的平均去除率高达99.5%,对锡的平均去除率高达96.2%。通过解吸,能将废液中的铟锡进行回收利用,且解吸效率较高,该方法对铟锡的总回收率均在95%以上,且产废较少,后续处理成本不大。
[硕士论文] 许高晋
化学工艺 合肥工业大学 2017(学位年度)
摘要:印刷线路板行业每年都会产生大量酸性氯化铜蚀刻废液,其主要成分为氯化铜和盐酸,其中铜含量高达120 g/L以上,具有重要的回收价值。论文研究了酸性氯化铜蚀刻废液的综合回收利用方案,并对其生产过程的设备进行选型、经济效益进行估算、环保进行评估;同时利用化学分析、XRD和SEM等手段对产品进行分析和表征。论文获得的结果如下:
  (1)实验确定了以酸性氯化铜蚀刻废液为原料制备氯化亚铜的最佳工艺条件。化学分析表明,氯化亚铜产品纯度达99.1%,氯化铜杂质含量小于0.6%,主要指标符合氯化亚铜国家标准中优等品的要求。XRD和SEM图中可以看出产品主物相为氯化亚铜,形貌为不规则多面体,平均粒径在2-13μm之间。
  (2)实验确定了以酸性氯化铜蚀刻废液制取的氯化亚铜为原料,制备高纯氧化亚铜的最佳工艺条件。化学分析表明,氧化亚铜产品纯度达99.2%,无金属铜杂质,主要指标符合高纯氧化亚铜标准的要求。XRD和SEM图可以看出产品主物相为氧化亚铜,形貌为不规则多面体和类球形,平均粒径在150-400 nm之间。
  (3)实验确定了以酸性氯化铜蚀刻废液为原料制备氧化亚铜的最佳工艺条件。化学分析表明,氧化亚铜产品纯度达98.4%,金属铜杂质含量小于0.1%,主要指标符合氧化亚铜行业标准中优等品的要求。XRD和SEM图可以看出产品主物相为氧化亚铜,形貌为不规则多面体和类球形,平均粒径在65-700 nm之间。
  (4)经济效益估算结果表明,由酸性氯化铜蚀刻废液制各氧化亚铜,可以获得良好的经济效益。环保评估结果表明,该生产过程可以做到基本无三废排放,是清洁生产工艺。
[硕士论文] 刘玉祥
环境工程 扬州大学 2016(学位年度)
摘要:随着电子显示技术的不断创新以及电子电器设备的需求持续膨胀加速了电子电器设备(Electric and Electronic Equipment,简称EEE)的更新换代,大多数含有阴极射线管(CRTs)的电视机(包含采用CRT作显示器的计算机)被淘汰。废弃的CRTs玻壳中包含多种有害物质,填埋处理会导致Pb、Cd等重金属物质污染土壤与水体,动植物通过水体吸收各种重金属,随食物链逐渐累积富集,最终进入人体从而严重危害人群健康。废旧CRT玻壳的合理化处理处置、资源化回收利用对于环境保护和实现经济以及资源的可持续发展存在着重大的意义。
  本研究综述了废弃CRTs玻璃处理处置的现状和资源化利用技术的最新研究进展,针对废CRTs玻璃中铅的湿法冶炼回收利用技术的瓶颈问题,研究了废CRTs玻璃中铅浸出的工艺路线:采取机械活化、微波辐射强化以及微波协同机械活化强化三种预处理方法和酸浸提工艺,对CRTs锥玻璃中铅金属离子浸出特性、规律以及浸提反应机理进行了深入的探讨分析。为解决废弃CRTs玻璃环境风险和资源回收问题提供了可行的技术思路和支持。
  实验首先对初始物料进行系统的成分分析、形貌以及晶体结构的观察,采用环境友好且廉价的柠檬酸-柠檬酸钠体系对CRTs锥玻璃中铅进行了浸出实验。结果表明:浸出剂含37.5%柠檬酸钠的溶液的浸出效果较好,先微波辐射2min再机械球磨24h的CRT锥玻璃物料经浸提反应12h后,Pb的浸出率高达53.99%。比较含柠檬酸钠67%、50%、33%、0%、100%对CRT锥玻璃中铅的浸出率,分别为39.14%、30.73%、24.38%、14.34%、11.78%。以含37.5%柠檬酸钠的柠檬酸-柠檬酸钠体系溶液为浸提剂,在单因素控制的实验基础上,研究了微波辐射时间、机械活化强度、液固比、浸提反应温度、浸提时间等因素对CRTs锥玻璃中铅浸出效果的影响。结果表明:CRT锥玻璃先微波辐射2min再球磨24h,磁力搅拌器转速500±10r/min、液固比10∶1(L/Kg),浸提反应时间12h,浸提反应温度80℃,铅的浸出率高达53.99%。实验数据表明微波辐射和机械活化均能有效提高CRT锥玻璃中铅的浸出,本质而言,铅的浸出率的提高主要源于CRTs锥玻璃中玻璃网格体的瓦解,微波主要通过热效应使之实现,而机械球磨则主要通过物理机械力使之实现。
