



viên Nguy   



  PGS.TS Mai Thanh Tùng. 

 









   

, PGS.TS Mai Thanh Tùng

 

 





















Nguy

 2016

iii

MC LC

 ...................................................................................................... i

 ........................................................................................................... ii

MC LC ................................................................................................................ iii

DANH MC CÁC HÌNH V TH VÀ BNG ............................................... v

M U .................................................................................................................... 1

NG QUAN ..................................................................................... 2

1.1.Tng quan cht thi bn mch in PCB ......................................................... 2

1.1.1. Quá trình sn xut bn mn t [11-16] ......................................... 2

m, thành phn, cu trúc bùn thi ................................................ 5

1.2. Các công ngh ng t bùn thi ............................................................. 6

a luyn ........................................................................... 6

y luyng ................................................................. 7

1.3. Công ngh SX /EW (Solvent extracion/electrowinning) ............................. 11

13.1. Nguyên lý quá trình [15-30] .................................................................... 11

1.3.2. Quá trình hòa tách .................................................................................. 12

1.3.3. Quá trình chit ........................................................................................ 12

1.3.4n phân ................................................................................. 23

1.4. Mô hình tính toán h thng hòa tách  tinh ching .......................... 27

1.4.1. Mô hình tính toán: .............................................................................. 28

1.4.2. Mô hình khung làm vin .................................... 28

1.4.3. Mô hình khung làm vic liên tc ........................................ 30

C NGHIM ............................................................................. 33

2.1. Chun b mu ............................................................................................. 33

 KT QU NGHIÊN CU VÀ THO LUN ............................. 36

3.1. Kt qu thí nghim ....................................................................................... 36

3.1.1. Phân tích hình thái cu trúc b mt (SEM)- thành phn hóa

hc(EDS)-thành phn cu trúc (XRD) ca mu bùn ................................... 36

3.1.2. S ph thuc khng theo nhi ................................................ 39

3.1.3. Quá trình hòa tách. ................................................................................ 41

3.1.4. Quá trình chit tách ............................................................................ 44

3.1.4.1. Qúa trình chit dung dch Cu ............................................................ 44

3.1.4.2. Quá trình gii chit dung môi ............................................................ 49

3.2. Tính toán thit k h thng hòa tách- ching ........................... 51

3.2.1.  ........................................... 51

3.2.2. Tính toán thit k h thng chit tách dung môi ............................. 56

T LUN ...................................................................................... 61

TÀI LIU THAM KHO ...................................................................................... 62

DANH MC CÁC HÌNH V TH VÀ BNG

Trang

Hình 1.1.

Hình nh bn mn t

Bng 1.1.

Thành phn vt liu trung bình ca bn mch in [29]

Hình 1.2.

Quy trình sn xut bn mch in PCB

Bng 1.2.

Thành phn ch yu ca bùn thi  o [26]

Hình 1.3.

 công ngh thy luyng

Hình 1.4.

 SX/EW

Hình 1.5.

S phân b ca mt cht tan gia 2 pha lng [14]

Bng 1.3

Tính cht ca mt s dung môi ching [34-Tr 311]

Bng 1.4.

Gii thiu mt s dung môi ching [18]

Bng 2.1.

Hóa cht s dng trong thí nghim.

Bng 2.2.

Thiêt b s dng trong phòng thí nghim

Hình 3.1.

nh SEM ca mu bùn

Hình 3.2.

Gi EDX

Bng 3.1.

Bng thành phn hóa trong mu bùn theo EDX

Bng 3.2.

Kt qu 

Bng 3.3.

Thành phn ch yu kim loi trong bùn thi hòa tách

vi các tác nhân khác nhau(phân tích ICP)

Bng 3.4.

S ph thuc khng theo nhi

Bng 3.5.

Gim khng theo thi gian

Hình 3.3.

 th s ph thuc khng theo thi gian

Bng 3.6.

Kt qu hòa tách mu nung và không nung

Bng 3.7.

S ph thu hòa tan vào [H2SO4]

Hình 3.4.

ng n n quá trình hòa tách

Bng 3.8.

