废弃线路板中玻璃纤维树脂与电子陶瓷粉浮选分离研究

摘要

尽管电子废弃物对生态环境和人类健康造成了严重的威胁，但其亦含有大量金属、稀贵金属和电子陶瓷以及玻璃纤维树脂等组分，因此研发一套全值化清洁回收技术具有环境和资源的双重意义。电子废弃物中金属和非金属因比重差异可通过重选分离，非金属组分中电子陶瓷与玻璃纤维树脂根据表面亲水疏水性能差异可通过浮选法实现分离。
　　 本论文主要进行了捕收剂试验，并研究了试样-蒸馏水、试样-捕收剂、试样-气泡以及捕收剂-水界面之间的相互作用自由能以及相互作用力，阐述了捕收剂与试样作用机理。
　　 纯试样试验结果表明，玻璃纤维树脂自然可浮性较好，而电子陶瓷粉自然可浮性差。矿浆pH值对试样可浮性影响较小，中性或弱碱性条件下，试样可浮性最佳。捕收剂煤油对玻璃纤维树脂和电子陶瓷粉捕收能力最强，机油、柴油捕收能力较弱。
　　 捕收剂与蒸馏水之间的相互作用表明，三种捕收剂与蒸馏水之间均存在范德华吸引力和疏水引力，其中起主导作用的是疏水引力。捕收剂在水中的分散程度取决于疏水引力的大小。
　　 试样与蒸馏水相互作用表明，玻璃纤维树脂和电子陶瓷粉表面均存在水化膜。相比电子陶瓷粉-蒸馏水之间的疏水引力，玻璃纤维树脂-蒸馏水之间的疏水引力较小，因此其表面水化膜较薄。
　　 水溶液中，试样与气泡相互作用表明，玻璃纤维树脂-气泡之间存在很强的疏水引力。此外，试样表面的亲水-疏水指数结果显示，玻璃纤维树脂表面呈疏水性，而电子陶瓷粉表面具有较强的亲水性，与纯试样自然可浮性试验结论一致。
　　 试样与捕收剂相互作用表明，玻璃纤维树脂和电子陶瓷粉与捕收剂之间存在范德华引力和疏水引力，其中疏水引力起主导作用。玻璃纤维树脂-捕收剂之间路易斯酸碱相互作用自由能显著地大于电子陶瓷粉-捕收剂之间路易斯酸碱相互作用自由能，说明捕收剂在玻璃纤维树脂表面的吸附较强。此外，两试样与捕收剂之间疏水引力差异越大，越有利于浮选分离。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 废弃线路板概况

1．1．1 废弃线路板组成

1．1．2 废弃线路板分类

1．1．3 废弃线路板性质特点

1．2 国内外废弃线路板回收处理相应政策及技术

1．2．1 国内电子垃圾管理法律法规

1．2．2 国外电子垃圾管理法律法规

1．2．3 废弃线路板中金属回收处理技术

1．2．4 废弃线路板中非金属组分回收技术

1．3 课题的提出背景

1．4 课题研究的意义及创新点

第二章 试验试样、设备、药剂及研究方法

2．1 试样制备

2．2 试验仪器

2．3试验药剂

2．4 试验研究方法

2．4．1 纯试样试验

2．4．2 捕收剂膜表面制备

2．4．3 接触角测定

2．4．4 表面能的计算

2．4．5 界面相互作用自由能的计算

2．4．6 界面相互作用自由能与作用距离关系

第三章 玻璃纤维树脂与电子陶瓷粉的浮选行为研究

3．1 试样自然可浮性

3．2 捕收剂对试样可浮性的影响

3．2．1 柴油对试样可浮性的影响

3．2．2 煤油对试样可浮性的影响

3．2．3 机油对试样可浮性的影响

3．3 本章小结

第四章 浮选体系中物质表面能和界面相互作用

4．1 玻璃纤维树脂和电子陶瓷粉的表面能

4．2 捕收剂柴油、机油、煤油的表面能

4．3 浮选体系中的捕收剂与蒸馏水之间的相互作用

4．3．1 捕收剂与蒸馏水之间的相互作用自由能

4．3．2 捕收剂与蒸馏水之间的相互作用势能曲线

4．4 浮选体系中的试样-蒸馏水之间的相互作用

4．4．1 玻璃纤维树脂与蒸馏水之间的界面相互作用

4．4．2 电子陶瓷粉与蒸馏水之间的界面相互作用

4．5 浮选体系中的试样-气泡之间的相互作用

4．5．1 玻璃纤维树脂与气泡之间的相互作用

4．5．2 电子陶瓷粉与气泡之间的相互作用

4．5．3 试样表面吸附了捕收剂后与气泡之间的相互作用

4．6 试样表面的亲水-疏水指数

4．7 本章小结

第五章 浮选体系中试样与捕收剂相互作用

5．1 玻璃纤维树脂与捕收剂的相互作用

5．1．1 玻璃纤维树脂与捕收剂之间的相互作用自由能

5．1．2 玻璃纤维树脂与捕收剂之间的相互作用势能曲线

5．2 电子陶瓷粉与捕收剂的相互作用

5．2．1 电子陶瓷粉与捕收剂之间的相互作用自由能

5．2．2 电子陶瓷粉与捕收剂之间的相互作用势能曲线

5．3 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间主要研究成果