Download miễn phí Luận văn Nghiên cứu qui trình công nghệ xử lý, thu hồi Cu từ bản mạch điện tử thải bỏ
MỞ ĐẦU 3
Chương 1: TỔNG QUAN 4
1.1 Giới thiệu chung về chất thải điện tử 4
1.1.1 Định nghĩa về chất thải điện tử (E-Waste) 4
1.1.2 Thành phần vật chất của chất thải điện tử 4
1.1.2.1 Thành phần vật chất chung có giá trị 4
1.1.2.2 Các thành phần và các chất nguy hại 5
1.2 Giới thiệu về bản mạch điện tử 8
1.2.1 Cấu tạo của bản mạch điện tử 8
1.2.2 Thành phần chủ yếu của bản mạch 11
1.3 Tác động môi trường và sức khỏe của chất thải điện tử 12
1.3.1 Các chất nguy hại trong chất thải điện tử 12
1.3.1.1 Đồng 12
1.3.1.2 Chì 13
1.3.1.3 Thiếc 13
1.3.1.4 Berili 14
1.3.1.5 Cadimi 14
1.3.1.6 Thuỷ ngân 15
1.3.1.7 Chất chống cháy trong phần nhựa (Brominated Flame Retardants) 15
1.3.2 Suy giảm sức khỏe và khả năng lao động của con người 15
1.3.3 Suy thoái chất lượng môi trường 16
1.4 Thuộc tính và ứng dụng của đồng 17
1.4.1 Tính chất vật lý của đồng 17
1.4.2 Tính chất hóa học 17
1.4.3 Ứng dụng của đồng và hợp chất của nó 18
1.4.4 Độc tính của đồng 20
1.5 Các phương pháp tái chế, thu hồi nguyên liệu từ bản mạch 20
1.5.1 Các phương pháp phân loại và xử lý cơ học 21
1.5.2 Các phương pháp nhiệt luyện 23
1.5.3 Các phương pháp thuỷ luyện 25
1.5.4 Các phương pháp điện phân 28
Chương 2: THỰC NGHIỆM 32
2.1 Mục tiêu và nội dung 32
2.2 Hóa chất, dụng cụ, và máy móc 32
2.2.1 Hóa chất 32
2.2.2 Dụng cụ, và máy móc 33
2.3 Các quy trình thực nghiệm 34
2.3.1 Quy tình tuyển tách cơ học làm giàu Cu 34
2.3.2 Quy trình thực nghiệm thu hồi Cu 36
2.4 Các phương pháp phân tích sử dụng trong nghiên cứu thực nghiệm 36
2.4.1 Chuẩn độ Cu2+ 36
2.4.2 Phân tích thành phần các kim loại bằng phương pháp ICP - MS 37
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38
3.1 Khảo sát một số đặc tính của bản mạch điện tử 38
3.1.1 Khảo sát thành phần kim loại của bản mạch 38
3.1.2 Khảo ảnh hưởng của quá trình nghiền tới hiệu quả thu hồi Cu 39
3.1.3 Khảo sát thành phần Cu sau tuyển tách 40
3.2 Khảo sát ảnh hưởng của thành phần nhựa tới hiệu quả thu hồi Cu 41
3.3 Khảo sát hiệu quả thu hồi Cu bằng các tác nhân hoá học khác nhau 43
3.4 Khảo sát khả năng thu hồi đồng bằng dung dịch Fe2(SO4)3 46
3.4.1 Khảo sát khả năng thu hồi Cu bằng dung dịch Fe2(SO4)3 - H2O2 46
3.4.1.1 Khảo sát ảnh hưỏng của nồng độ Fe2(SO4)3 46
3.4.1.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng 47
3.4.1.3 Khảo sát hàm lượng H2O2 48
3.4.2 Khảo sát khả năng thu hồi Cu bằng dung dịch Fe2(SO4)3 và ôxi không khí 49
3.4.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Fe3+ 49
3.4.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian 50
3.4.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ 51
3.5 Thử nghiệm thiết bị thu hồi đồng từ bản mạch điện tử 52
3.5.1 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả thu hồi Cu trong thiết bị thử nghiệm 52
3.5.2 Khảo sát ảnh hưởng của quá trình hoạt hóa nguyên liệu 54
3.5.3 Kết quả thử nghiệm thu hồi Cu kim loại 56
KẾT LUẬN 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO 58
PHỤ LỤC
http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-12-27-luan_van_nghien_cuu_qui_trinh_cong_nghe_xu_ly_thu.cdeFBc7obG.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-51724/Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
cho các loài động, thực vật bậc cao. Đồng được tìm thấy trong một số loại enzym, bao gồm nhân đồng của cytochrom c oxidas, enzym chứa Cu-Zn superoxid dismutas, và nó là kim loại trung tâm của chất chuyên chở ôxy hemocyanin. Máu của cua móng ngựa (cua vua) Limulus polyphemus sử dụng đồng thay vì sắt để chuyên chở ôxy.