[硕士论文] Vashchylka Valiantsina
环境管理 大连理工大学 2016(学位年度)
摘要:电子垃圾已经成为全球严重的环境问题。电子垃圾处理不当会造成环境有害污染以及以负面的形式影响着人类健康。因此有必要提高垃圾回收意识,培养正确对待垃圾回收的态度,这将引导个人对电子垃圾回收问题的采取负责任的行为。
  本研究的目的是考察中国与白俄罗斯大学生对电子垃圾回收相关意识,态度和行为,找出评估该领域的现状和发展趋势。为达到本研究的目的,我们进行了定量问卷调查,我们用立意抽样和滚雪球抽样的方法来调查参与者,完成问卷总数为300。150份中文板问卷(50%)是由中国学生完成,以及150(50%)问卷俄文版是由白俄罗斯学生完成。由于中,白俄大学生是两国目前,未来社会的代表,所以被选为调查对象。
  该研究结果显示,大部分学生都知道有关不当电子垃圾处理对环境的负面影响。大学生对电子垃圾意识主要来源是互联网和电视。总体来说大学生对电子垃圾回收的态度是积极的,但没有收集电子垃圾可用性和没有意识如何处理电子垃圾。并且出现一种把废弃的电子设备存放在家里的趋势。大概10%的中白俄受访进行电子垃圾回收。大概一半被调查的大学生对本国家的电子垃圾回收处理管理系统的目前状态不满意。
  据统计表明,中国学生针对电子垃圾回收的意识,态度,以及行为比白俄罗斯学生更好。所有学生的意识受年龄范围差异的影响,年龄较大的学生意识较高。学生的意识的确与态度相关,但意识与回收行为之间没有显著相关性。学生的态度的确与回收行为相关。
  我们的研究结果表明,中白大学生的意识、态度和行为可以通过教育学生有关电子垃圾回收的原因、好处,参与到回收活动、游戏中,使电子垃圾回收更容易和便捷,提供更多带有如何回收,哪些可回收的明确标识的回收箱。
  该研究对提高中白大学生电子垃圾回收意识具有一定特殊意义和参考价值。
[硕士论文] 张伟
工业工程 天津科技大学 2016(学位年度)
摘要:自20世纪以来,在推动人类进步的过程中,制造业起到了重要作用,与此同时对地球也造成了不可逆的破坏,比如自然资源的消耗、生态资源的破坏以及环境污染等。在此情况下,再制造因其环保、经济等特点越来越受到西方发达国家的欢迎,也成为我国建设可持续发展社会和成为制造业强国不可或缺的部分。再制造逆向物流作为再制造的延伸,同样具有实际的研究意义。相比传统的物流研究,再制造逆向物流还要顾及再制造方面的问题,因此在构建再制造逆向物流网络结构时考虑更为全面、细致,所以有必要对其进行深入研究。
  本文基于对再制造、逆向物流以及再制造逆向物流的概括,以及国内外发展现状,从再制造逆向物流网络回收运作开始,分析了影响回收过程的因素、回收模式,在GERT基础之上,建立了回收预测模型,得到了废旧品回收预测的时间和数量。随后,通过对再制造逆向物流设施选址问题的描述与分析,建立了设施选址模型,运用LINDO软件对模型进行求解,不仅得到模型最优解,同时也可求得模型最佳物流分配方案。然后建立SD模型,对再制造逆向物流系统进行模拟仿真。最后,以旋片泵为例,通过具体的数据分析了所建模型的有效性,同时通过系统动态性能优化,对系统中不同的参数组合在各种环境下进行模拟分析,可以看到再制造逆向物流系统在不同的参数变化下的变化趋势:引领策略或匹配策略会提升企业的绿色形象,同时也会提高产品的需求量,对于产品的回收率和系统总利润也表现出会增加;越有力的环保政策下回收率越高,最终提升产品需求和系统总利润。
