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[硕士论文] 李文龙
环境科学与工程 北京化工大学 2018(学位年度)
摘要:印制电路板(PCB)废水含有高浓度的重金属离子和较低浓度的COD、NH4+-N。采用加载絮凝-超滤-反渗透工艺处理PCB废水,使其可以达标排放。进行小试预处理工艺优化并应用于中试系统研究。为延长膜系统使用周期,提高系统稳定性,研究了膜污染及其控制方法。
  首先,进行了加载絮凝预处理中试优化研究,获得最佳的工艺参数为:沉淀pH1=10.5、混凝pH2=9.5、PAC=10mg/L、PAM=1.0mg/L、回流污泥量占处理水量的47%;三级搅拌速度分别为250r/min、150r/min、50r/min;三级搅拌时间分别为6min、8min、4min;其对应的速度梯度G分别为144.0、72.4、16.5s-1,GT值分别为51840、36192、3960。中试预处理出水水质平稳。污泥回流与不进行污泥回流时相比,浊度减小了9.8NTU,Cu2+浓度降低了0.72mg/L,Ni2+浓度降低了约0.53mg/L。出水中95%的颗粒平均粒径为2.09μm,即95%的颗粒可被超滤膜过滤掉。
  其次,预处理出水进入到超滤-反渗透系统中,对比分析了两种超滤膜(平板陶瓷膜和中空纤维膜)的运行状况和出水水质以及反渗透膜串联与并联模式下的脱盐率。经平板陶瓷膜处理后,出水Cu2+、Ni2+浓度分别为0.034、0.029mg/L,去除率分别为87.2%、86.9%;中空纤维膜出水中Cu2+、Ni2+浓度分别为0.025、0.022mg/L,去除率分别为90.7%、90.1%;对COD、NH4+-N的去除效果相差不大,出水浓度分别为46、7.55mg/L。二者出水都达标,中空纤维膜对污染物质去除效果较好。反渗透膜串、并联回收率分别为64%、80%的情况下,串联模式的脱盐率为97.6%,而并联模式的脱盐率为97.06%,串联模式脱盐效果优于并联模式,但是串联膜滤水量较大,稳定性比并联模式差。优化后的PCB废水处理系统运行稳定。
  最后,为了膜系统的稳定运行,进行了膜的扫描电镜和能谱分析。结果发现:有机物造成了平板陶瓷膜的不可逆污染,无机物造成了中空纤维膜的不可逆污染。对膜的化学清洗方式研究发现,平板陶瓷膜和中空纤维膜的最优化学清洗方式都为:先碱洗(NaOH+NaClO,0.20%(W/V)),后酸洗(HCl+EDTA,0.25%(W/V)),跨膜压差恢复率分别为97%、98%。经过五次化学清洗,平板陶瓷膜的TMP恢复率由96.6%变成了73.8%,运行时间由108h缩短为76.8h,在此过程中总的运行时间为571h;中空纤维膜的TMP恢复率由97.7%变成了81%,运行时间由122h缩短为86h,总的运行时间为609h。由膜污染模型分析发现:中间堵塞模型和滤饼层堵塞模型都适用于平板陶瓷膜,而只有中间堵塞模型适用于中空纤维膜,但是平板膜运行初期滤饼层尚未形成,模型拟合结果并不完全符合实际情况。由串联阻力模型可知,平板陶瓷膜膜孔堵塞和吸附阻力最大,占总阻力的60.28%,其次是滤饼层阻力,约占20.67%。
[硕士论文] 颜游子
环境科学与工程 广西大学 2018(学位年度)
摘要:铅酸蓄电池由于电压稳定,放电量大,寿命长且性价比高等特点,广泛应用于交通、通信领域。铅酸蓄电池报废后产生大量废旧铅酸蓄电池,其主要成分废铅膏对环境产生危害,影响人类健康。又因铅的大量使用与原生铅矿的产量日渐萎缩,而铅酸蓄电池在各种铅产品中铅占比最大,因此回收利用废旧铅酸蓄电池中的废铅膏势在必行。
  本研究先通过检测分析,了解废铅膏的主要成分与含量及其放电机制,然后利用NaOH溶液浸出废铅膏中的铅,探究浸出的最佳条件,并对浸出过程进行动力学分析。再通过电解回收铅,探究电解过程中电流密度、温度、添加剂及添加剂的量对电解的铅回收率、铅纯度、电流效率与能耗及铅产物物理性质的影响。研究表明,NaOH浸出-电解体系能从废铅膏中回收到高纯度、高品质的铅产物,并且在电解过程中适量加入合适的添加剂能够提高铅产物的物理性质,主要研究结果如下:
  废铅膏的正负极主要成分都是PbSO4、PbO、PbO2和Pb,充分放电后的废铅膏主要成分为PbSO4、PbO2。放电后废铅膏的总铅和杂质比重都有所下降,归因于硫酸放电过程使铅及其氧化物转化为了硫酸铅,同时去除了部分杂质。
  用NaOH溶液浸出废铅膏,得到最佳浸出条件为:浸出时间33min,温度75℃,NaOH浓度7mol·L-1,固液比43g·L-1;此条件下铅浸出率为56.35%,浸出浓度为17.33g·L-1。最佳条件下浸出后的剩余固体,其主要成分为PbO2,可经进一步提纯直接利用。对浸出的主要反应时间段做基础动力学分析,得到铅膏在NaOH溶液中的主要浸出过程属于扩散控制。
  当电解电流密度为40mA·cm-2时铅的回收率最高。铅的回收率随着电解时间的增长而升高,但升高速度逐渐减慢。不同电流密度下得到的铅纯度都达到100%。电流效率随着电流密度的增大而降低,也随着时间的增长而降低,比能耗随着电流密度的增大而增大,也随着时间的增长而增大。电流密度越大,得到的铅晶体越细越分散,大小越均匀。
  在电解温度为15~45℃时,铅的回收率随着温度的升高而升高。在电解温度为15℃时,铅纯度为98.28%,温度为30和45℃时,铅纯度都达到100%。电流效率随着温度的升高而升高,比能耗随着温度的升高而降低。30℃下得到的铅晶体物理性能最好。
  加入氨基磺酸铵与十二烷基硫酸钠可改善铅产物的物理性能,得到更为细致分散的铅产物。当氨基磺酸铵添加量为0.125g·L-1时,电解析出的铅产物表面较平整,铅晶体大小均衡,比较分散,得到的铅晶体比较理想。当添加量逐渐增大后,铅晶体表面反而变得粗糙,有气孔形成。
[硕士论文] 其彼克
环境管理 大连理工大学 2017(学位年度)
摘要:随着电子垃圾在尼日利亚的日益泛滥,如何使消费者正确处理电子垃圾是当面尼日利亚面对的重要挑战。由于政府的监管力过于薄弱,在电子垃圾的有效收集和处理方法上无法实现正确的物料回收和精准的管理流程,导致消费者把电子垃圾作为一般的固体垃圾处理,进而非正规部门采用过于简单粗放的处理方式进行垃圾回收。但是,垃圾回收作为汇集和转移电子垃圾到正确的处理设施的中心阶段需要消费者积极参与其中。因此,深入了解消费者参与电子垃圾回收的意图是必不可少的。
