双水相体系提取废弃印刷线路板中的金

论文摘要

本研究采用微波消解法对废弃印刷线路板进行预处理，再用ICP-AES法（电感耦合等离子体发射光谱法）和AAS法（火焰原子吸收法）相结合对消化液进行分析，准确测定了废弃印刷线路板中多种金属元素的含量。通过测定可知实验选取印刷线路板中还有大量铜、铁、镍等基本金属，对环境有很大危害的重金属铅含量也较高。因此分别提出用硝酸预处理法浸出线路板中的铜、铅等金属，用硫代硫酸盐法直接浸出线路板中的金，再用双水相萃取法从酸性浸出液和碱性浸出液中分离富集金。双水相分配技术是个扩散分离过程，根据不同的物质在两相中分配系数的差异而实现分离，因而传统的液液萃取的原理、设备和操作等都可以加以应用。双水相萃取技术具有萃取过程操作条件温和，易于放大，相间传质过程和平衡过程快速，可以采取多种手段来提高选择性或提高收率，在实际应用过程中能够容易、精确地运用传统液液萃取的原理、设备、操作条件和成功经验，不要求特殊的处理就可与后续纯化工艺相衔接，非常适合连续化生产。预处理实验以破碎成70-200目的废弃电子印刷线路板为处理对象。用氧化酸（硝酸）预处理工艺在一定条件下，能有效浸出废弃电子印刷线路板中的Cu、Pb等金属。对于3g废料粉末，以固液比为1∶3，硝酸用量80ml，硝酸浓度为1∶3，在室温下浸出2h，Cu和Pb浸出率分别达到93.24％和96.13％。同时，取最佳条件下的浸出液，用原子吸收法，测定锡、镍、铁、锌的去除率分别达到了86％、99％、97％、98％。再用王水溶解剩余含金固体，制成Au3+浓度为3mg／L的酸性溶液。对酸性浸出液用聚乙二醇（PEG）／硫酸铵的双水相体系萃取金，考察萃取体系中的pH值，PEG及（NH4）2SO4浓度，PEG聚合度，萃取温度对萃取率的影响。实验结果表明，当温度为25℃，pH=1，PEG2000的质量浓度为15％，硫酸铵的质量浓度为20％。一级萃取率达到85％，二级萃取率达到95％，三级萃取率超过了97％。用硫代硫酸盐预处理工艺在一定条件下，对废弃电子印刷线路板进行碱性浸出。对于10g废料粉末，在反应温度为50℃，固液比为1∶4，0.6mol／L（NH4）2S2O3，0.05mol／LCuz2+和0.4mol／L（NH4）2SO4的条件下，用NH3·H2O调节pH为9.0±0.5，搅拌3h后，金的浸出率达到93％。对碱性含金液用异丙醇／硫酸铵双水相体系萃取金。通过实验，确立了双水相萃取的最佳条件：在20℃下，pH=9.0，萃取剂异丙醇浓度为30％，分相盐硫酸铵浓度为25％，金的一级萃取率达到了88％，二级萃取率达到96％。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 印刷线路板的产生
• 1.2 印刷线路板的组成
• 1.3 印刷线路板对环境的危害
• 1.4 印刷线路板回收利用的价值
• 1.4.1 金属的利用
• 1.4.2 树脂纤维及塑料的利用
• 1.5 废旧印刷线路板资源化方法
• 1.5.1 机械物理分离方法
• 1.5.2 化学方法处理废弃印刷线路板
• 1.5.3 其它方法
• 第二章 回收印刷线路板中金属元素分析
• 2.1 废弃印刷线路板预处理
• 2.2 ICP-AES法测定金属元素
• 2.2.1 实验试剂及设备
• 2.2.2 实验原理
• 2.2.3 实验方法
• 2.2.4 实验结果与讨论
• 2.3 AAS（atomic absorption spectroscopy）法测定金属元素
• 2.3.1 实验试剂及设备
• 2.3.2 实验原理
• 2.3.3 实验方法
• 2.3.4 实验结果与讨论
• 2.4 本章小结
• 第三章 双水相萃取体系
• 3.1 双水相体系（Aqueous two-phase system，ATPS）
• 3.1.1 双水相体系的形成
• 3.1.2 双水相体系形成的机理
• 3.1.3 双水相体系的相图
• 3.1.4 影响双水相体系形成的因素
• 3.1.5 双水相体系的种类
• 3.2 双水相萃取技术
• 3.2.1 双水相萃取技术的产生与发展
• 3.2.2 双水相萃取原理
• 3.2.3 双水相萃取的特点
• 3.3 双水相体系分离金属离子
• 3.4 目前双水相体系研究方面存在的问题
• 3.5 双水相萃取技术的前景展望
• 3.5.1 分离富集机理的深化研究
• 3.5.2 工业化应用
• 3.5.3 成相物质的回收及循环利用问题
• 3.5.4 开发廉价、性能好且无毒的成相聚合物和盐类
• 3.5.5 双水相萃取技术与其它相分离技术的集成
• 第四章 双水相体系萃取酸性溶液中的金
• 4.1 印刷线路板中Cu和Pb的浸出
• 4.1.1 主要仪器和试剂
• 4.1.2 实验方法
• 4.1.3 实验结果
• 4.1.4 实验小结
• 4.2 双水相萃取体系的基础研究
• 4.2.1 萃取体系
• 4.2.2 实验仪器及主要试剂
• 4.2.3 实验方法
• 4.2.4 实验结果及分析
• 4.3 双水相萃取酸性溶液中的金
• 4.3.1 实验仪器及主要试剂
• 4.3.2 实验试剂的配制
• 4.3.3 实验方法
• 4.3.4 双水相体系中影响金属离子萃取率的因素研究
• 4.3.5 金的还原
• 4.3.6 萃取机理的讨论
• 第五章 双水相体系萃取碱性溶液中的金
• 5.1 硫代硫酸盐常压浸出法原理
• 5.1.1 硫代硫酸盐性质
• 5.1.2 硫代硫酸盐浸金原理
• 5.1.3 实验试剂及仪器
• 5.1.4 实验方法
• 5.1.5 实验结果
• 5.1.6 硫代硫酸按浸金小结
• 5.2 双水相体系萃取硫代硫酸盐浸出液中的金
• 5.2.1 实验仪器及试剂
• 5.2.2 实验试剂的配制
• 5.2.3 实验过程
• 5.2.4 实验分析方法
• 5.2.5 实验结果与讨论
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 附录
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
• 致谢