Xem mẫu

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT ........................................................... iv
DANH MỤC HÌNH .............................................................................................. vii
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................... x
MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .................................................................................. 4
1.1. Tái chế đồng từ bùn thải sản xuất bản mạch điện tử (Printed circuit board - PCB) ........ 4
1.1.1. Bùn thải quá trình sản xuất PCB .................................................................................... 4
1.1.2. Các phương pháp tái chế đồng ....................................................................................... 6
1.1.2.1. Phương pháp hỏa luyện ........................................................................................... 8
1.1.2.2. Phương pháp thủy luyện ......................................................................................... 9
1.2. Quá trình thủy luyện thu hồi đồng .................................................................................. 11
1.2.1. Quá trình hòa tách ........................................................................................................ 11
1.2.2. Quá trình điện phân ...................................................................................................... 14
1.2.2.1. Lý thuyết điện phân thu hồi đồng ......................................................................... 14
1.2.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến điện phân thu hồi đồng công nghiệp ......................... 17
1.2.2.3. Thiết bị điện phân thu hồi đồng ............................................................................ 20
1.3. Tối ưu hóa quá trình hòa tách và mô hình hóa quá trình điện phân thu hồi đồng ......... 23
1.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ..................................................................... 26
CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM ........................................................................... 32
2.1. Chuẩn bị thí nghiệm ........................................................................................................ 32
2.1.1. Hóa chất ........................................................................................................................ 32
2.1.2. Mẫu nghiên cứu ............................................................................................................ 32
2.1.3. Điện cực ........................................................................................................................ 32
2.2. Chế độ thí nghiệm và các thông số cần xác định ............................................................ 33
2.2.1. Hòa tách đồng từ bùn thải quá trình sản xuất bản mạch điện tử ................................. 33
2.2.1.1. Quy trình thí nghiệm hòa tách đồng ..................................................................... 33
2.2.1.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hòa tách ........................................ 34
2.2.1.3. Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình hòa tách ............................................................. 34
i

2.2.2. Chiết tách thu dung dịch đồng sạch ............................................................................. 36
2.2.3. Điện phân thu hồi đồng từ dung dịch chiết tách .......................................................... 36
2.2.3.1. Quy trình thí nghiệm điện phân thu hồi đồng....................................................... 36
2.2.3.2. Khảo sát chế độ điện phân trong thiết bị điện cực phẳng..................................... 39
2.2.3.3. Khảo sát chế độ điện phân trong thiết bị Porocell ................................................ 41
2.2.3.4. Các thông số quá trình điện phân cần xác định .................................................... 41
2.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................................. 43
2.3.1. Phương pháp điện hóa .................................................................................................. 43
2.3.2. Các phương pháp phân tích .......................................................................................... 45
2.3.2.1. Phương pháp phổ tử ngoại khả kiến (UV-Vis) ..................................................... 45
2.3.2.2. Phương pháp phổ khối Plasma cảm ứng (Inductively Coupled Plasma emission
Mass Spectrometry - ICP-MS) ........................................................................................... 46
2.3.2.3. Phương pháp nhiễu xạ tia X (X-Ray Diffraction – XRD).................................... 47
2.3.2.4. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) ..................................................... 47
2.3.2.5. Phương pháp phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX) ............................................... 48
2.3.3. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm .......................................................................... 49
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................... 50
3.1. Quá trình hòa tách đồng từ bùn thải sản xuất bản mạch điện tử .................................... 50
3.1.1. Khảo sát đặc tính của mẫu bùn thải nghiên cứu .......................................................... 50
3.1.2. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hòa tách đồng từ bùn thải quá trình
sản xuất bản mạch điện tử ...................................................................................................... 53
3.1.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ axit H2SO4 ..................................................................... 54
3.1.2.2. Ảnh hưởng của lượng rắn/lỏng (số gam bùn thải/số ml dung dịch axit) ............. 55
3.1.2.3. Ảnh hưởng của thời gian hòa tách ........................................................................ 56
3.1.2.4. Ảnh hưởng của các thông số công nghệ khác ...................................................... 57
3.1.3. Tối ưu hóa các điều kiện của quá trình hòa tách đồng bằng phương pháp quy hoạch
thực nghiệm ............................................................................................................................ 58
3.1.3.1. Xây dựng kế hoạch thực nghiệm .......................................................................... 59
3.1.3.2. Xác định hiệu suất hòa tách đồng bằng thực nghiệm ........................................... 62
3.1.3.3. Xây dựng phương trình hồi quy ............................................................................ 62
ii

3.1.3.4. Đánh giá sự tác động qua lại lẫn nhau giữa các yếu tố và ảnh hưởng của chúng
đến hiệu suất hòa tách. ....................................................................................................... 64
3.1.3.5. Tối ưu hóa các điều kiện của quá trình hòa tách đồng ......................................... 70
3.2. Quá trình chiết tách loại tạp sắt ....................................................................................... 71
3.3. Quá trình điện phân thu hồi đồng.................................................................................... 73
3.3.1. Đánh giá dung dịch điện phân bằng phương pháp bậc điện thế .................................. 74
3.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình điện phân trong thiết bị bản cực phẳng ............. 77
3.3.2.1. Nhiệt độ điện phân ................................................................................................ 77
3.3.2.2. Khoảng cách anốt – catốt ...................................................................................... 79
3.3.2.3. Điện phân thu hồi đồng theo bậc dòng điện ......................................................... 80
3.2.2.4. Phân tích chất lượng lớp kết tủa đồng thu hồi ...................................................... 87
3.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình điện phân trong thiết bị Porocell ....................... 90
3.2.3.1. Dòng điện phân ..................................................................................................... 90
3.2.3.2. Lưu lượng dòng chảy ............................................................................................ 92
3.2.3.3. Chất lượng đồng thu hồi ....................................................................................... 96
3.2.4. Điện phân với dung dịch thực ...................................................................................... 97
3.3. Mô hình hóa quá trình điện phân .................................................................................... 99
3.3.1. Xây dựng mô hình hệ điện phân .................................................................................. 99
3.3.2. Xây dựng mô hình tính ............................................................................................... 100
3.3.3. Xác định các thông số đối với dung dịch điện phân ban đầu

105

3.3.3.1. Thông số nhiệt động ............................................................................................ 105
3.3.3.2. Thông số động học .............................................................................................. 106
3.3.4. Kết quả tính mô phỏng toán học ................................................................................ 108
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ...................................................... 119
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 120

iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

nguon tai.lieu . vn