矿浆电解法从废弃CPU插槽中回收金属技术研究分析

50 45 40 35 30 25 6
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1）总金属回收率最高可达87.56%。 2）Cu和Au的最高回收率分别为 97.24%和93.29%。
1）Cu的纯度和电流效率均随着电 解时间的增加先升高后而降低。
2）Cu的最高纯度和最大电流效率 分别为98.22%和44.26%。
15
最佳条件
在最佳条件下（电流密度80 mA/cm2，HCl浓度4 mol/L，矿浆浓度75 g/L， 反应时间 4 h）所得阴极粉的形貌分析如下：
电视机 电冰箱 洗衣机
房间 空调器
微型 计算机
回收处理种类由传统的 “四机一脑”扩增到14
项之多
《废弃电器电子产品处理目录（2014版）》 （2016/3/1实施）
电冰箱 空调调节器
吸油烟机 洗衣机
电热水器 燃气热水器
打印机 复印机 传真机 电视机 监视器 微型计算机 移动通信手持机 电话单机
6
WEEE处理技术
机械法
（操作简单、效率高、 易于大规模生产）
生物冶金
火法冶金
湿法冶金
（无污染、能耗低） （贵金属的回收利用） （方法简单、处理效率高）
矿浆 电解法
7
WEEE处理？
优点：集浸出，部分溶 液净化，电沉积于一体， 提高反应效率。
主要内容
1
研究背景
2
实验材料与方法
3
结果与讨论
4 结论
5
8
2 实验材料与方法
Tan et al. J. Clean. Prod. 2017,148, 509-517.
危害性：卤素阻燃剂/POPs/重金属（Pb,Cr,Cd）等
Chen et al. Waste Manage. (Oxford) 2015, 41, 142-147.
5
我国电子废弃物管理：
《废弃电器电子产品处理目录（第一批）》 （2011/1/1-2016/3/1）
矿浆浓度的影响
Cu purity (%)
100 90 80 70 60 50 40 50
50
40
30
20
Cu purity
Cu current efficient
10
75
100
125
Pulp density (g/L )
1）总金属回收率最高可达99.63%。 2）Cu和Au回收率随着矿浆浓度升高 先升后降，分别取得最高值为99.16% （ 75g/L）和95.80%（100g/L）。
25
40
2
3
4
5
HCl concentration (mol/L)
1）HCl 对铜粉纯度影响不大 ， 铜粉纯度最高为95.47%。 2）Cu的电流效率随着HCl浓度 增大先升高后降低，最大为
42.66%。
Cu current efficient (%)
Cu current efficient (%)
Intensity
☆ ☆
☆
☆
25000
Cu
20000
15000
10000
5000
0
20
40
60
2 Thera (degree)
废弃CPU插槽
破碎 9
1. 单体系实验
电流密度（mA/cm2） 40 50 60 70 80
HCl浓度（mol/L） 2 3 4 5
矿浆浓度（g/L） 50 75 100 125
电解时间（h）
34 5 6
探寻最佳的回收条件
2. 连续循环实验
矿浆电解实验示意图
10
循环电解实验示意图
主要内容
1
研究背景
3
分类来源于：联合国大学报告 “the global E-waste monitor 2014”
中国和美国占据总量的32%
现有量 预测量
注：Mt: million metric tonne 数据来源于：联合国大学报告 “the global E-waste monitor 2014”
4
WEEE 两大属性
HCl浓度的影响
1) 总金属回收率在4mol/L时达 到最大值97.24%。
2) Cu和Au的最大回收率分别为 95.72%和95.80%
3) Cu/Pb/Au; Ag; Ni
13
Cu purity (%)
100
45 90
80
40
70
35
60
30
50
Cu purity
Cu current efficient
2
实验材料与方法
3
结果与讨论
4 结论
5
11
3 结果与讨论-单体系实验
电流密度的影响
Cu purity (%)
100 90 80 70 60 50 40 40
50
45
40
35
30
25
Cu purity
20
Cu current efficient
15
50
60
70
80
Current density (mA/cm2)
1）铜的电流效率随着矿浆浓 度的升高而升高，最大值为
50.21%。 2）铜粉最高纯度为98.16%。
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Cu current efficient (%)
反应时间的影响
Cu purity (%)
100
90
80
70
60
50
Cu purity
Cu current efficient
40 3
4
5
Reaction time (h)
经济性：含有大量稀贵金属，例如:
Cu
Au
电子废弃物
20 wt.%
1200 g/t
金属矿物 广东省贵0.屿62 wt.%
1–4 g/t
“城市矿山” “电子垃圾 Huang et al. J Hazard Mater 2009, 164, 399-408.
第一镇” Calvo et al. Resources 2016, 5, 36.
矿浆电解法从废弃CPU插槽中回 收金属技术研究分析
主要内容
1
研究背景
2
实验材料与方法
3
结果与讨论
4 结论
5
2
1 研究背景
电子废弃物 (Waste Electric and Electronic Equipment, WEEE)？
E-waste is a term used to cover all items of electrical and electronic equipment and its parts that have been discarded by its owner as waste without the intent of re-use (StEP Initiative 2014)
Cu current efficient (%)
1）总金属回收率随着电流密度 的增加先升高后持平，最高值 为97.45%。 2）电流密度对贵金属金银的影 响大于基础金属，如铜铅等。
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1）Cu纯度随着电流密度升高 先增加后减少，最高值为98.07%。 2）Cu电流效率变化复杂，除了析氢 反应的影响，还受阴极杂质的影响。