  认知心理模型可以提供多种方法用于识别消费者意图的驱动要素和关键要素,其代表性的理论就是计划行为理论(TPB),即创建一个适用的平台来确定回收意图的决定因素。基于计划行为理论,本文构建一个理论框架用于研究诸如态度,主观规范,感知行为控制和环境知识等因素是如何影响消费者参与电子垃圾回收的意图。其次,扩展了研究框架,以验证是否基础设施和经济激励的因素会调节计划行为理论变量和意图之间的关系。最后,采用实证研究法,在奥尼查市收回共384份可用的问卷调查。研究结果表明态度、主观规范、知识和环境直接影响消费者的意向,只有基础设施的因素能够调节两个影响因素(态度和主观规范)和意图之间的关系。一方面,基础设施可以促进态度与主观规范转化为意图,另一方面,电子垃圾收集设施的可用性对态度和主观规范转化为意图的影响较弱,前提是在社区存在功能充分的管理基础设施,这样它可以很容易地被家庭消费者使用。
  本研究的主要贡献是识别了会影响消费者参与正式的电子垃圾回收的潜在因素,该研究成果可以被用来制定和实施正式的环境友好的电子垃圾收集计划和发展活动倡议。此外,本研究还强调了所有利益相关者应根据每个国家的现状和文化,因地适宜地发展和更新适合本国国情的电子垃圾收集系统。
[硕士论文] 葛忠英
环境科学与工程 青岛科技大学 2017(学位年度)
摘要:随着科技的不断发展和消费者对于高科技电子产品的消费能力的改变,电子废弃物的数量逐年呈指数增长。如果能够使用环保高效的回收技术对电子废弃物进行处理和资源化回收,可以达到保护环境和解决资源匮乏困境的双重目的。
  本文利用具有快速繁殖和较强适应能力的荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)从典型电子废弃物(废弃线路板)中浸出金,进一步探索实现环境友好的生物法冶金从实验室研究到规模化应用的可能性。首先通过硝酸酸浸预处理线路板,然后培养荧光假单胞菌,了解其生长代谢规律,为后续浸金实验做好准备。荧光假单胞菌的浸金过程受到很多因素的限制,如细菌的自身性质、氧气含量、温度、底物、pH、线路板种类与成分、矿浆浓度及线路板的预处理效果等。本文选择了 pH、底物种类、物料加入量等因素进行了浸金实验,最后获得最佳浸金率。
  通过实验可知,经过酸浸预处理后,线路板粉末中金的含量从0.035 mg/g提升到了0.12 mg/g;金的浸金率随着浸出液pH的升高而增大,随细菌加入量的增多先增大后减小;随着物料加入量的增大而减少,而且受其影响程度较大,在物料添加量为0.5 g时,浸金率最高达到41.75%;底物的种类也影响浸金率,甘氨酸和蛋氨酸一起作为产氰前体时,浸金率在浸金后期阶段会有较大提高,最高达到54.20%,这是由于两种底物之间具有协同作用。金属离子和营养盐的加入可以大幅提高金的浸出率,在加入适量的NaCl后,金的浸出率最高可以达到66.62%。最后由经济效益分析发现,利用荧光假单胞菌从1吨废弃线路板中浸金可获纯利润1000元,最重要的是微生物回收金属可以同时实现经济效益和环境效益。
[硕士论文] 雒骏
环境工程 兰州交通大学 2017(学位年度)
摘要:近年来,随着我国电子科技产业的迅速发展和人民生活水平的不断提高,各类电子电器产品的更换速度也越来越快,尤其是手机等小型的电子产品,由于消费者对其款式和功能的不断追求,其更新换代速度远远超过其他电子电器类产品,与此同时,电子废弃物的产生量也日益增加。电子废弃物不同于其他的固体废弃物,其中含有丰富的可再生利用资源,能产生可观的经济效益和社会效益,电子废弃物的回收及再利用得到了许多国家和地区的重视,并早已积极开展了研究。然而,我国在电子废弃物回收处理方面的研究还处于初级阶段,目前出台的相关拆解补贴政策仅局限于“四机一脑”,从2016年3月起,废旧手机才被正式列入拆解补贴名录,但具体的补贴金额还没有公布,以至于全国各地目前尚未形成合法规范的废旧手机回收处理体系,如何实现电子废弃物高效的资源化回收处理,是我国走可持续发展道路面临的一个严峻问题。在此背景下,本文以兰州市废旧手机为对象,以废旧手机回收体系网络建设为研究重点,为兰州市乃至全国实现废旧手机资源化的绿色回收处理提供一定的科学依据。
  论文通过问卷调查以及上门走访等方式对兰州市目前废旧手机回收处理的现状进行了深入的调查研究,并在对发达国家以及我国废旧手机回收现状分析的基础上提出了兰州市目前在废旧手机回收处理方面存在的问题,为后续建立兰州市废旧手机回收网络体系提供依据。
  对废旧手机产生量进行准确地预测是建立回收网络体系的基础。论文首先对兰州市2003~2022年手机的年社会保有量、年销售量进行了预测,再通过手机的使用寿命等内容,分别采用了时间梯度模型、市场供给A模型、斯坦福(Stanford)模型,对兰州市废旧手机的产生量进行了预测,结果表明,市场供给A模型与斯坦福(Stanford)模型的预测结果较为接近,到2022年,预测值分别为40.40万部、46.67万部,每年均以8%的速度增长,由于预测模型所选参数的不同,到2022年,时间梯度模型预测值为21.04万部,每年以7%的速度增长;无论采用哪种预测模型,兰州市废旧手机的产生量每年均以较快的速度增长。
  论文在回收网络体系的设计过程中,以循环经济理论下的废旧电子电器逆向物流模型构建为基础,提出了兰州市废旧手机回收体系的构成,即由回收站、中转站、拆解中心三部分构成,通过构建适合兰州市废旧手机回收的多位选址模型,对中转站进行了点位布置,并提出了回收方案及运行模式。
  最后通过对手机组成的分析,设计了兰州市废旧手机的拆解工艺流程,即采用人工拆解与机械拆解相辅的方式,主要通过预拆解、信息采集、拆解、破碎、分选几个步骤来对废旧手机进行拆解,并对废旧手机的各个不同部件包括外壳、液晶显示屏、印刷电路板、电池、充电器,分别采取不同的方法进行资源化处理;最后对废旧手机中所含的贵金属进行了分析,从资源效益、环境效益、经济效益三方面对兰州市废旧手机中贵金属的价值进行了测算,结果表明,到2022年,所回收的废旧手机可提取贵金属的量达757.2千克,所产生的价值为4200多万,相当于节能265.2吨煤,减排716.04吨二氧化碳。无论从哪方面进行分析,废旧手机的回收都会产生巨大的价值,完全可以形成产业链,这对兰州市实现经济可持续发展具有重要的意义,同时也为我国的环保事业和经济发展贡献一份自己的力量。
[硕士论文] 李玉鹏
化学工程 哈尔滨工业大学 2017(学位年度)
摘要:从PCB(Printed Circuit Board)废料中回收金属铜不仅能实现资源的充分利用,而且可以有效的解决含铜废水的污染问题。本文利用离子膜电解槽进行回收试验研究,在阴极沉积得到金属铜,同时在阳极再生刻蚀液循环处理PCB。
