Thạc Sĩ Nghiên cứu quy trình công nghệ xử lý, thu hồi Cu từ bản mạch điện tử thải bỏ

MỞ ĐẦU

Sự gia tăng nhanh chóng của lượng chất thải từ các thiết bị điện, điện tử trong vài năm gần đây đang được các nhà Khoa học cũng như kinh tế trên thế giới quan tâm đặc biệt. Các thiết bị điện, điện tử là những vật dụng hữu ích phục vụ cuộc sống con người, nhưng khi thải bỏ lại là chất thải nguy hại cần phải có biện pháp xử lý đặc biệt. Ở Việt Nam, Bộ Tài nguyên môi trường đang được thủ tướng giao soạn thảo quyết định về trách nhiệm của các nhà sản xuất, nhập khẩu, phân phối và tiêu dùng phải thu gom, xử lý các thiết bị điện tử hỏng, hết hạn sử dụng.
Bản mạch là một bộ phận thiết yếu trong thiết bị điện, điện tử có chứa lượng lớn kim loại có giá trị. Theo ước tính chứa khoảng 10% đồng và nhiều kim loại có giá trị khác. Điều đó cũng chỉ ra rằng, nếu thu hồi kim loại trong đó thì sẽ tiết kiệm được tài nguyên và có giá trị kinh tế. Ước tính khoảng 50.000 tấn bản mạch điện tử được sản xuất mỗi năm ở Anh và chỉ 15% được thu hồi, còn lại 85% được chôn lấp.
Đồng là kim loại chiếm tỉ lệ lớn nhất trong tổng số kim loại có trong bản mạch và ứng dụng nhiều trong đời sống. Do vậy, việc thu hồi Cu trong bản mạch thải bỏ không chỉ có ý nghĩa về mặt môi trường mà còn có giá trị kinh tế và bảo vệ tài nguyên. Chính vì vậy, trong luận văn này chúng tôi đi sâu vào tìm hiểu và bước đầu “Nghiên cứu quy trình công nghệ xử lý, thu hồi Cu từ bản mạch điện tử thải bỏ”.

MỞ ĐẦU

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