[硕士论文] 王婧
公共管理 汕头大学 2016(学位年度)
摘要:随着电子工业和信息技术的高速发展,电子电器产品已成为了我们生活当中的必需品,电子废物不仅数量大,而且含有大量的重金属和其他有毒有害成分,如处理不当将对环境与人体产生巨大的危害。但是,从利用再生资源角度来看,作为资源的综合体,电子废物同样还蕴藏着众多珍贵的资源,电子废物的再利用、循环利用是解决资源紧缺及环境污染等问题的重要途径。粤东G镇是我国最大的废弃电子电器拆解地之一,但原始低端的拆解方式,为G镇带来巨大财富的同时也引发了严重的环境污染。从2005年起,G镇电子废弃物回收处理产业开始推广走循环经济发展模式,建立G循环经济产业园,计划对电子废弃物拆解行业进行圈区管理。但园区的建设却经历了一个漫长崎岖的诞生过程。
  本文以G镇电子废弃物拆解行业转型升级过程为切入点,从G循环经济产业园建设过程中政府、当地拆解企业、入园合作企业、居民等多个参与者互动的角度出发,在通过访谈、参与观察的方法获得第一手资料的基础上,运用“过程一事件分析法”这一新兴的社会学研究策略,描述分析粤东S市G镇电子废弃物拆解行业的转型升级过程。
  从G循环经济产业园的诞生过程的描述中可以看到,当地拆解户、入园大型拆解企业以及省市区镇各级政府等各个参与主体在不同阶段展示出不同的状态,并且各自为了追求自身利益最大化,采取不同的行动策略展开博弈,推动着园区的缓慢发展。而个案中的政府干预行为是围绕制度体系框架展开的,在通过过程事件分析再现社会实在的同时,制度因素在过程当中扮演了非常重要的角色。同时,还可以看出循环经济理智的选择,不是单纯地靠市场经济或政府干预,而是这两者的结合。
[硕士论文] 王胜广
化学工程与技术 电子科技大学 2016(学位年度)
摘要:氧化亚铜在塑料、涂料、陶瓷、玻璃、工业催化以及农业等领域有广泛的用途,因此是一种重要的无机化工原料。现有制备技术能够制备出合格的氧化亚铜粉末,但是都存在一定的局限性,比如产业化前景不明朗、适用范围窄、难以制备高纯度、均匀分散的氧化亚铜粉末。工业氧化亚铜HG2961-2010标准发布实施后,氧化亚铜产品的质量要求也相应提高。原有的氧化亚铜制备技术已经不能适应新的工业标准,因此迫切需要新的优化技术来提升产品质量。这其中提高氧化亚铜含量、降低杂质含量是最关键的因素。因此,在氧化亚铜制备技术中将重点研究如何提高产品纯度,降低杂质含量,改善粉末团聚,减少有毒化学试剂使用,最终能够实现工业化生产。
  本文采用电解法制备氧化亚铜,采用化学分析、扫描电子显微镜、X射线衍射等测试手段对样品进行了表征,研究了氯化钠浓度、氢氧化钠浓度、反应温度、葡萄糖酸钙浓度以及阳极电流密度对氧化亚铜含量及杂质含量的影响,确定了最佳反应条件:氯化钠浓度为4.30 mol/L,氢氧化钠浓度为0.025 mol/L,反应温度为80℃,电流密度为1000 A/m2,葡萄糖酸钙浓度为0.0002 mol/L。葡萄糖酸钙替代重铬酸钠作为添加剂制备氧化亚铜,既可以得到高纯度氧化亚铜,而且对环境没有污染,符合绿色化学的要求。采用亚硫酸钠还原硫酸铜制备氧化亚铜,采用化学分析、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等测试手段对样品进行了表征,研究了铜离子浓度、铜离子与亚硫酸钠用量比、反应温度、反应时间以及反应pH对氧化亚铜含量及杂质含量的影响,确定了最佳反应条件:温度为100℃,反应pH为4.5,铜离子浓度为1.25 mol/L,亚硫酸钠与硫酸铜用量比=1.9:1,反应时间为2小时。通过亚硫酸钠还原氯化铜制备氧化亚铜的正交实验结果,确定了制备氧化亚铜的最佳实验条件:氯离子浓度为6.35 mol/L,反应时间2小时,铜离子浓度2.50 mol/L,反应pH为8.5。通过以印制电路蚀刻废液为原料制备氧化亚铜的正交实验结果,确定了制备氧化亚铜的最佳实验条件:还原反应温度为55℃,反应时间5小时,保温温度70℃。
