电动力学法从废印刷线路板中回收微纳米铜粉的研究

摘要

印刷线路板是电子电器产品的基本组成部分，几乎存在于所有电子产品中。随着电子电器产品更新换代速度的加快，产生了大量的废旧印刷线路板（Waste Printed Circuit Boards，WPCBs）。WPCBs中铜等有价金属的品位远高于其精矿中金属含量，因此， WPCBs的资源化处理，尤其是在自然资源供求矛盾日益尖锐的今天，具有极其重要的资源经济效益。
　　采用电动力学法成功实现了 WPCBs金属富集体中金属与非金属的完全分离，一步直接从 WPCBs金属富集体制备得到高纯度的微米和纳米铜粉。主要研究成果如下：
　　1.电动力学法分离 WPCBs金属富集体金属与非金属的研究结果表明：当 CuSO4·5H2O浓度为30 g/L、NaCl浓度为60 g/L、H2SO4浓度为170 g/L、电流密度为80 mA/cm2、WPCBs添加量为30 g/L、电解时间为4 h时，金属的分离率达到95.56％，其中 Cu的回收率和电流效率分别为94.45%和56.91%， Al、Cr、Fe、Pb、Sn和 Zn的回收率分别为19%、43.33%、99.24%、66.55%、95.55%和68.68%。表明电动力学法可以有效的分离 WPCBs金属富集体中的金属与非金属。
　　2. WPCBs金属富集体电动力学法制备微米铜粉的研究表明：当PVP为30 g/L、油酸为6 mL/L、H2SO4为150 g/L、电流密度为120 mA/cm2、电解时间为4 h时，回收所得铜粉 D50为7.142μm，纯度高达99.3%。此条件下得到的阴极铜粉的整体结构为枝晶状，枝晶表面为棒状和球状，这为铜粉的定向生长提供了可能性。
　　3.从 WPCBs金属富集体电动力学法回收纳米铜粉的研究表明：当 PVP浓度为6 g/L时，电动力学法可以一步直接从 WPCBs金属富集体中回收球状纳米铜粉，平均粒径为489.7 nm，纯度高达99.53%；使用[BSO3HMIm]HSO4作为添加剂，[BSO3HMIm]HSO4浓度为40%时，回收所得纳米铜粉枝状，平均粒径为544.2 nm，纯度为96.75%。PVP通过其内酰胺基团吸附在纳米铜颗粒表面，而[BSO3HMIm]HSO4因其较低的表面张力和介质形成的延长“氢键”，控制纳米颗粒的形貌和粒径。

目录

声明

1 绪论

1.1 电子废弃物简介

1.2 WPCBs的概述

1.3 WPCBs资源化处理技术

1.4 超细铜粉

1.5 电动力学处理技术

1.6 课题研究的意义与主要内容

2 实验材料与方法

2.1 实验材料和试剂

2.2 实验设备与仪器

2.3 WPCBs金属富集体中金属含量分析

2.4 WPCBs金属富集体 EK法分离金属与非金属的研究

2.5 电动力学法从 WPCBs金属富集体中回收微米铜粉的研究

2.6 电动力学法从 WPCBs金属富集体中回收纳米铜粉的研究

3 电动力学法对WPCBs金属富集体中金属与非金属的分离

3.1 引言

3.2 结果与讨论

3.3 本章小结

4 电动力学法从WPCBs金属富集体中回收微米铜粉

4.1 引言

4.2 结果与讨论

4.3 本章小结

5 电动力学法从 WPCBs金属富集体中回收纳米铜粉

5.1 引言

5.2 结果与讨论

5.3 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的与学位论文内容相关的学术论文及研究成果