  电解阴极极化曲线及不同 Cu2+/Cl-比值电解液电流效率的测定显示氯化铜溶液作电解液时,阴极沉积铜以 Cu2+还原成 Cu+为主要反应,当 Cu2+/Cl-超过1:2.3时,电流效率可达到95%以上。
  阳极循环处理PCB废料的单因素实验表明,前处理最优工艺条件为:温度45oC,搅拌速度300-400 r/min,反应时间5 h左右,基于本试验对原料粉碎程度选择固液比为10 g/50 ml。阳极氧化再生的单因素实验表明,最优工艺条件为:温度40oC,电流密度100-200 A/m2,面积比选择2:1,搅拌速度100 r/min,电解时间2 h的条件下氧化再生效果最好。在最优条件下循环造液,利用再生刻蚀液继续腐蚀溶解金属铜,最后得到富集的溶液。结果发现循环3次后溶液中Cu2+/Cl-比可达到1:2.22,且循环3次后的刻蚀液腐蚀性大大降低,失去溶铜能力。机理探究表明铜溶解受表面反应控制,由公式推导可知增加Cl-浓度可以提升溶液中铜的浓度,增大处理量。
  阴极沉积铜的单因素试验及正交试验得出实验各因素最佳工艺条件:温度35oC,电流密度250 A/m2,Cu2+浓度75 g/L,搅拌速度100 r/min,在最优条件下电沉积2 h,电流效率达到97.73%,能耗为2.4157 kWh/kg,槽电压为2.80 V,膜电位为0.423 V。分析各因素影响直观表可知电流密度对槽压和电流效率的影响最大。从SEM图可知,电流密度、温度、搅拌对电积铜的微观形貌影响明显,升高温度、增大电流密度及不加搅拌均不利于得到结晶细致的沉积层。由XRD分析可知,阴极铜片 X衍射峰主要为(111)面的晶型,测试结果除了铜的特征峰还有Cu2+1O的特征峰,这是由于测试及制样过程被氧化所致。
  对电解试验进行了放大试验及重复性试验,结果显示:槽压为3.76 V,阳极电位1.06 V,阴极电位0.52 V,电流效率87%,能耗3.64 kWh/kg。重复性试验电流效率的平均偏差为1.00%,相对偏差为1.15%;能耗的平均偏差为0.125 kWh/kg,相对偏差3.48%。最后对电解铜回收PCB废料的市场前景和经济成本进行了分析,与传统的回收方法相比,利用废刻蚀液和PCB电解回收铜的工艺具有环境污染少,兼顾废水处理与资源回收双重优势。
[硕士论文] 张翼
环境工程 华中科技大学 2017(学位年度)
摘要:热解技术可以实现废弃印刷电路板(Waste printed circuit boards,简称WPCBs)非金属组分(Non-metallic fractions,简称NMFs)的减量化,但是含溴组分(如溴化环氧树脂)的裂解所释放的含溴污染物会引起二次污染。碱性添加剂在 NMFs热解过程中可改变溴的分布。因此,本文的研究目的是将强碱性的工业固废赤泥(Red Mud,简称RM)作为一种添加剂与NMFs共热解实现热解过程溴的固定,考察其对NMFs热解的催化与固溴作用。主要研究内容如下:
  1.NMFs的热化学特性以及热解动力学研究
  利用热重分析,采用非等温的方式对NMFs的热化学特性进行研究。根据热重曲线将NMFs的热解分为三个阶段:20~100℃为水分蒸发阶段;100~570℃为有机物分解阶段;570~800℃为残余焦炭的分解阶段。其快速失重阶段为300~500℃,该阶段总失重为51.29wt%,原料中的环氧树脂在此阶段发生热解。对比了空气气氛下NMFs的失重特性,发现氮气气氛下NMFs失重速率大于空气气氛。提高升温速率可以促进NMFs的热解反应。运用等转化率模型中的SKAS方法(Starink-Kissinger-Akahira-Sunose model)进行动力学分析,得到NMFs主反应阶段活化能变化规律,其平均活化能为170.45kJ/mol。
  2.NMFs的热解实验及溴分布研究
  开展了氮气气氛下热解温度为300、400、500、600以及700℃下NMFs的热解实验。其三相产物产率分布规律为:固相产率随温度升高不断下降,500℃时维持在52wt%左右基本保持不变;液相产率先上升后下降;气相产率不断上升。对热解产物进行分析,在500℃之后此时残渣中主要为以玻璃纤维为主的惰性氧化物,气体产物中的溴主要以溴代甲烷及其它溴代烷烃的形式存在,液体中的溴主要以溴代苯酚类物质的形式存在,固体的中的溴主要以有机物的形式存在。高温使得原料中的溴更多地进入到气体和液体产物中去。液体产物主要为含有苯环的芳香族化合物,以苯酚及苯酚类物质为主。另又进行了不同热解气氛的热解实验,发现在二氧化碳气氛下NMFs热解的固相产率较惰性气氛高,液相产物产率较低。
  3.赤泥与NMFs共热解及固溴实验
  在热解温度为500℃氮气气氛的实验条件下以不同掺量的赤泥掺入NMFs中进行共热解实验。结果证明当赤泥掺量为15wt%时固体残渣中的溴占总溴的比从没有添加赤泥时的36.42wt%增加到78.59wt%。赤泥对NMFs热解过程中的溴具有一定的固定作用,会使更多的溴存留在固体残渣中。利用SKAS模型研究赤泥对NMFs热解过程中活化能变化趋势的影响发现赤泥在反应前期可以降低NMFs热解反应的活化能,促进NMFs的热解反应,提高焦油产量。
  4.赤泥对NMFs裂解焦油轻质化研究
  对热解过程中生成的焦油成分进行分析,温度的提高会使得焦油发生二次裂解,增加其中的低碳物质含量。赤泥的加入也可以提高焦油中低碳物质的含量,有利于NMFs热解产物的清洁化和无害化。
  本论文发现赤泥与NMFs共热解可实现热解过程中的固溴作用,为NMFs无害化处理处置提供理论依据。
[硕士论文] 王元瑞
机械工程 湖南大学 2017(学位年度)
摘要:退役工程机械产品中含有诸多可再利用的零部件及材料,对退役工程机械产品的回收与再制造能够减少对新产品的需求,实现节约资源、减少能耗、保护环境的绿色可持续发展目标,具有很大的环境效益。然而不同于原始制造,再制造过程中存在诸多不确定性因素,如质量不确定、人因不确定等,这些不确定因素导致再制造过程的工艺路线、操作时间、修复用材种类与数量的不确定,进而导致再制造带来的环境效益的变动。而现有再制造过程环境效益评估模型多忽略了这种不确定性,因此如何在不确定性条件下建立定量模型,有效地衡量和评估再制造过程对环境带来的影响,是一个亟待解决的问题。