  与国内国外主要氧化亚铜生产商的产品做了比较,发现亚硫酸钠还原硫酸铜法、亚硫酸钠还原氯化铜法制备的氧化亚铜已经达到了国际先进水平,尤其是以印制电路蚀刻废液作为铜离子来源,降低了生产成本,是一种低成本、高质量的氧化亚铜制备方法。
[硕士论文] 张洪浩
载运工具运用工程 东北林业大学 2016(学位年度)
摘要:伴随工业文明的发展,城市化进程不断加快,工业产品也不断增多,为人类带来生活水平的提高和社会的进步,但同时也产生大量的生活和工业废弃物,对生态环境和人类健康构成严重威胁。我国虽不是汽车强国,但已成为汽车的生产和消费大国,国内汽车保有量不断增加,汽车报废量也急剧上升,如何合理处置报废汽车、减少环境污染和资源浪费已引起多方的思考。
  变速器作为汽车的核心部件,关系到汽车动力总成中的重要动力传输,是直接影响到整车性能的关键部件。机械式变速器是由多个零部件组合装配而成,作为专业的拆解企业,一条工艺布局合理、处理方式完善、拆解序列优良的拆解线和与之匹配的科学合理的人员分配对于提高拆解效率、降低成本都具有至关重要的作用。另外,随着科学技术和人工智能的不断发展,拆解自动化、机械化逐步成为拆解企业的发展方向,拆解序列生成及方案评估等问题引起了专家和学者们的广泛关注。
  在广泛阅读国内外文献的基础上,本文介绍了机械式变速器的结构、功用、分类、技术参数、拆解工艺等内容;对汽车拆解模型信息构建方法、拆解影响因素、图的矩阵等内容进行综述;对HG5-20型三轴五档机械式变速器进行拆解实验,得出拆解零部件、拆解各零部件所需时间、拆解力矩、拆解方向等参数信息;应用数学规划等方面的理论与方法,对机械式变速器拆解序列优化问题进行抽象描述,建立数学模型;运用与或图建模方法构建变速器总成拆解模型,并构建相关矩阵;基于蜂群算法,以拆解时间为拆解目标,对机械式变速器总成拆解模型进行求解,得出3条较优的拆解序列;基于产品拆解的不确定性和模糊性,集成模糊AHP、灰色关联分析法和TOPSIS等评估方法,对机械式变速器总成拆解方案进行评估,得出最优拆解方案。
[博士论文] 孙明星
生态学 山东大学 2016(学位年度)
摘要:随着经济与科技的发展,电池已成为工业和人们生活中不可或缺的产品,相应的废旧电池的产生量也在不断增加。中国是世界上最大的电池生产国和消费国,同时也是最大的废旧电池产生国。中国目前的相关废旧电池管理政策规定中将可充电电池和废旧扣式电池列为回收重点,而使用量巨大的废旧一次性电池没有被列为回收重点。而在实际的废旧电池回收利用实践中,废旧电池可分为两类,铅酸电池和便携式电池(主要包括锌锰干电池、锂原电池、锂离子电池和纽扣电池等),铅酸电池按照我国危险固废的管理规定进行回收利用且回收利用率较高,便携式电池的回收并没有统一的回收渠道,回收率较低,大部分废旧便携式电池进入生活垃圾被填埋或焚烧。废旧电池进入土壤中不仅对生态环境和人类健康造成威胁,而且造成大量的资源和能源浪费。
  目前国际上,特别是欧洲发达国家对废旧电池的环境危害、回收策略、循环利用方法等方面进行了大量的研究和实践,而且已经制定了相关法律法规,促进废旧电池的回收和循环利用,而我国在废旧便携式电池回收利用的必要性和可行性方面研究相对缺乏。具体表现为,我国废旧电池的处理现状(电池的使用状况及废旧电池的主要流向、居民对于废旧家用电池的认识和处理废旧电池的偏好等),电池废弃后的环境影响,火法、湿法、生物法等废旧电池的主要处理方式的环境影响和优化潜能,适合我国废旧电池的回收方式和管理对策等诸多问题研究较少。随着废旧电池量的增大及其对于环境与人类健康的潜在影响的增加,对于以上问题的研究变得越来越紧迫,对于废旧电池回收方式、利用方法及管理对策的研究不仅对废旧电池的管理模式的研究具有重要的学术价值,也对中国废旧电池的实际回收具有重要的实践意义。