Theo tiêu chuẩn RDA của Mỹ về đồng đối với người lớn khỏe mạnh là 0,9 mg/ngày.
Đồng được vận chuyển chủ yếu trong máu bởi protein trong huyết tương gọi là ceruloplasmin. Đồng được hấp thụ trong ruột non và được vận chuyển tới gan bằng liên kết với albumin.
Một bệnh gọi là bệnh Wilson sinh ra bởi các cơ thể mà đồng bị giữ lại, mà không tiết ra bởi gan vào trong mật. Căn bệnh này, nếu không được điều trị, có thể dẫn tới các tổn thương não và gan.
Người ta cho rằng kẽm và đồng là cạnh tranh về phương diện hấp thụ trong bộ máy tiêu hóa vì thế việc ăn uống dư thừa một chất này sẽ làm thiếu hụt chất kia.
Các nghiên cứu cũng cho thấy một số người mắc bệnh về thần kinh như bệnh schizophrenia có nồng độ đồng cao hơn trong cơ thể. Tuy nhiên, hiện vẫn chưa rõ mối liên quan của đồng với bệnh này như thế nào (là do cơ thể cố gắng tích lũy đồng để chống lại bệnh hay nồng độ cao của đồng là do căn bệnh này gây ra).
1.4.4 Độc tính của đồng
Mọi hợp chất của đồng là những chất độc. Đồng kim loại ở dạng bột là một chất dễ cháy 30g sulfat đồng có khả năng gây chết người. Đồng trong nước với nồng độ lớn hơn 1mg/lít có thể tạo vết bẩn trên quần áo hay các đồ vật được giật giũ trong nước đó. Nồng độ an toàn của đồng trong nước uống đối với con người dao động theo từng nguồn, nhưng có xu hướng nằm trong khoảng 1,5 - 2mg/lít. Mức cao nhất có thể chịu được về đồng theo DRI trong chế độ ăn uống đối với người lớn theo mọi nguồn đều là 10mg/ngày.
1.5 Các phương pháp tái chế, thu hồi nguyên liệu từ bản mạch [1, 6, 7, 14, 18]
Hiện nay có nhiều loại công nghệ khác nhau để xử lý CTĐT. Mặc dù vậy, mỗi công nghệ chỉ có khả năng ứng dụng tốt trong một phạm vi nhất định. Ở nhiều nước tiên tiến, người ta thường xử lý chất thải này bằng cách kết hợp nhiều quy trình công nghệ khác nhau. Thành phần kim loại trong bản mạch rất phức tạp và có thể thay đổi tuỳ từng trường hợp vào từng mẫu. Bản mạch khi thua mua về sau khi gỡ bỏ tháo các linh kiện điện tử còn chứa rất nhiều kim loại có giá trị như đồng, vàng, bạc, platin. Ngoài ra còn có các kim loại nặng khác gây ô nhiễm yêu cầu chúng ta cần được thu hồi và xử lý trước khi thải bỏ ra môi trường. Dưới đây là một số phương pháp tái chế bản mạch đã được sử dụng.
1.5.1 Các phương pháp phân loại và xử lý cơ học
Đây là khâu ban đầu không thể thiếu trong quy trình xử lý chất thải. Biện pháp này sẽ làm tăng hiệu quả tái chế và xử lý ở các bước tiếp theo. Các công nghệ dùng để phân loại, xử lý cơ học chất thải bao gồm: cắt, nghiền, sàng, tuyển từ, tuyển khí nén… Ví dụ, các loại chất thải có kích thước lớn và thành phần khác nhau phải được phân loại ngay khi tiếp nhận.
Một trong những phương pháp cơ học phổ biến thường được dùng là tuyển trọng lực trên cơ sở dựa vào tỷ khối khác nhau của các thành phần tạo nên bản mạch.