  针对该问题,本文以退役工程机械产品为研究对象,从质量不确定和人因不确定两个方面出发对再制造过程的环境效益进行研究,建立不确定条件下的再制造过程环境效益评估模型,并对模型进行实例验证,得出不确定条件对再制造过程环境效益的影响规律。具体研究内容如下:
  (1)系统分析退役工程机械产品的再制造过程,确定再制造的具体工艺线路;大量参阅文献,选取碳排放为环境效益的评估指标,总结再制造过程中各阶段产生碳排放的种类以及影响要素;分析再制造过程中的不确定因素,并识别关键要素(质量不确定,人因不确定)。
  (2)提出多再制造件条件下的整体混合质量系数定义方法,对再制造过程中的质量不确定因素进行描述;分析回收品质量不确定对再制造过程中碳排放量的影响,并建立以“碳排放减少量”为评价指标的质量不确定条件下再制造过程环境效益评估模型;对模型进行实例验证,结果表明,碳排放减少量C随整体混合质量系数q的升高而不断上升,并且边际上升速度逐渐降低。
  (3)划分员工工作效率等级,并用工作效率等级分布概率对人因不确定因素进行描述;分析人因不确定对再制造过程中碳排放量的影响,建立以“碳排放减少量”为评价指标的人因不确定条件下再制造过程的环境效益评估模型;对模型进行实例验证,结果表明,碳排放减少量随员工工作效率的提高而逐渐升高,直至趋于最大值,并且碳排放减少量的变化范围随着员工工作效率时长因子的增大而变大,上升速度加快。
[硕士论文] 闫顺
机械制造及其自动化 湖南大学 2017(学位年度)
摘要:作为国家“循环经济”纲略的重要方式和高级手段,再制造工程已经引起了全社会的广泛关注。拆解是废旧产品再制造的前提和关键环节,而拆解序列规划是产品拆解工艺的重要组成部分,也是实现产品面向拆解回收设计的核心要素。本文在分析国内外对产品拆解序列规划问题的研究基础上,对产品拆解信息模型的构建、拆解指标的分析及拆解序列的优化等方面进行深入研究,旨在能够有效降低拆解费用、提高拆解效率和回收零件的质量。
  本文主要研究内容如下:
  (1)针对传统干涉矩阵模型无法处理装配体中零件倾斜的问题,提出用广义干涉矩阵建立产品拆解信息模型,并建立基于轴向包围盒和实体相交干涉检测的广义干涉矩阵自动生成方法;运用VB6.0对SolidWorks三维软件进行二次开发,以实现广义干涉矩阵的自动生成。
  (2)为解决基于图搜索求解拆解序列过程中产生的“组合爆炸”问题,本文基于改进的自适应遗传算法对拆解序列进行优化。通过构建合适的适应度函数、染色体编码方式、遗传算子以及对交叉概率和变异概率进行改进,设计了改进自适应遗传算法以求解产品拆解序列。将算法运用于某型号工程液压油缸装配体,以验证算法的有效性。
  (3)以拆解能量作为产品拆解序列评估的关键指标,建立拆解能量的组成模型和传送带移出能量消耗模型。对螺纹连接、过盈连接、卡扣连接等典型连接方式的约束解除所消耗的能量进行了分析计算。同时,探讨了轴弯曲变形对过盈配合约束解除消耗能量的影响。
  (4)针对改进自适应遗传算法搜索得到的少数几条拆解序列,从产品的技术性、环境性、经济性等方面构建拆解序列评价指标体系,提出一种采用熵权和TOPSIS法的产品拆解序列综合评价方法。
[硕士论文] 薛臣
机械工程 武汉科技大学 2017(学位年度)
摘要:再制造工程是一种能极大化利用废旧资源,且能将废旧产品恢复成“如新品一样好”的再循环过程,在节约资源和生态环境保护方面,具有显著的效果,是解决我国大量废旧产品再利用的有效方式。再制造方案的优化是废旧机械装备重用过程的关键环节,直接决定了废旧机械装备再制造能否成功的实施。本论文从废旧零部件重用策略组合优化的角度,对废旧机械装备再制造方案优化问题展开研究。
  首先,介绍国内外再制造和再制造决策的发展与研究现状,分析废旧机械装备再制造方案优化与废旧机械装备零部件重用策略之间的关联关系,提出面向零部件重用组合的废旧机械装备再制造方案多目标优化思想,并建立废旧机械装备零部件重用组合多目标优化技术体系。
  其次,基于废旧机械装备零部件重用组合多目标优化思想,从再制造商和消费者的角度出发,分析了影响废旧机械装备再制造方案合理性的三个因素:废旧机械装备再制造性能、再制造过程复杂性及再制造经济效益;并对各影响因素建立测度模型进行量化测度。
  再次,通过对废旧机械装备再制造性能、再制造过程复杂性及再制造经济效益的分析,建立以废旧机械装备零部件重用组合寿命均衡性、重用组合过程复杂性及重用组合成本为优化目标,以零部件重用策略为优化变量的废旧机械装备零部件重用组合的多目标优化数学模型,并采用SPEA2优化算法对上述多目标优化模型进行寻优求解。
  最后,以废旧车床C6132的再制造为例,应用所提出多目标优化方法对其零部件的重用策略进行组合优化,验证了该方法的有效性。
[硕士论文] 赵珅
矿物加工工程 中国矿业大学 2017(学位年度)
摘要:随着电子信息产业的迅速发展,废弃线路板已经成为了世界范围内高速增长的固体垃圾。据估计只有15-20%的电子垃圾经历了回收利用,对线路板进行资源化回收具有重大意义。破碎是废弃电路板资源化处理技术的关键环节,有效地破碎解离直接决定着后续分选作业的效率、金属的品位和回收率。
  本文对废弃线路板进行高压电脉冲放电破碎,验证了高压电对样品的层间剥离效果。提出利用称量颗粒质量的方法表征废弃线路板解离情况,定义了颗粒相对质量ωi和颗粒数比值ηi的概念。根据对高压电脉冲破碎和机械破碎产物颗粒质量的统计,表明颗粒相对质量级为10%-0%时,高压电脉冲破碎颗粒含量为84.84%,机械破碎颗粒含量为8.84%,说明高压电脉冲破碎解离效果优于机械破碎。
  利用抗弯强度测试验证高压电脉冲对相界面的选择性破碎效果,发现放电后环玻布板—环玻布板界面抗弯强度降低71.52MPa,铜—环玻布板界面抗弯强度降低93.76MPa,说明高压电脉冲对相界面的破碎效果更强。
  以-13mm产率和-50+13mm铜剥离率为指标,研究电压、脉冲数、频率、间距和入料方式对破碎效果的影响:破碎效果对电压、脉冲数和入料方式的变化响应较大,对间距的响应稍弱,对频率不响应。
  对破碎仪工作原理进行分析,结合能耗试验数据提出放电能耗方程W=nk1k2CU2。对能耗—破碎效果曲线进行分析,得到能耗与破碎效果呈正相关,超过一定的范围后,增加能量输入对破碎效果的提升开始下降这一结论。根据能耗方程,设计电压、脉冲数显著性试验:同等能量输入下改变电压和脉冲数,产物的铜剥离率均为90%,-13mm产率由24.42%提升至49.37%,说明提高电压比增加脉冲数对破碎效果的提升更显著。
