废覆铜板分选残渣生物脱毒工艺优化及机理

废覆铜板分选残渣量大,残留铜质量分数约为1%,潜在利用价值高.为了获得废覆铜板分选残渣生物浸出脱毒工艺最优条件及探明其生物浸出相关机理,首先采用Box-Behnken响应曲面法设计三因素(参数因子包括初始pH值、固形物含量和Fe浓度;响应值为铜浸出率)三水平共计17个实验的优化实验方案.响应面多项回归拟合分析指出:铜浸出率回归模型与实际试验拟合性较好,实验误差较小,对废覆铜板分选残渣中铜生物浸出过程优化具有一定参考性.在最优化条件下(初始pH值为1.65、废覆铜板分选残渣投加量300 g·L^(-1)和Fe^(2+)质量浓度为6.13 g·L^(-1))经过4 h生物浸出获得(92.2±0.27)%的铜浸出率.其次,废覆铜板残渣生物浸出脱毒放大改进实验中(100 L搅拌槽):增加曝气和搅拌,同时外加酸调控体系pH值<2.5,延长浸出至6 h,铜最大浸出率>98%,浸出渣中铜残留质量分数≤0.02%.未反应缩核动力学模型显示残渣中铜生物浸出过程受界面传质和固体膜层内扩散混合控制.综上所述,废覆铜板分选残渣中的铜主要通过Fe^(3+)氧化和H^(+)攻击溶出;嗜酸氧化亚铁微生物持续氧化Fe^(2+)→Fe^(3+),不仅降低了总铁消耗量,也促进了残渣中铜的释放.研究结果将为废旧电子电器绿色资源化再生利用提供理论支撑.

嗜酸铁氧化富集物高效浸提废覆铜板分选残渣中的铜

利用生物浸出的方法实现废覆铜板分选渣中残留铜的资源化，主要研究Fe^2＋物质添加量、浸出时间、初始pH和渣投加量（固形物含量）等因素对不同来源废覆铜板渣中铜生物浸出的影响。结果表明：生物浸出铜过程中无需额外再添加Fe^2＋能源物质且能够短时间内（≤5h）快速高效浸出不同来源分选残渣中的铜；初始pH和渣投加量对废覆铜板渣中铜浸出产生显著影响。优化结果表明：控制初始pH≤2．2，渣投加量20％～30％，无额外添加酸和Fe^2＋，两种分选残渣生物浸出5h后，铜浸出率可达95％以上。

微生物浸出废覆铜板中金属铜的研究概况

介绍了废覆铜板的特点,比较了几种主要的资源化工艺,概述了微生物浸出法回收废覆铜板中金属铜的研究现状,包括微生物种类、生化机理、影响因素、反应器、后续工艺等,展望了该技术的发展方向和应用前景。

废弃FR4环氧树脂覆铜板热解特性及固体残余物组成

采用TG（热重分析仪）和自制小尺度管式炉热解试验台架装置分别探讨了电子废弃物FR4环氧树脂玻璃纤维覆铜板在纯N2气氛中,以10 K/min升温速率加热到800℃的热解特性及在不同热解终温、停留时间下的固体残余物质量分布规律;采用SEM（扫描电子显微镜）分别对2种热解终温（450℃、550℃）下热解后玻璃纤维布进行微观形貌表征。TG热解结果表明,试样在N2气氛下热分解反应主要集中在第1阶段（300～400℃）,失重量占总失重量65.55%,500℃后热解残余率趋于不变;管式炉热解结果及残余物表观微观形貌表明,热解温度和停留时间对玻璃纤维析出产率影响较大,而对铜析出产率几乎没有影响。当热解温度为550℃且停留时间保持10min时,废弃FR4环氧树脂玻璃纤维覆铜板可充分热解,玻璃纤维层间的环氧树脂系胶结剂已分解完毕,热解残余率达到最低值且玻璃纤维布自身未见明显变化。研究表明,通过热解焚烧技术电子废弃物资源具有规模化再利用的可能性。

电子废弃物理化性质研究

通过实验研究了印刷线路板和覆铜板厚度、热值及含水率等理化性质,并对其中的金、铜等贵金属含量进行了测定。结果显示,PCB和CCL的厚度分别是0.108 cm和0.054 cm;PCB和CCL的高位定容弹筒发热量分别为8 310 J/g和9 320 J/g;PCB和CCL的含水率分别为接近1.3%和接近0.8%;PCB和CCL中的铜质量分数分别达到30%和50%;PCB中的金质量浓度为24.86 mg/kg。