Nguyên tắc: Để tách các tấm đồng ra khỏi các tấm sợi thuỷ tinh, có thể tách trọng lực hay dùng phương pháp tuyển nổi. Khối lượng riêng của các tấm sợi thuỷ tinh được nung đến 3500C trong 15 phút là khoảng đến 2.73. Vì khối lượng riêng của đồng kim loại là 8.92, nên việc tách trọng lực có thể thực hiện được. Tuy nhiên lựa chọn một thiết bị phù hợp đòi hỏi các kiểm nghiệm quy mô nhỏ bởi vì sự dễ bong tự nhiên của các sản phẩm. Ngoài ra người ta còn sử dụng phương pháp tuyển nổi, sử dụng một lượng nhỏ các chất tạo bọt như dầu thông, creozol hay các chất có cực yếu khác. Mẫu được cho vào thùng khuấy. Một hỗn hợp được tách ra bao gồm thành phần ơtécti bao gồm 55% khối lượng mảnh đồng và 45% khối lượng các tấm sợi thuỷ tinh, được nghiền vụn trong bình. Qua trình tách cơ học cơ bản được mô tả trên hình 8 [6, 7]
CTĐT
Máy nghiền, búa lắc
Thiết bị sang rây
Phân đoạn nhựa
Đĩa nén, cối xay
Quá trình sàng, rây
Quá trình sàng lọc
Tách tĩnh điện
Phân đoạn nhựa
Phân đoạn đồng
Hình 8: Sơ đồ khối của quá trình tuyển tách cơ học
Phương pháp tách cơ học do không có sự can thiệp của nước hay tác nhân hoá học nào nên sẽ phát sinh khói bụi và tiếng ồn. Vì vậy cần có sự kết hợp các phương pháp và có giải pháp xử lý những vấn đề phát sinh.
1.5.2 Các phương pháp nhiệt luyện [1, 6]
Đốt là quá trình oxy hóa chất thải ở nhiệt độ cao. Theo các tài liệu kỹ thuật thì khi thiết kế lò đốt chất thải phải đảm bảo 4 yêu cầu cơ bản: cung cấp đủ oxy cho quá trình nhiệt phân bằng cách đưa vào buồng đốt một lượng không khí dư; khí dư sinh ra trong quá trình cháy phải được duy trì lâu trong lò đốt đủ để đốt cháy hoàn toàn (thông thường ít nhất là 4 giây); nhiệt độ phải đủ cao (thông thường cao hơn 1.0000C); yêu cầu trộn lẫn tốt các khí cháy - xoáy.
Để làm giàu các kim loại trong bo mạch điện tử, phương pháp tiền xử lý bao gồm quá trình cơ khí, tách loại, cắt, nghiền nhỏ, tuyển nổi, và quá trình nhiệt. Nhiều tác giả đã tổng hợp tình hình tái chế chất thải điện và điện tử ở Hàn Quốc hiện nay. Đặc biệt là việc tái chế các kim loại quý từ chất thải bản mạch điện tử. Ở Hàn Quốc vào thời điểm hiện nay, việc ứng dụng tập trung vào làm giàu các kim loại bằng phương pháp nhiệt và tách loại. Tuy nhiên, hiệu quả làm giàu kim loại của các thử nghiệm này là không cao, các tác giả cũng chứng tỏ rằng việc mất các kim loại quý do bị cô trong giai đoạn cháy (các phần không kim loại)
Các tấm bắt đầu bộc lộ một vài dấu hiệu của sự tách lớp từ nhiệt độ 2500C, nhưng khoảng nhiệt độ tốt nhất để sự tách lớp xảy ra hoàn toàn là 325 đến 3500C và thời gian tại nhiệt đó là 15 đến 30 phút. Khi một mẻ 135g mảnh bản mạch được nung trong lò nung kín ở nhiệt độ 3500C trong 15 phút, khối lượng mất khoảng 18.7%. Bằng cách bóc các tấm đồng từ các tấm sợi thuỷ tinh và tách chúng một cách thủ công, các mảnh đồng chiếm đến 55% khối lượng và các tấm sợi thủy tinh là 45% khối lượng sản phẩm đã nung. Điều này có nghĩa là đồng có trong mẫu bản mạch trước khi đựơc nung là 45%.
Hình 9: Sơ đồ công nghệ nhiệt luyện
Công nghệ thiêu đốt có nhiều ưu điểm như khả năng tận dụng nhiệt, xử lý triệt để khối lượng, sạch sẽ, không tốn đất để chôn lấp nhưng cũng có một số hạn chế như chi phí đầu tư, vận hành, xử lý khí thải lớn, dễ tạo ra các sản phẩm phụ nguy hiểm. Các sản phẩm làm giàu (tập trung nhiều kim loại) bằng phương pháp nhiệt luyện sẽ được áp dụng rộng rãi bởi các công ty tái chế ở những nước phát triển, nhưng do tính đa dạng của các chất có trong chất thải diện tử nên việc đốt sẽ kèm theo nguy cơ phát sinh và phát tán các chất ô nhiễm và chất độc hại làm ô nhiễm khí quyển. Các nghiên cứu ở các nhà máy thiêu chất thải...