  对固液环境放电体系进行理论推导,证明脉冲放电在固体样品中进行。利用能带理论解释电击穿过程,分析了雪崩电流的形成机制,解释了高压电脉冲对铜—环玻布板相界面处进行层间剥离的原理。结合SEM和EPMA对产物形貌分析,证明导电通道的形成和扩张是高压电破碎的关键环节,归纳出高压电脉冲对线路板的破碎过程的四个阶段:铜箔提供电子、电子聚集在相界面;电子贯穿势垒、击穿于相界面处率先发生;导电通道沿界面以电树枝形式生长;裂缝相互连接得到破碎颗粒。
[硕士论文] 李飞
环境工程 西南交通大学 2017(学位年度)
摘要:钴酸锂电池广泛应用于各类电子产品,是日常生活中必不可少的移动电源,但是锂电池的大量使用使其废弃量也在急剧增长,废锂电池中含有钴、锂、铝、铜、铁等有价值的可回收金属,同时锂电池中还含有电解质、有机粘结剂等有毒成分,锂电池的大量报废不仅造成资源浪费,还造成许多环境问题,因此,废锂电池的资源再生正成为亟需处理和关注的问题;在废锂电池资源再生过程中,课题组不仅关注钴、锂的回收,同时需要降低工艺能耗,提高清洁生产水平,对污染物减量化进行研究,以达到废锂电池回收经济效益最大化和污染物排放最小化。
  本文通过建立废锂电池再生资源化技术体系,对废锂电池进行资源化处理:首先将废锂电池进行放电处理之后,对其进行手工拆解获取电池正极,采用有机溶剂NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)溶解有机粘结剂PVDF使正极上的活性材料LiCoO2与铝箔分离,得到含活性物质LiCoO2的黑色粉末,再用H2SO4+H2O2酸体系对LiCoO2粉末进行酸浸出,使用萃取剂P204对浸提液中Co2+、Li+进行萃取除杂,得到富Co2+、Li+的萃余液,再用萃取剂P507对Co2+、Li+进行萃取分离,Co2+进入有机相,Li+进入水相,最后使用HCl反萃Co2+,得到较纯CoCl2,用饱和Na2CO3沉淀Li+,得到沉淀Li2CO3,从而达到回收Co、Li的目的。废锂电池资源再生过程中的主要工艺包括:废锂电池预处理工艺,H2SO4+H2O2酸浸工艺,有机溶剂萃取分离工艺,HCl反萃工艺。经预处理实验得出:饱和食盐水可对废锂电池进行放电完全;有机溶剂NMP能使正极活性物质LiCoO2与铝箔分离,最佳固液比为1∶4。H2SO4+H2O2酸体系对含LiCoO2黑色粉末酸浸实验得出:硫酸浓度、浸提液温度、反应时间、液固比是影响Co2+、Li+浸出的重要因素,最优浸提Co2+、Li+条件为:硫酸浓度2mol/L、浸提液温度60℃、反应时间1h、固液比1∶15,最优条件下钴、锂的浸出率均达到99%。P204萃取Co2+、Li+实验得出:影响P204萃取的主要因素有萃取pH,相比。P204最优萃取除杂条件为:pH=2.58,相比为1∶1,此时P204萃取钴、锂的萃取率达到95%以上,杂质离子基本去除,锰、镁、锌的去除率均达到80%以上;P507萃取分离钴、锂实验得出:萃取pH,相比是影响P507萃取分离钴、锂的主要因素,最优萃取分离条件为:pH=5.46,相比为1∶1,此时P507对钴的萃取率能达到98%。富钴有机相采用HCl反萃,得到CoCl2溶液,其最优反萃HCl浓度为3mol/L,钴的反萃率达到98%;富锂水相采用饱和碳酸钠进行沉淀回收锂,沉淀率在95%以上。针对废锂电池再生污染物,利用NaOH溶液吸收拆解过程中挥发的电解液从而对其进行无害化处理;计算H2SO4+H2O2酸体系下不同硫酸浓度浸出钴、锂条件下的酸消耗与剩余酸,控制合适酸量;分析锰、镁、锌三种金属在H2SO4+H2O2酸体系中的浸出率及萃取剂P204对锰、镁、锌的去除。酸消耗量和剩余量实验得出最优浸提Co2+、Li+条件下,100ml实验样品合适酸用量为:17.5ml,剩余酸量为6.5ml;通过测定锰、镁、锌三种金属在H2SO4+H2O2酸体系中的浸出率,得出三种金属均被浸出进入料液,浸出率均达到80%以上;在P204萃取除杂时,Mn2+、Zn2+去除率均能达到95%以上,Mg2+去除率能达到80%,采用NaOH溶液处理含锰、镁、锌离子的废液,使其生成稳定Mn(OH)2、Mg(OH)2、Zn(OH)2沉淀而被去除。
[硕士论文] 陈仁婧
环境科学 武汉工程大学 2017(学位年度)
摘要:乳化液废水中有机物的浓度高,降解难度大,生化性能低等特点,被认为是机械加工行业中比较难处理的一种废水。目前,针对乳化液废水的处理方法分为物理化学处理法和生物化学处理法,其中生化处理法占主要位置。
  根据乳化液废水水质特点,本文引入了一种新型的水平式三相生物流化床处理工艺,用于处理乳化液废水。该新型废水处理工艺采用了厌氧-兼氧-好氧一体式处理方式,在各反应区投加填料,强化了系统的硝化功能,简化了工艺,同时具有处理规模大、占地面积小、抗冲击力强等优点,克服了传统流化床容易堵塞和板结等缺点。根据预处理后的乳化废水有较好的生化性特点,本文深入研究了水平式三相生物流化床的净化机理,在此基础上开展了水平式三相生物流化床处理乳化废水的实验研究,详细探讨了反应器启动期COD和氨氮变化规律和运行期温度、HRT、进水pH值对乳化液废水COD、氨氮、含油量去除率的影响,将实验研究的成果实际应用于机械加工企业废水处理站的生物处理,取得显著的处理效果。
  在实验研究中,首先在流化床启动期间,运用直接挂膜法对水平上三相生物流化床反应器的各反应区进行联合启动,并在启动过程中对各反应区内废水pH、溶解氧和温度进行监测,测出出水COD、氨氮含量,计算各反应区及系统中各因素的去除率。试验结果表明:保持HRT为8h,进水流量3L/h,污泥回流比4∶1,兼氧区DO控制在0.3~0.5mg/L之间,好氧区DO控制在2-3mg/L之间。在启动阶段的12天里,厌氧区COD的去除率从初始的5.3%上升到第12天后的24.5%,逐渐趋于稳定。在高负荷兼氧区,COD去除率从挂膜初期的43.6%到后期稳定于70%左右。低负荷好氧区启动期COD的去除率由刚开始的21%上升到38%。反应器出水COD值固定在80mg/L左右。系统COD去除率最终稳定在88%左右。同时,厌氧区氨氮浓度基本不变。高负荷兼氧区氨氮去除效率达到76%。低负荷好氧段氨氮去除率达到35%左右。系统氨氮去除率在85%左右。上述试验结果说明反应器启动成功,启动整个过程一共历时12d。
