文摘

这项研究的目的是回收金属铜和铅从废弃印刷电路板(pcb)。电解沉积方法是发现一个有效的回收过程从印刷电路板回收金属铜和铅废料。为了简化流程和负担得起的设备,采用一个简单的氨化亚浸出操作方法。选择的多氯联苯被焚烧成细灰粉在500°C在热解反应器1小时。然后,细灰粉受到酸浸过程恢复金属与酸碱浓度等不同条件下,电极组合,浸出时间。0.1米的相对电解液硝酸铅为硫酸铅和0.1铜铜用于从多氯联苯在室温中提取金属。铅和铜的量提取过程是由一个原子吸收分光光度计,结果分别为73.29%和82.17%,分别。此外,金属的复苏的最佳条件是由使用RSM软件决定。结果表明,铅和铜回收率分别为78.25%和89.1%的比例应该是4小时10 / dm²。

1。介绍

回收电子垃圾是一个重要的主题不仅从废物处理,而且从经济复苏方面有价值的材料1- - - - - -4]。在电子垃圾的资源中,金属贡献超过95%的材料市场价值。因此,贵重金属的回收电子垃圾处理的内在动机。在过去的几十年中,许多从电子垃圾回收贵重金属的技术已经开发出来,如重力分离、磁分离和静电分离(5)的合成CuCl电子垃圾,多氯联苯与有机溶剂的分离方法(6,7),氰化物和noncyanide浸出剂浸出方法,过硫酸铵浸出bioleaching方法(8- - - - - -10),或这些方法的组合。在这些方法中,湿法冶金的方法更准确,可预测的,可控的11]。因此,湿法冶金的技术中最活跃的研究有价值的金属回收电子垃圾在过去的二十年。然而,传统的湿法冶金的方法是酸依赖,费时和低效的同时回收贵金属。值得注意的是,大量的腐蚀性或有毒试剂,如王水、硝酸、氰化物和卤化物,消耗,生产大量的有毒和腐蚀性气体或解决方案12,13]。因此,有必要寻求一个更环保的方法贵重金属的回收电子垃圾。湿法冶金的方法用于升级和细化阶段的循环链14- - - - - -16]。在本研究文章中,铅和铜金属的回收电子垃圾被广泛研究。多氯联苯是转换成细灰粉和金属的恢复进行电解沉积过程。实验结果确定通过EDS和原子吸收光谱法,分别。此外,实验结果验证了通过RSM软件在不同的参数,如酸碱浓度,电极组合,浸出时间17- - - - - -22]。

2。材料和方法

2.1。材料

从各种来源收集计算机多氯联苯的恢复金属。收集到的多氯联苯,使用辊式破碎机和锤式粉碎机粉。被多氯联苯是体现通过热解避免副反应与电解质溶液浸出过程。热解反应器的最佳条件是500°C的大气压力1 h,环氧树脂和聚合物volatized温度小于500°C。volatized内容分别是冷凝和收集。灰分离获得的材料出现在亚铁磁性分离器。

2.2。电解沉积过程

细灰粉是用王水溶液(盐酸3:1的比例和HNO₃在焚烧室为了避免有毒气体的解放。然后沉淀盐从浸出被EDS分析来确定获得的复合金属盐(图中1)。电解沉积设置由浴安排和放大器组成。阳极和阴极的浴室有两个槽固定电极与放大器,放大器和电流密度变化的(图2)。

2.3。提取工艺的铅

约25克焚烧细灰添加到酸浴接着氨化亚的电解质溶液中。电流密度是设置为1到10 (A / dm²)。解决方案是定期激动得到一个有效的电沉积:

操作规定的时间后,纯铅沉积在阴极。沉积的元素被取消,存储在一个气密的容器。EDS的恢复导致量化方法。废酸剩下泥过滤在pH值6 - 10是存储在一个玻璃容器进行进一步的治疗。

2.4。提取工艺的铜

约25克焚烧细灰添加到酸浴接着氨化亚的电解质溶液中。电流密度是设置为1到10 (A / dm²)。解决方案是定期激动得到一个有效的电沉积。操作规定的时间后,纯铜(铜)沉积在阴极和不纯铜(亚铜离子)在阳极沉积。沉积的元素被取消,存储在一个气密的容器。回收铜EDS的量化方法。废酸剩下泥浆(nonleached元素)是过滤(ph值- 8.4)和存储在一个玻璃容器(图进行进一步的治疗3):