  针对以上问题本论文展开了如下研究:
  首先,本论文采用问卷调查法对中国居民电池的使用情况(使用种类及使用量)、废旧电池处理方法、废旧电池回收基础设施建设、认知情况、回收方法偏好等废旧电池的回收现状进行了研究。结果显示大部分的受访者主要使用一次性电池和锂离子电池,大部分的废电池被存放在家里或与生活垃圾一起丢弃;废电池的收集失败的关键因素是缺乏方便的回收点;受访者认为政府在废旧电池的管理中承担最重要的责任;受访者喜欢使用路边回收箱回收电池;若采用押金返还制度回收电池,受访者认为押金的额度为电池销售价格的15.6%,另外,受访者还愿意支付电池售价13.6%用于电池的回收和处理,受教育水平是影响支付意愿的最重要的因素。
  其次,本论文选取了用量最大的锌锰电池为代表,探究了废旧锌锰电池的环境影响。本论文测定了废旧锌锰电池粉末中主要金属的含量,并采用土柱淋溶实验研究了这些金属在土柱中的迁移及其对土壤与地下水的环境影响影响。结果显示目前收集到的废旧锌锰电池中汞的含量仍很高,另外废旧锌锰电池中铅的含量也很高。土柱淋溶实验表明,土柱和电池粉末中的铅和镉可对地下水造成很大威胁,电池粉末量的增加显著增大了铅和镉的释放速率和释放量,可对地下水质造成更大的威胁。经过三年的模拟降水过程,废旧锌锰电池粉末不会对土壤产生较大的影响。
  第三,本论文以用量最大的锌锰电池为例,综合分析了火法、湿法和最近发展的生物淋滤法等处理废旧电池的主要方法的利弊。并采用生命周期评价(LifeCycle Assessment,LCA)方法对生物淋滤法处理废旧锌锰电池的环境影响进行了评价。结果显示电池机械切割和研磨过程中的直接空气排放是造成环境影响最主要因素,封闭式的切割研磨设备以减少空气的直接排放对减小整体的环境影响是至关重要的。优化当前技术的方法还包括更多的菌群组合、更高的固液比以及生物滤渣的再利用。如果考虑金属循环利用,生物法处理废旧锌锰电池环境影响能够被大大提升,因此回收利用废旧锌锰电池至关重要。
  第四,在中国,铅酸电池属于危险固废,按照危险固废的管理规定回收利用,本论文着重分析了废旧便携式电池的管理对策,本文采用文献梳理法和访谈法分析了欧洲发达国家的废旧便携式电池处理情况和回收管理经验。欧洲发达国家电池回收成功的因素包括基于生产者责任延伸制度(Extended ProducerResponsibility,EPR)原则的废旧电池管理政策的制定,电池回收种类范围的扩大,生产者责任组织(Producer Responsibility Organization,PRO)专门负责管理的实践,多渠道的回收方式,完善的循环利用技术,多渠道的信息宣传方式等。EPR原则是欧洲国家管理废旧电池的基本原则,而在我国EPR原则还局限于废旧电子电器的管理,管理的中心问题为非正规循环再生企业的存在,分担责任制的押金返还制度和非正规回收商和正规循环再生企业结合的制度都可以解决上述问题。综合中国废旧电池的回收现状、民众意识,发达国家废旧电池管理经验分析,中国可以采用基于EPR制度的废旧电池的回收管理对策,在押金返还制度的运用下,配合多渠道的回收方法,可以作为中国未来废旧家用电池回收利用的管理模式,地理上合理分布的足够多的回收点和多渠道的信息宣传方式可以极大的促进废旧家用电池的回收,废旧电池的循环利用技术的发展是完成废旧电池闭环管理的重要保障。