  另外,本文研究了温度、水力停留时间和进水pH值对反应器处理效率的影响。实验结果表明,反应器温度控制在18-22℃时,反应器去除效率最佳。其中温度升高,COD去除率下降较为明显;随着温度降低,氨氮的去除率下降较为明显。温度变化对含油量去除率改变并不明显。HRT在10-12h时,出口COD在50-70mg/L之间波动,出水氨氮在3-5mg/L之间,出水油含量保持在1-7mg/L之间。进水pH在7.4~7.8之间时,氨氮和含油量的去除率较高,COD的去除率影响不大。最后正交试验研究以及极差分析数据显示,实验的最佳运行条件是:温度为20℃,进水pH值为7.8,停留时间为11h。
  最后,在实际工艺研究中,配合UASB、混凝气浮、超滤等方法介绍了整个工艺流程,监测水平式三相生物流化床进出水COD、氨氮和油的去除效果,并进行了简单的技术经济分析和对比。项目投产运行后,当地环境保护监测站对出水口进行了监测。监测结果表明,出水水质已达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)及修改单中表一级A标准,取得了较好的环境效益和经济效益。
  综上所述,水平式三相生物流化床对处理乳化液废水中溶解性有机物的去除效果较高,配合UASB、混凝气浮、超滤等方法,可以实现机械加工乳化废水既经济又高效的处理。
[硕士论文] 程玺宁
动力工程及工程热物理 重庆大学 2017(学位年度)
摘要:随着《水污染防治行动计划》的出台,燃煤电厂脱硫废水的排放要求也越来越严格,须达标处理后排放,因此寻找一种处理效果好成本又相对较低的方法来处理电厂脱硫废水成为当前急需解决的关键问题。目前,脱硫废水处理技术有多种,如化学处理法、水力冲灰法、蒸发结晶处理方法等。其中,利用烟气余热对脱硫废水进行喷雾蒸发结晶处理技术,具有低投资和运行成本,能真正实现零排放而成为目前最有推广应用前景的技术,但此技术存在烟道积灰和腐蚀等问题,研究脱硫废水介稳区的影响因素,脱硫废水液滴蒸发结晶速率影响因素对于评估该技术对烟道和除尘器等设备的影响十分关键。
  于此,本文首先采用了激光法测量了脱硫废水主要离子成分在去离子水中的溶解度及超溶解度等热力学特性,考察了金属离子、搅拌速率、PH值和飞灰对脱硫废水主要成分的介稳区的影响。其次采用热重法研究了升温速率、恒温温度、液滴数量和飞灰含量对液滴蒸发结晶速率的影响。最后利用SEM扫描电子显微镜考察了结晶温度、金属离子浓度和飞灰颗粒物存在下对晶体表面形态的影响。结果表明:
  金属离子的存在使脱硫废水介稳区变宽,是造成烟道积灰的主要因素,废水烟气混合紊流度、弱酸性环境和飞灰的存在将使脱硫废水介稳区变窄,促进废水晶体析出,可有效减少烟道积灰。
  升温速率、恒温温度、液滴数量和飞灰含量对脱硫废水液滴蒸发结晶速率有较大影响。随着温升速率的增加,液滴蒸发速率越快,吸热峰值逐渐增大,峰值转折点为液滴晶体析出点,液滴结晶时间越短;恒温温度升高,液滴蒸发时间变快,DSC曲线中最大吸热量转折点更加明显,液滴结晶时间变快;液滴数量影响换热面积,换热面积越小,液滴蒸发与结晶时间越长;飞灰的存在对液滴蒸发速率没有影响,但是会改变液滴结晶的成核方式,增大结晶速率。
  结晶温度升高,晶体的孔隙率增大;金属离子浓度增大会增大结晶推动力,溶液间分子和离子碰撞更剧烈,但金属离子浓度的变化并不会改变晶体的主要形态;在飞灰颗粒物的存在下,晶体成核过程由均相成核变为非均相成核,晶体成核的形态会在原来的基础形态下发生部分转变。
[硕士论文] 李永通
材料物理与化学 兰州理工大学 2017(学位年度)
摘要:鉴于人们环境保护意识的日益增强、废旧印刷线路板的急剧增加以及相关绿色再资源化基础研究及应用技术的缺乏,亟需发展一种废旧印刷线路板再资源化的绿色工艺与方法。本论文在对废旧印刷线路板的结构和组成特性以及目前国际上用于处理废旧印刷线路板的主要技术方法深入分析的基础上,结合绿色环保溶剂离子液体的固有优势,提出了采用功能化离子液体热解法对废旧印刷线路板进行处理与资源化回收的研究思路。设计合成了几种适用于热解工艺、高温化学稳定的功能化离子液体,在有效提高离子液体对废旧印刷线路板的热解能力与对废旧印刷线路板中金属的浸出能力的基础上,大幅度提高离子液体循环使用次数和稳定性,降低废旧印刷线路板的再资源化运营成本。研究了废旧线路板的结构和组成特性、实验温度、添加原料的种类和含量与线路板中金属在离子液体中浸出量的关系;探讨了金属在离子液体中的热解浸出机理,进一步优化离子液体热解浸出工艺和方法,形成了一种废旧印刷线路板中金属的绿色环保再资源化工艺与方法。
  本研究主要内容包括:⑴结合研究思路,选择合适的具有特定功能的材料,采用间接合成法,设计合成了几种含有烷基、磺酸基及羧甲基官能团的咪唑类功能离子液体。采用红外光谱、核磁共振波谱以及元素分析对所合成的离子液体的结构进行了表征,通过热重分析研究了实验温度对离子液体的化学稳定性的影响。⑵根据废旧线路板中焊锡的的结构和组成特性,采用[BMIM][BF4]离子液体对废旧印刷线路板上的焊锡进行热熔回收。研究了废旧印刷线路板的结构和组成特性,同时,确定热熔浸出的工艺参数,考察了线路板在不同热熔温度下对焊锡回收效果的影响。结果表明:在200℃条件下,使用该离子液体在机械搅拌作用下对废旧印刷线路板上的焊锡进行热熔回收既能使焊锡熔融脱落,又最大程度地保护线路板基板使之不发生热裂解,同时,焊锡的回收率在90%以上。⑶采用酸性离子液体对废旧印刷线路板中的金属进行热浸回收,探索不同种类离子液体和不同实验条件对金属收率的影响规律。研究了线路板材料的结构和组成特性、试验温度、各种添加原料的种类和含量与线路板中金属材料在离子液体中的浸出关系。结果表明,1-羧甲基-3-甲基咪唑硫酸氢盐功能化离子液体([CM-MIM][HSO4])对废旧印刷线路板中金属的回收效果优于其他酸性功能化离子液体;通过单因素分析法获得较优方案:酸性功能化离子液体浓度为90%,废旧印刷线路板粒度为≥0.5 mm,固液比为1:20,温度为80℃,反应时间为120 min,氧化剂含量为15%(v/v)。在该工艺条件下金属收率为31.63%。通过电子探针中的能谱分析,证明还原金属中含有98.33%的铜元素。⑷通过设计L25(56)正交实验,对功能离子液体的热解浸出工艺和方法进行了优化。综合考虑不同实验因素对线路板中金属收率的影响,运用直观分析法得到影响废旧印刷线路板中金属回收效果的各因素主次顺序:功能化离子液体浓度>固液比>反应温度>反应时间>废旧印刷线路板粒度>氧化剂含量;确定优方案为:功能化离子液体浓度为90%,废旧印刷线路板粒度为≥0.5 mm,固液比为1:30,反应温度为70℃,反应时间为150 min,氧化剂含量为5%(v/v)。在该工艺条件下金属收率为38.49%。通过电子探针中的能谱分析表明还原回收的金属中含有99.57%的铜元素。⑸综合考虑经济成本、可操作性等实际工业应用条件,结合回收方案和优化热解浸出工艺,形成了一种废旧印刷线路板中金属的绿色再资源化工艺与方法。废旧印刷线路板中金属回收技术的最佳工艺参数:酸性功能化离子液体浓度为70%,废旧印刷线路板粒度为≥0.5 mm,固液比为1:30,温度为80℃,反应时间为150 min,氧化剂含量为5%(v/v)。最优方案的金属收率达35.74%,回收金属中含有98.31%的铜。
