破碎废旧电路板混合颗粒物料风力—高压静电复合分选特性与优化设计

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电子废弃物(Waste Electrical and Electronic Equipment,WEEE)是已不再对其拥有者有任何价值的多种形式的电子电器设备的总称,同时也是一种潜在的宝贵资源。废旧电路板(Waste Printed Circuit Board,WPCBs)作为电子信息工业的基础,是电子废弃物中非常具有代表性的一类,它含有高品位的贵金属及具有回收意义的可再生材料,具有很高的资源价值。虽然高压静电分选技术(CES)可以有效实现破碎废旧电路板中金属和非金属的物理分离,但依然面临一些亟待解决的问题:破碎过程中产生的大量超细非金属粉及过量非金属会严重影响静电分选过程。因此,本研究提出利用风力分选设备(ACS)作为高压静电分选的预处理设备,组成风力-高压静电复合分选系统,来克服传统高压静电分选存在的一些局限性。本文在风力-高压静电复合分选系统的前期基础研究上,利用理论研究结合实验验证,对风力分选工艺系统因素的影响机理进行了深入的研究。使用统计学方法分析了风力分选工艺的系统因素与响应值之间的关系,利用因子设计方法及响应曲面建立起两者之间的二阶非线性数学模型。在实验室水平下发现并确定了α=45°,L=3cm,f=40Hz,S=15cm为风力分选工艺最优化参数设置,即蝶阀进气口风量(Q0)为0.0131 m3/s,底部入口风量(Q1)为0.0099m3/s时风力分选最大可能去除非金属物料,运行负荷适中,达到理想的预处理效果。同时通过研究不同物料在风力分选工艺过程中的特性,探究了超细非金属粉(d≤0.15mm)、大粒径非金属物料(d>0.8mm)及不同金属含量混合物料对风力分选过程的影响。发现风力分选预处理可使高压静电分选设备的进料金属含量大于30wt%甚至达到80wt%,高于破碎废弃电路板中的实际金属含量(25wt%),进料超细非金属粉重量占非金属比例小于25wt%。最后通过与传统单辊高压静电分选设备的对比实验发现,风力-高压静电复合分选系统金属回收率(Ef)可保持在90%以上,中间产物量(MPf)小于4wt%。较之传统高压静电分选,金属回收率提高率(G)可达5%-70%,中间产物量的减量率(MPd)可达20%-60%。风力分选设备作为高压静电分选的预处理,通过控制高压静电分选设备的进料金属与超细非金属粉含量,在很大程度上解决了传统高压静电分选存在的问题,扩大了分选系统处理对象的涵盖面,保证运行稳定性及分选效率,使复合分选系统在工业生产中更具优势,是一项成功的处理破碎电路板的新技术。
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