利用表面改性覆铜板非金属残渣制备人造板材

将质量分数70%的经KH570硅烷偶联剂和苯乙烯表面改性处理的覆铜板非金属残渣与30%的粘合剂(由99.25%的不饱和聚酯固化剂、0.25%的过氧化甲乙酮固化剂和0.50%的异辛酸钴促进剂组成)搅拌均匀后,通过真空振压成型并固化、抛光,得到厚度为12 mm的人造板材。通过红外光谱分析、扫描电镜观察及物理性能测试,研究了表面改性对覆铜板非金属残渣制得的人造板材性能的影响。结果表明,经过表面改性处理后的覆铜板非金属残渣中的玻璃纤维与粘合剂的结合良好,可大幅提高利用其所制备的人造板材的性能。所制得板材的干燥静曲强度为25.85 MPa、弹性模量为2 542 MPa、湿静曲强度(70°C热水浸泡)为25.53 MPa、吸水厚度膨胀率为0.62%,均满足GB/T 11718–2009标准对高湿度状态下使用的普通型中密度纤维板的要求。70°C热水浸泡后的静曲强度降低较小且吸水厚度膨胀率也较小,说明所制得板材具有高耐水性,克服了目前木质人造板材普遍不耐水的缺点。

覆铜板废边角料熔炼渣熔化温度研究

覆铜板废边角料是一种具有明显“高硼低铁”特征的电子废料,为使覆铜板废边角料冶炼过程中具有合适的熔化温度,采用化学试剂配置合成了17组“高硼低铁”渣,利用RDS-2010型智能测试仪通过半球熔点法测定其熔点。对所测得数据进行了多元非线性回归分析,得到了熔化温度与熔炼渣化学组成之间的数学表达式,基于回归方程考察了FeO含量(w(Feo))、Fe3O4含量(w(Fe3O4))、Al2O3含量(w(Al2O3))、B2O3含量(w(B2O3))及钙硅比(m(Cao)/m(SiO2))单一组分变化对熔炼渣熔点的影响规律。结果表明,回归方程预测值与实际值吻合度较高;熔化温度在熔渣组成成分范围内低于1100℃,具有良好的冶炼性能;熔渣的熔化温度随着w(Fe3O4)、w(Al2O3)的增加而升高,随着w(Feo)、w(B2O3)、m(Cao)/m(SiO2)的增加而下降。研究结果为电子废料的绿色回收提供数据支持。

废覆铜板浸出残渣无害化中和处理研究

废覆铜板生物浸出渣偏酸性,占用大量土地,危害环境,因而该类生物浸出渣排放或者资源再利用前需进行渣中和、无害化处理。本研究分别选用CaCO_(3)和Ca(OH)_(2)作为中和处理材料,考察H_(2)O_(2)预处理和两级中和处理对生物浸出渣中和无害化处理的影响。结果表明:(1)增加双氧水预处理过程,不仅减少了CaCO_(3)用量,而且有利于提高中和渣的过滤处理;CaCO_(3)两级中和处理,有利于浸出渣的稳定性。(2)与CaCO_(3)中和处理过程相比,Ca(OH)_(2)中和生物浸出渣反应速率快,中和剂使用量小,获得的中和渣过滤性及稳定性均较好。(3)经过中和处理后,浸出渣浸出毒性显著低于生活垃圾填埋场污染控制标准。本研究结果可为废旧电子电器无害化处理提供理论支持,同时对保护环境,减轻环境压力具有一定的现实意义。

废覆铜板中金属铜回收处理概述

废覆铜板是电子产品和加工制造线路板产生的废弃物,产量巨大。废覆铜板危害性大,同时金属含量高,如何建立绿色回收技术,成为国内外学者们研究的热点和难点。目前废覆铜板的处理方式包括机械法、低温热解法、火法冶炼法、侧吹浸没燃烧熔炼工艺、湿法冶金法和生物法等。在众多方法中,生物法可以达到无害化、资源化利用的目的,具有广泛的市场推广前景,并可产生巨大的经济和社会效益。对废覆铜板进行资源化综合利用,可以弥补我国有色金属矿产资源不足的缺憾,同时为我国总体实现“碳达峰、碳中和”目标贡献有色金属行业的力量。

利用覆铜板残渣制备板材研究

通过扫描电镜分析、吸水率和弯曲强度测试等研究了利用覆铜板残渣制得的人造板材的性能。结果表明:覆铜板残渣颗粒粒径较小,松装密度为600 kg/m3,残渣中含有大量表面较为完整的玻璃纤维,长度为20~100μm。将质量分数70%的经1%的偶联剂和1%的苯乙烯表面改性处理的覆铜板残渣与质量分数30%的粘合剂混合搅拌均匀后,经真空振压成型固化后,可制得弯曲强度超过25 MPa的耐水性良好的人造板材。