[硕士论文] 季文
材料学 兰州理工大学 2017(学位年度)
摘要:稀土元素因其特殊的性能而被广泛应用于发光材料、磁性材料、催化材料及抛光材料等领域,为绿色经济的转型发挥了重要作用。近年来,随着稀土应用的日益增多,导致大量的稀土元素包含在报废的产品中,造成了稀土资源的极大浪费。稀土荧光灯,作为稀土发光材料的重要应用之一,其中含有大量的稀土金属,这使得废弃荧光灯成为稀土元素回收利用的丰富二次资源。它的回收不仅节约了稀土资源,而且有助于环境保护,对实现稀土资源的可持续发展,具有重要的现实意义。为此,本文在酸浸回收稀土研究的基础上开发了一种加碱机械活化的预处理工艺,并对其活化前后的动力学模型进行了研究,从而提出了加碱机械活化-酸浸-草酸沉淀的完整工艺路线。研究结果有望进一步改善稀土回收工艺及为工业化生产提供相关理论依据。
  本研究主要内容包括:⑴采用酸浸工艺进行稀土回收。分别研究了酸的种类、酸的浓度、浸出温度和浸出转速对稀土浸出率的影响,结果表明:在浸出温度80℃,浸出转速300 rpm下,用2 mol/L的硫酸溶液浸出废荧光粉2 h,得到稀土最大浸出率为75.1%,其中Y、Eu、Ce和Tb的浸出率分别为84.3%、83.2%、23.8%和19.3%。⑵开发了一种加碱机械活化工艺对废荧光粉进行预处理,分别研究了球磨转速、活化时间和碱添加量对稀土元素浸出率的影响。反应控制条件为:球磨转速550 rpm、活化时间60 min、NaOH与废粉比例3:1时,稀土浸出率达到95.2%,相比于单纯酸浸工艺提高了20.1%。其中,Ce和Tb浸出率达到85.0%和89.8%,同比酸浸中Ce和Tb浸出率提高了61.2%和70.5%。同时对活化后的样品进行XRD、红外光谱等表征分析,结果表明:加碱机械活化工艺可以有效破坏蓝粉和绿粉中的尖晶石结构,提高稀土浸出率。⑶对废荧光粉活化前后的浸出反应动力学进行研究,结果表明:活化前后的浸出过程均为扩散控制,反应动力学遵循未反应核收缩模型;废荧光粉未活化反应活化能为16.4 kJ/mol,经过加碱机械活化后,样品的反应活化能下降为10.6 kJ/mol;活化后酸浸反应活化能的降低,说明加碱机械活化对废荧光粉有很好的活化效果,同时减少了对反应温度的依赖,加快了酸浸过程的进行,提高了稀土的浸出率。⑷草酸沉淀工艺的研究。实验中分别考察了草酸加入量和溶液 pH值对沉淀率和纯度的影响,得到最佳沉淀条件为:草酸加入量为15 mL,pH为1.5。结果表明,在此用量下稀土的沉淀率为96.4%,纯度为97.4%。同时探讨了不同的煅烧温度对产物的影响,在900℃煅烧2 h后,所得产物的各衍射峰峰型尖锐,结晶度好。其所得产物主要是四种稀土氧化物(Y2O3、Eu3O4、Ce2O3和 Tb4O7)的混合物。并且通过扫描电镜观察,所得的稀土氧化物产品主要为片层结构,片状晶体密集堆积,紧密结合。
[硕士论文] 梁鸿雁
材料学 兰州理工大学 2017(学位年度)
摘要:为了倡导“环境友好型,资源节约型”及“可持续发展”的社会需要,回收再利用废旧锂离子电池势在必行。多品种便携式电子设备的频繁更新换代导致了日益增多的废旧锂离子电池。LiCoO2是这些电子设备所用的锂离子电池中最为广泛使用的正极材料,也是最早商品化、大规模工业化生产的正极材料。LiCoO2正极材料中含有大量的钴锂元素。前期的研究结果表明,LiCoO2在SO3气氛中将发生化学演变,并生成新的物质,但 LiCoO2在 SO3中发生反应的动力学机理及温度等体系条件对反应速率的影响不清楚。开展 LiCoO2-SO3体系反应动力学机理及速率影响因素研究,有助于采用酸性焙烧技术从报废LiCoO2中回收Li、Co的新型工艺设计及参数优化研究。
  本研究采用模式配合法对 LiCoO2-SO3体系动力学机理进行了研究,并研究了反应温度、时间、Na2SO4的添加对反应的影响作用。热力学结果表明,在300-500℃的温度区间内,LiCoO2-SO3体系的化学反应为:12LiCoO2+6SO3=6Li2SO4+4Co3O4+O2;2Co3O4+6SO3=6CoSO4+O2。当体系中SO3含量低时发生的是类型反应,当体系中SO3含量较高时类型(1)和类型(2)的反应同时发生。这两种类型的反应均属于气固两相反应,LiCoO2-SO3体系动力学反应机理为:SO3气体通过边界层扩散到产物层的表面;SO3气体通过产物层扩散到 LiCoO2的表面;在LiCoO2的表面,SO3被吸附后发生界面化学反应;O2通过产物层向外扩散;O2通过边界层向外扩散。LiCoO2-SO3反应的最佳机理函数 G(R)为1-2/3R-(1-R)2/3,在300-500℃的温度区间内, LiCoO2-SO3体系反应的限制性环节为内扩散。结果表明,在300-500℃的温度区间内, LiCoO2-SO3体系发生的反应是吸热反应,提高反应温度有利于加快反应速率。反应体系中添加Na2SO4的时,Na2SO4的存在使产物层膜 Li2SO4等破裂,有利于 SO3内扩散,加快反应速率。Li2SO4、CoSO4和 Na2SO4则以形成Li2Co(SO4)2、NaLiSO4、Na2Co(SO4)2和Na6Co(SO4)4的物相形式存在。
[硕士论文] 王继钦
环境工程 西南科技大学 2017(学位年度)
摘要:废旧印刷线路板(Waste Printed Circuit Boards,WPCBs)是电子垃圾的主要组成部分。WPCBs具有髙危害性,因此,在WPCBs资源化过程中应重视其可能产生的污染问题。有关湿法资源化综合利用WPCBs的研究报道很多,但是很少有研究关注此过程中污染物的迁移转化规律。离子液体由于其较低的蒸汽压、较强的酸度等优点,被称为“绿色溶剂”,应用十分广泛,但少有研究其在WPCBs资源化中的应用。本研究从湿法浸提WPCBs的工艺出发,首先讨论了工业三酸硫酸、硝酸和盐酸体系下,WPCBs浸提时铜/锌/铅的相互作用规律;然后选取了五种典型离子液体:[BS04HPy]HS〇4、[BSO3HMIm]HSO4、[BSO3HMIm]OTf、[MIm]HSO4、[BSO3HPy]OTf,研究了WPCBs浸提时铜/锌/铅的相互作用规律;最后,从统计学的角度出发,对比研究了无机酸体系和酸性离子液体体系下铜/锌/铅的相互作用关系,如下:
