离子液体电动技术法回收WPCBs中Cu的研究

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电子信息产业的高速发展与电子产品的更新换代,产生了大量的电子废弃物。作为电子工业的基础元件,印刷线路板广泛地应用于各种电子电器设备中。随着大量废弃电子电器产品的产生,废弃印刷线路板的数量也急剧增加。废弃印刷线路板中有价组分的高回收价值与有毒有害物质的潜在危害性使得对其进行资源化回收具有十分重要的意义。  本文以废弃电脑印刷线路板为研究对象,针对其中Cu含量高且极具回收价值以及离子液体的环境友好性,提出采用离子液体电动技术法资源化回收废弃印刷线路板中的Cu,获得的主要研究结果如下:  1.以废弃印刷线路板为原料,对其进行剪切、剪切式破碎和筛分等机械预处理,采用微波消解确定不同粒级中主要金属的含量。研究结果表明:废弃印刷线路板中Cu的含量随粒径的增大而增大。当废弃印刷线路板的粒径为0.50-1.0mm时,Cu的含量最高,为20.4%。  2.采用离子液体(1-丁基-3-甲基-咪唑硫酸氢盐([bmim]HSO4)湿法浸出废弃印刷线路板中的Cu,同时分析了离子液体浸Cu的动力学过程。研究WPCBs粒径、离子液体浓度、H2O2用量、固液比、浸出时间和温度对Cu浸出率的影响。研究结果表明:在最佳实验条件下,Cu的浸出率达99.9%;离子液体浸Cu动力学过程表明:离子液体浸出废弃印刷线路板中Cu的反应符合未反应收缩核模型,反应控制步骤为固膜扩散控制,反应活化能为25.4kJ/mol。  3.电动力学过程中,采用离子液体为辅助试剂对废弃印刷线路板中的Cu进行回收,直接制备得到Cu粉。研究了WPCBs投加量、离子液体浓度、电流密度、电动力学时间以及H2O2用量对Cu回收率的影响。研究结果表明:在离子液体电动力学技术法回收废弃印刷线路板中Cu的过程中,Cu大多在阴极区回收,说明在反应过程中,Cu是以阳离子物种形式存在于电动力学体系中。此外,电动力学时间是影响Cu回收率的最显著因素。在优化的电动力学条件下,Cu在各区域的总回收率达84.6%。
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