  本论文从中国废旧电池的管理现状、环境影响、利用方式和管理对策等方面进行了研究。对中国居民废旧便携式电池回收处理的行为态度进行了调查研究,为废旧便携式电池回收政策的制定提供了数据支撑;对中国目前废旧锌锰电池对中国典型土壤的环境影响进行了分析,探究了废旧锌锰电池对土壤和地下水的危害,为中国废旧锌锰电池的回收处理的全面评价和政策制定提供了数据支撑;分析了不同方法处理废旧锌锰电池的利弊并重点分析了生物淋滤法处理废旧锌锰电池的环境表现,并针对性的提出了提升其环境表现的意见,为优化生物淋滤方法提供了建议;提出了适合中国废旧便携式电池回收的政策模型并分析了其运行机制,为我国废旧便携式电池和小型废旧电子电器的管理提供了政策依据。
[硕士论文] 刘仁杰
环境科学与工程 青岛科技大学 2016(学位年度)
摘要:电子废弃物中除了含有铅、汞、铬等重金属污染物外,还含有金、银、铂等贵金属资源。因此电子废弃物中金的回收具有重要的理论和应用价值,不仅可以减少环境压力,而且还可以弥补资源的短缺。
  本文采取的是利用微生物提取典型电子废弃物(废弃线路板)中的金,是一种环境友好型的浸出方法。首先通过培养紫色色杆菌,了解其生长代谢规律,并驯化得到了能够适应pH范围7-11的紫色色杆菌。在紫色色杆菌的产氰阶段,通过通氧气前后对比、添加营养盐前后对比以及调节pH对比得到了产氰量的最佳条件。在最佳产氰量条件下进行金的浸出实验,通过对比预处理前后、不同的粉末添加量以及浸金阶段不同的pH条件下的金的浸出率,获得了最佳的浸金条件。
  通过实验可知,预处理后金的含量从预处理前的0.082mg/g提升到了0.188mg/g,且在浸金时金的浸出率也由20.49%提高到了31.84%;在通入氧气后产氰量大大提升,从几乎为零上升到了36mg/L;金属离子及营养盐的加入可以大大提高紫色色杆菌的产氰量,在添加4.0×10-3mol/L的MgSO4和1.0×10-2mol/L的K2HPO4时,产氰量由36mg/L提高到了59mg/L;pH在7-9时,产氰量随着pH的升高而增加,但是pH>9后,产氰量开始下降;金的浸出率随粉末添加量的添加而减少,在浸金阶段调节pH对金的浸出率影响较大,当调节pH为10.5时,金的浸出率达到了最大值68.14%。综合产氰阶段和浸金阶段影响因素,紫色色杆菌浸金时的最佳条件为:产氰阶段通氧气,添加4.0×10-3mol/L的MgSO4和1.0×10-2mol/L的K2HPO4,pH调节为9.0;浸金阶段pH调节为10.5,粉末添加量为0.5g,且需要对粉末进行预处理。
  紫色色杆菌浸金不仅具有良好的环境效益,而且通过经济效益分析得到处理1t废弃线路板可获得1452元的收益。
[硕士论文] 王永乐
环境工程 东华大学 2016(学位年度)
摘要:近年来随着科技的进步以及电子产业的发展,加快了电子产品的更新换代速度,由此产生的电子废弃物越来越多。印刷电路板是各类电子产品的重要组成部分,且其普遍含有金、银、钯等贵金属,具有很高的回收利用价值,但是贵金属在印刷电路板中存在量较低,因此废电路板的预处理方法以及分析测定废弃电路板中贵金属元素都具有十分重要的意义。虽然电路板的湿法预处理方法和ICP联用测定贵金属技术已较为成熟,但是关于电路板整套的处理方法鲜有报道。因此本实验拟探索一种适用于电子废弃物中贵金属元素含量的准确测试方法,通过采样、预处理、分离富集、正交试验、评价不确定度等措施,并通过加标回收以及与不同检测仪器的对比分析以验证方法的可靠性。
  首先对印刷电路板进行物理前处理,加热脱焊后,人工拆解和分选,然后将分选出来的不同电子元件采用粉碎机破碎,破碎后的样品经国家标准筛网处理作为实验材料。(1)采样方法的对比:经四分法和直接取样法得到的样品消解之后,由分析测定结果确定通过四分法取样的样品测定贵金属的含量相对较高。(2)不同电子元件和不同粒径的样品贵金属含量的差异:选取芯片、插槽和基板破碎之后的样品作为实验材料,分别取30目—150目粒径的样品,经消解后,测定芯片的中金元素含量明显高于插槽和基板中的,而且三种电子元件在取100目样品时,测定的贵金属含量达到最大值。