  (1)WPCBs无机酸浸提研究表明:除硫酸体系的铅以外,硫酸、盐酸和硝酸都实现WPCBs铜锌铅的有效浸出,在最佳反应条件下,铜、锌、铅的浸出率分别达到90.61%、94.86%、30.84%,98.65%、98.84%、99.70%和99.80%、98.24%、99.44%。除硫酸体系的铅以外,WPCBs中的铜锌铅的浸出率随酸浓度、过氧化氢添加量、反应温度的增大、矿浆浓度的减小而增大。硫酸体系的铅浸出率始终处于较低水平。除硝酸体系,过高的温度和过量的过氧化氢添加量反而不利于铜锌铅的浸出。
  (2)WPCBs离子液体浸提研究表明:WPCBs中的铜和锌浸出率较高,基本在93%以上;铅的浸出率相反,基本在10%以下。[BS〇4HPy]HSO4、[BSO3HMIm]HSO^[MIm]HSO^[BS〇3HMIm]OTf、[BS03HPy]0Tf五种离子液体,在最佳条件下,铜和锌的浸出率最高分别为99.75%、99.48%、75.71%、99.86%、99.77%和93.02%、99.29%、99.02%、93.06%、74.88%。WPCBs中的铜和锌的浸出率随酸浓度、过氧化氢添加量、反应温度、固液比的变化趋势与硫酸和盐酸体系相似,铅的浸出率随考察因素变化趋势与硫酸体系的铅相似,并且处于较低的浸出水平。
  (3)WPCBs浸提工艺的统计学研究结果表明:无机酸体系中,铜与锌、铜与铅、锌与铅的浸出呈统计学正相关,其中,硝酸最高(铜与锌、铜与铅、锌与铅相关性系数分别为0.929、0.908、0.855)。[BS〇3HMIm]HS〇4、[BSO4HPy]HS〇4、[MIm]HS〇4浸出体系中,铜与锌、铜与铅、锌与铅的浸出呈统计学正相关,且较为接近,其中铜与锌的相关性程度最高(相关性系数分别为0.857、0.854、0.752)。[BS〇3HMIm]OTf、[BS〇3HPy]OTf浸出体系中,铜与锌、锌与铅的浸出呈显著相关,铜与铅浸出的相关性不显著,锌与铅的浸出呈统计学负相关(相关性系数分别为-0.434、-0.636)。不考虑浸出剂体系时,铜与锌、铜与铅、锌与铅(相关性系数分别为0.810、0.337、0.284)的浸出呈统计学相关,但铜与锌相关性明显高于铜与铅、锌与铅的相关性。
[硕士论文] 王希鹃
管理科学与工程 杭州电子科技大学 2017(学位年度)
摘要:随着我国科学技术的进步,高新电子产品快速更新迭代,电子废弃物的数量逐渐增加,其回收行业也随之兴起。电子废弃物既是资源又是污染源,若不进行回收处理,可能导致资源的浪费和环境污染。目前,我国大多数的电子废弃物是通过非正规回收商采用非正规回收方式回收的,为了使电子废弃物回收的效率更高,必须提出针对我国非正规回收渠道的有效监管策略。因此,本文研究政府的监管策略即补贴和随机惩罚对非正规回收商回收行为的影响,旨在为建立有效的回收渠道提供科学的决策。
  首先,本文针对电子废弃物回收行业的监管问题,在总结分析电子废弃物国内外相关文献研究的基础上,指出现有研究中的不足及有待进一步完善的地方,从而确定出本文研究的主要内容、研究方法及技术路线。
  然后,对随机惩罚下单个非正规回收商和政府之间的演化博弈进行了研究。本文构建了随机惩罚下单个非正规回收商与政府之间的演化博弈模型,通过演化稳定性分析和Matlab数值仿真进一步验证随机惩罚、补贴、回收收入等外生变量和内生变量对回收行为策略的影响。在此基础上,提出了科学合理的建议。
  其次,研究了随机惩罚下正规回收处理企业与非正规回收群体之间的演化博弈。在分析回收主体间相关影响因素的基础上,基于演化博弈理论,运用经济学需求函数,构建了非正规回收群体与非正规回收处理企业、随机惩罚下正规回收处理企业与非正规回收群体间的动态演化博弈模型,并进行了演化稳定性分析。
  最后,通过对随机惩罚下单个非正规回收商和政府、正规回收处理企业与非正规回收群体之间演化博弈的研究,指出合理拟定政府补贴和随机惩罚额度,有利于促使非正规回收群体产生与正规回收处理企业合作,促进非正规回收渠道向正规化转型。
[硕士论文] 邬军
环境工程 合肥工业大学 2017(学位年度)
摘要:氧化铟锡(ITO)的主要应用领域是生产液晶显示器,而其主要成分金属铟在地壳上含量稀少,属于稀散金属。随着电子行业的发展、含铟原生资源的过渡开采以及铟的需求量进一步增加,很多国家将其列为战略资源,因此,开发铟的二次资源显得尤为重要。
  ITO刻蚀废液产生于液晶显示器的生产过程中。这种废液的特点为含酸高且含高回收价值的金属离子,若是采用的是直排方式,既会使环境受到污染,又会使宝贵的资源被浪费。鉴于铟的需求量扩大,回收ITO刻蚀废液中的铟显得十分必要。本文以ITO刻蚀废液为研究对象,研究刻蚀废液中铟锡的回收利用技术。
  首先,通过沉淀法对ITO刻蚀废液进行处理,介绍了沉淀法的优缺点,并叙述了实验现象。实验结果表明,通过沉淀法处理ITO刻蚀废液,其回收率较高,其中铟离子的回收率为99.9%,锡离子的回收效率为96.6%。
  其次,通过萃取法对ITO刻蚀废液进行处理,介绍了萃取法的优缺点,选择了三种常见的应用于铟锡萃取的萃取剂,即,P204,P507和TBP,并通过定性的角度确定了适合用于ITO刻蚀废液的萃取剂为P204,并做了P204的反萃实验。实验结果表明,通过对P204进行单因素实验及正交实验得出萃取法在处理ITO刻蚀废液的最佳工艺为萃取剂/稀释剂为3/7;搅拌时间为5分钟;油水比(A/O)为7/1,温度为30℃。最佳工艺条件下,铟离子的萃取率为99.14%,锡离子的萃取率为76.68%。但是由于反萃效率不高,经估算,该方法铟的总回收率在85%左右,锡的回收率仅为15%左右。
  最后,通过螯合树脂法对ITO刻蚀废液进行处理,介绍了螯合树脂法的优缺点,并通过对三类应用于金属离子吸附的螯合树脂进行比选,选出了适用于吸附铟锡离子的螯合树脂。实验结果表明,通过螯合树脂法处理ITO刻蚀废液,其回收率较高,其中对铟的平均去除率高达99.5%,对锡的平均去除率高达96.2%。通过解吸,能将废液中的铟锡进行回收利用,且解吸效率较高,该方法对铟锡的总回收率均在95%以上,且产废较少,后续处理成本不大。
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