论文题目：电路板还原熔炼综合回收有价金属实验研究
摘要：随着电子产品使用及更新速率的提高,电子垃圾的品种和数量急剧升高。电子垃圾具有量大、危害大、有价金属含量高等特点,既属于危险固废也是典型的“城市矿山”。电路板作为电子产品的核心部件,有色金属含量占到30%以上是优质的“有色金属二次资源”。基于国家环境保护及危险固废管理等规定,研究环保、安全、经济高效的处置技术是电路板回收行业的迫切要求。本文以废旧电路板为研究对象,提出了一种以FeO-SiO2-Al2O3-CaO渣体系为基础的废旧电路板火法还原熔炼工艺,通过相关文献及冶金原理,首先对工艺的可行性和基于减少渣中金属损失及控制性能角度出发,对渣成分及结构调控进行了理论分析。在此基础上,进行了相关试验,重点考察了熔剂添加量、熔炼时间、熔炼温度、炉渣组成成分对金属回收率的影响,确定了基于FeO-SiO2-Al2O3-CaO渣型熔炼情况下的最佳熔炼工艺条件和熔炼渣型。其次通过冶金计算掌握了生产工艺及热利用情况;通过工业生产实践,了解了电路板回收工艺流程,探索元素迁移规律,初步分析了工业生产中的环境保护措施。主要研究成果如下:（1）提出了一种适合冶炼电路板的FeO-SiO2-Al2O3-CaO渣型,通过热力学软件Fact Sage模拟该渣系液相区相图及计算炉渣组成对渣系粘度的影响。结果表明:该渣系合适的熔炼温度为1400℃,炉渣组成中铁硅比应控制在0.8-1.1,炉渣中氧化铝含量低于15 wt%,炉渣中氧化钙含量控制在8 wt%。（2）针对FeO-SiO2-Al2O3-CaO渣体系为基础的废旧电路板还原熔炼工艺,从减少渣中金属损失及控制性能角度,对渣成分及结构进行调控试验,结果表明:在熔剂添加量为原料的30%、熔炼温度1450℃、熔炼时间75 min、FeO/SiO2=1、渣中CaO含量为8%的条件下,电路板中Cu、Sn的回收率可达91.98%和86.30%,贵金属Au、Ag、Pt在合金相中含量可达67.41 g/t、1020.74 g/t、54.75 g/t,证实了以该渣系为基础还原熔炼废旧电路板的工艺是可行的。（3）通过冶金计算掌握了生产工艺及热利用情况;通过工业生产实践了解了电路板回收工艺流程和工业生产中的环境保护措施,后探索其中的元素迁移规律,并提出产物无害化处理、综合利用的方法或途径。（4）本研究部分成果已经在陕西金国环保公司工业处理电路板生产中应用,结果表明:工艺流程短、综合利用及环境保护水平高、经济效益良好,可以在危废处理行业推广应用。
关键词：废旧电路板;还原熔炼;铜;贵金属;回收;环境保护
学科专业：冶金工程
摘要
abstract
1.绪论
1.1 电子废弃物
1.1.1 电子废弃物的来源
1.1.2 电子废弃物的特点
1.2 电子废弃物的处理现状
1.2.1 电路板的种类及组成
1.2.2 废旧电路板的结构
1.2.3 废旧电路板的资源特点及危害
1.2.4 废旧电路板的处理技术
1.3 火法熔池熔炼工艺
1.3.1 熔池熔炼技术简介及特点
1.3.2 研究现状
1.3.3 熔池熔炼工艺的优势
1.4 本课题的研究目的及内容
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究内容
1.4.3 技术路线图
2.试验原料及方法
2.1 试验原料
2.1.1 废旧电路板
2.1.2 熔剂
2.1.3 还原剂
2.1.4 试验设备
2.2 试验方法
2.2.1 原料预处理
2.2.2 试验方法
2.3 检测方法及表征
2.3.1 分析检测方法:
2.3.2 结果表征
3.还原熔炼的理论分析
3.1 还原熔炼渣型的选择
3.1.1 渣型选择的基本要求
3.1.2 CaO-SiO_2-Al_2O_3渣型
3.1.3 FeO-SiO_2-Al_2O_3渣型
3.1.4 FeO-SiO_2-CaO渣型
3.1.5 FeO-SiO_2-Al_2O_3-CaO渣型的提出
3.2 还原熔炼理论分析
3.2.1 温度对FeO-SiO_2-Al_2O_3-CaO渣型液相区的影响分析
3.2.2 炉渣组成对FeO-SiO_2-Al_2O_3-CaO渣型粘度的影响分析
3.3 本章小结
4.还原熔炼试验
4.1 试验设计
4.2 原料预处理
4.2.1 预处理步骤
4.2.2 失重率的测定
4.3 还原熔炼
4.4 试验结果与讨论
4.4.1 熔剂添加量对金属回收率的影响
4.4.2 熔炼时间对金属回收率的影响
4.4.3 熔炼温度对金属回收率的影响
4.4.4 炉渣组成对金属回收率的影响
4.5 最佳工艺条件试验
4.6 本章小结
5.环境保护分析
5.1 还原熔炼冶金计算
5.1.1 物料平衡计算
5.1.2 热量平衡计算
5.2 工艺流程
5.3 元素走向及熔炼产物分析
5.3.1 熔锡废水
5.3.2 二燃灰
5.3.3 布袋灰
5.3.4 酸性废液
5.3.5 熔炼产物
5.4 环境保护措施
5.4.1 烟气及烟尘治理
5.4.2 熔炼渣
5.5 本章小结
6.结论与问题
6.1 结论
6.2 问题
参考文献
致谢