  其次对印刷电路板采用湿法冶金的化学前处理方法,本实验选取王水—氢氟酸体系、硫代硫酸钠法、碘化钾法三种消解工艺,设计正交试验,测试结果表明(1)王水用量25ml,氢氟酸用量7ml,双氧水用量3ml,反应温度160℃,消解时间2.5h为浸取金的最佳实验条件。(2)S2O32-的浓度为0.4mol/L,CuSO4的浓度为0.2mol/L,氨水浓度为0.4mol/L,反应温度为80℃,反应时间4h为溶解金的最佳实验条件。(3)选择固液比1:8,碘化钾浓度0.2mol/L,次氯酸钠浓度8mol/L,反应温度50℃,为浸出金的最佳实验条件。对比三种工艺在金、钯的最佳浸取条件下,其中经王水加氢氟酸以及双氧水组合的工艺浸取效果较好,其测定金、钯含量分别为2.87g/kg和8.34 g/kg,故选择王水组合浸取工艺溶解电路板基板。
  在测定分析方面,通过精密度和加标回收实验,计算两种分析测定仪器的相对标准偏差分别是RSDICP<3.4%、RSDAAS<3.6%,回收率为96.5—102.6%和97.1—101.2%,说明两种方法准确度较高,而且重现性好,满足分析测定的要求。本实验中主要采用ICP-AES法进行元素测定,选用ICP-AES法测定的数据。
  文章最后对ICP-AES法测定印刷电路板基板中金含量进行不确定度评定,计算结果显示扩展不确定度为0.16g/kg,查阅相关文献可知,即用ICP-AES测定分析金含量结果准确度较高,值得参考。
[硕士论文] 张凯
管理科学与工程 中国矿业大学 2016(学位年度)
摘要:随着我国经济社会的快速发展,群众的生活水平迅速提高,我国随之成为世界上电器电子产品生产、消费及废弃大国,但由于我国尚未构建起有效的废旧电器电子产品的回收再制造网络,绝大部分废弃电气电子产品都不能够得到有效的回收再利用,这给我们的环境造成了严重的污染。
  十八届五中全会提出了创新、协调、绿色和开放以及共享的五大发展理念。因此,本文就电器电子产品的回收再制造,构建了三个闭环供应链模型,综合运用逆向归纳法、博弈论、比较分析法及MATLAB模拟等方法,研究之后发现以下几点结论:(1)在制造商主导闭环供应链且制造商负责回收时,政府采取奖惩机制能够降低新产品的批发价、零售价从而使得零售商和消费者都能够受益,同时能够提高废旧电器电子产品的回收率和制造商、零售商的利润。同时,政府应该只针对制造商实施奖惩机制,这样在政府给予相同的奖惩力度时能够获得更低的产品批发价、零售价和更高的回收率,并且制造商和零售商的利润都更高,能够使得制造商、零售商和消费者都从中受益;(2)在制造商主导闭环供应链,制造商通过网络平台将新产品直销给消费者且第三方回收商进行回收活动时,政府实施奖惩机制能够降低产品零售价使得消费者受益并提高废旧电器电子产品的回收率。同时,政府应该采取只针对回收商实施奖惩机制的措施,这样能够使得闭环供应链的主导者制造商获得比其他两种奖惩机制下更高的利润和利润增长,从而使其有积极性参与回收活动,同时回收商也有利可图;(3)在零售商主导闭环供应链时,且第三方回收商进行回收活动时,政府实施奖惩机制能够降低产品批发价和零售价从而使得零售商和消费者都能够受益,同时能够提高废旧电器电子产品的回收率和零售商的利润。同时,政府应该采取只针对回收商实施奖惩机制,此时零售商能够获得最低的产品批发价、制造商能够以最低的回收价回收废旧电器电子产品、闭环供应链的回收率也是最高的,同时制造商、零售商和回收商均能够获得最高的利润,并且都随着政府给予的奖惩力度的增大而增大。
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