电沉积是中和的废液收集6.9按标准的安全处理。此外,在解决方案中的任何金属的存在由傅里叶变换红外光谱分析。结果(图4)表明,金属痕迹被发现没有确认所有金属从灰烬沉积在电极中恢复过来。

3所示。结果与讨论

3.1。RSM铅

响应面方法(RSM)是一个统计建模技术用于使用定量数据多元回归分析获得设计实验来解决多变量方程(表1)。响应表面可以作为三维可视化情节,表现出响应的函数两个因素,同时保持其他因素不变。在这个情节之上,红色区域对应的提取比例高于85%,黄色区域显示60 - 70%,铅的蓝区确认低于40%提取数据5和5(一个))。RSM数据的回归方程对铅是阴谋

模型编码的函数系数可以用来预测在给定限制每个参数的响应。这里,最大限度的工艺参数(因素)称为(编码)+ 1和最小限制条款(编码)−1。modifed方程或编码的方程是非常有用的为了找到比较系数相关的工艺参数的影响因素。最后方程的实际因素

方程(4)的工艺参数可以用来预测的反应提供了每个参数(表的水平2)。每个参数的方程中,原单位应考虑为每个水平。为了评估每个因素的对比效果,上述方程不应被视为自平衡系数是拥抱每个参数的单位。同时,在设计空间中心拦截不下降。

3.2。方差分析(方差分析)

方差分析是用来确定过程变量的显著影响电流效率(表3)随着系数编码。平方和是发现类型III-partial源自于方差分析二次模型。该模型值为4.43意味着模型具有重要意义。3.12%的最小值是可能的由于噪声值。值小于0.0500表明模型方面意义重大。在这种情况下,一个²模型方面非常重要。值大于0.1000表示模型条款并不重要。如果有许多微不足道的模型条件(不包括那些需要支持层次),减少模型可以改善模型。缺乏合适的值为63.27意味着缺乏健康具有重要意义。只有0.08%的机会缺乏价值可能很大,可能是由于噪音。系数代表预期的变化响应单位的变化因素值,当所有其他因素不变。正交设计的拦截所有运行的总体平均响应。在平均因子系数调整设置。因素正交时,方差膨胀因子(vif) 1;vif大于1表明multicolinearity;VIF越高,越严重的相关性因素。作为一个粗略的规则,vif不到10都可以忍受。因此,从获得的数据(表4),领导发现的VIF值可以忍受的。

3.3。模型方面

1的标准偏差,计算使用响应类型执行“连续”,和参数Δ= 2σ= 1。能力评估/−1 + 1编码因素空间。从表(5),标准错误应该平衡的设计相似。VIF的理想值应该是1,VIF高于10令人担忧,但是和VIF超过100报警的原因,表明系数差估计由于multicolinearity,理想的地方R我²是0.0。高R我²意味着术语是彼此相关的,可能是蹩脚的模型。如果设计有多重线性约束,那么multicolinearity将在更大程度上存在。vif和膨胀R我²,使这些数据不会表现良好。因此,可以用FDS。权力是一个不合适的工具来评估响应面设计。使用在这个程序中通过提供prediction-based指标的设计空间(FDS)统计数据。

3.4。符合统计数据

一个消极的预测R²意味着整体的意思可能是一个更好的响应比当前模型的预测。在某些情况下,一个高阶模型也可能预测更好。Adeq。精密测量信号噪声比。比大于4是可取的。5.915的比率表明一个适当的信号。这个模型可以用来导航的设计空间。电流效率的优化图所示6。从结果可以看出69%的铅提取获得dm电流密度= 10⁻²溶剂比例= 5:2,电解时间= 4小时(数据7和8)。回归系数的意义进行了分析使用p以及和t以及。的值是用来检查变量之间的相互作用的影响。更大的大小t值和较小的大小值对应的系数而言非常重要。电流效率和相应的系数t和值如表所示6。最后,交互项的系数当前density-electrolysis时间具有重要意义与当前density-solvent比率相比,和当前density-electrolysis时间。

3.5。RSM铜

RSM数据块的回归方程对铜的编码形式因素如下:

模型方程(5)作为编码的函数系数可以用来预测在给定限制每个参数的响应。这里,最大限度的工艺参数(因素)称为(编码)+ 1和最小极限称为(编码)−1。修改后的方程或编码的方程是非常有用的为了找到比较相关的工艺参数的影响因素(表的系数7)。

最后方程的实际因素

方程(5)的工艺参数可以用来预测的反应提供了每个参数的水平。每个参数的方程中,原单位应考虑为每个水平。为了评估每个因素的对比效果,上述方程不应被视为自平衡系数是拥抱每个参数的单位。此外,拦截不落在设计空间中心(表8)。在等高线图,红色区域表示提取比例在85%以上。黄色和蓝色区域显示60 - 70%和40%以下提取铜(数字9和9(一个))。

3.6。方差分析(方差分析)

方差分析是用来确定过程变量的显著影响电流效率随因素编码。平方和是发现类型III-partial源自于方差分析二次模型。该模型表中的值为155.089表明模型具有重要意义。0.01%的最小值是可能的F由于噪声值。P值小于0.0500表明模型方面意义重大。在这种情况下,A, B, C,交流,²,B²模型方面非常重要。值大于0.1000表示模型条款并不重要。如果有许多微不足道的模型条件(不包括那些需要支持层次),减少模型可以改善模型。缺乏合适的F值为零,意味着缺乏健康具有重要意义。系数代表预期的响应单位变化因素值的变化,当所有其他因素不变。正交设计的拦截所有运行的总体平均响应。在平均因子系数调整设置。因素正交时,vif是1;vif大于1表明multicolinearity;VIF越高,越严重的相关性因素。作为一个粗略的规则,vif不到10都可以忍受。因此,从获得的数据(表10),领导发现的VIF值可以忍受的。

3.7。模型方面

1电力计算标准差的使用响应类型执行“连续”,和参数Δ= 2σ= 1。能力评估/−1 + 1编码因素(表空间11)。标准错误应该平衡的设计相似。VIF的理想值应该是1,VIF以上10引起关注和VIF 100报警的原因,表明系数差估计由于multicolinearity,理想的地方R我²是0.0。高R我²意味着术语是彼此相关的,可能是蹩脚的模型。如果设计有多重线性约束,那么multicolinearity将在更大程度上存在。vif和膨胀R我²,使这些数据不会表现良好。因此,可以用FDS。权力是一个不合适的工具来评估响应面设计。使用在这个程序中通过提供prediction-based指标的设计空间(FDS)统计数据。

3.8。符合统计数据

一个预测R²意味着整体的意思可能是一个更好的响应比当前模型的预测。在某些情况下,一个高阶模型也可能预测更好。Adeq。精密测量信号噪声比。比大于4是可取的。比率为44.9表示一个适当的信号。这个模型可以用来导航的设计空间。电流效率的优化图所示10。获得最优提取69%的铜电流密度= 19 dm⁻²溶剂比例= 5:2,电解时间= 4小时(数字11和12)。回归系数的意义进行了分析使用p以及和t以及。的值是用来检查变量之间的相互作用的影响。更大的大小t值和较小的大小值对应的系数而言非常重要。电流效率和相应的系数t和p值(表所示12)。最后,在交互项系数当前density-electrolysis时间比当前重大density-solvent比例和当前density-electrolysis时间。

4所示。结论

硫酸和硝酸ammonia-lead ammonia-copper系统曾作为复苏的铅和铜的浸出剂从刮印刷电路板废物。建立了两阶段的浸出,浸出废板的第一阶段包括0.1 Pb(没有₃)₂和0.1 CuSO₄导致选择性溶解的铅和铜浸出率,分别在低量和其他金属被发现。不溶解的残留部分的含镍浸出阶段,锡,二氧化硅溶滤在各自的治疗。发现电流效率随着电流密度增加,浓度比酸浴的接触时间。因此,73.29%和82.17%的铜已经成功地从电解过程中恢复过来。也通过RSM软件预测,经济复苏的铅和铜78.25%和89.1%,分别。除了二次方程模型、方差分析模型方面,符合统计数据还测试了实验条件。

数据可用性

所有的数据用于支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者表达真诚的感谢哥印拜陀市理工学院的管理和校长,哥印拜陀- 641014,通过TEQIP-II基金资助项目。