S ph thuc hiu sut thu hi Cu vào thi gian

Bng 3.9

ng t l mu vi axit H2SO4 1M (R: L)

Hình 3.5.

ng t l mu vi axit H2SO4 1M (R: L)

Bng 3.10.

T l dung môi và du ha pha loãng

Hình 3.6.

ng t l pha loãng dung môi LIX 984 và t

chuyn Cu vào pha dung môi

Bng 3.11

T l feed và LIX984 cn thit: ( T l O/A)

Hình 3.7.

ng t l feed và LIX984 cn thit: ( T l O/A)

Bng 3.12.

ng ca pH dung dn quá trình chit

Hình 3.8

ng ca pH dung dn quá trình chit

Bng 3.13.

nh ng ca thi gian chin quá trình chit

Hình 3.9

ng ca thi gian chin quá trình chit

Bng 3.14.

ng Cu chuyn lên pha Lix 984 sau 3 bc chit

vii

Bng 3.15.

ng ca thi gian lên quá trình gii chit

Hình 3.10.

nh ng ca thi gian lên quá trình gii chit

Bng 3.16.

ng ca n axit H2SO4 lên quá trình gii

chit

Hình 3.11.

ng ca n axit H2SO4 lên quá trình gii

chit

Bng 3.17.

ng ca t l O/A

Hình 3.12.

nh ng ca t l O/A lên quá trình gii chit

Bng 3.18.

ng ca bc chin quá trình gii chit

Bng 3.19.

Các thông s u vào s dng cho quá trình tính toán

Hình 3.13.

 tính toán thit k h thng

Bng 3.20.

S ph thuc ching kính thit b

Hình 3.14.

 th s ph thung kính và chiu cao thit b

Hình 3.15.

 cu to b lng

Bng 3.21.

Các thông s thit k

Hình 3.16.

c Box lng

Bng 3.22.

Thông s k thut ch

Hình 3.17.

 h thng chit tách Cu

M U

Hin nay, v ô nhi thành mu ca toàn

nhân loc bit s ng các kim loi nng phân tán trong môi ng ngày càng

i s phát tria khoa hc k thut và công ngh dn

n s i hàng lot các thit b n t kéo theo s phát trin nhanh chóng

ca các nhà máy sn xut bn mch in PCB. Quá trình sn xut mch in to ra mt

ng cht thi khng l x ng. Rác thn t cha rt nhiu kim loi

nng hoc nhng hp chc hi vng s

nhim không khí, nguu x lý bp thì va tn

din tích mt bng va gây ô nhic, còn by thì

va tn nhiên liu va gây ô nhim không khí. Chính vì th yêu cu x lý ngun

thi trên cho các nhà sn xu thành v cp bách.

ng là nguyên liu quan trng ca công nghip. Xét v

khng tiêu thng xp hng th 3 trong các kim loi, ch sau thép và nhôm.

Theo m công nghic, nhu cu s dng cc ta s ngày

c là 15,000 t

cu s - 40,000 t].

ng là kim loi chim t l ln nht trong tng s kim loi có

trong bùn thi và ng dng nhii sng. Do vy, vic thu hng trong

bùn thi không ch  mt mng mà còn có giá tr kinh t cao và

bo v tài nguyên. Vì vy, trong lu Nghiên cu ti

ng trong quá trình tái ch ng t bùn thi nhà

máy sn xut mch in (PCB)

Mc tiêu lulà:

- Nghiên cu thông s t   t tách trong quy

trình x lý thu hng t bùn nhà máy sn xut bn mch in PCB.

- Tính toán thit b thu hng t bùn thi nhà máy sn xut PCB.

NG QUAN

1.1.Tng quan cht thi bn mch in PCB

1.1.1. Quá trình sn xut bn mn t [11-16]

Bn mn t (mother board hay main board, logic board, systemboard

gi chung là printed circuit board PCB). Mt board mch in, hoc PCB, máy móc

c s d h tr kt nn t và linh kin t bng cách s dng con

ng dn, hoc du vt, khc t tng tráng lên mt cht nn không dn.

Bn mn t là bn mch in có cha các linh kin t 

cm, khe cm các bo mch m rng khác. Nói cách khác, mch in là h thng

ng mch (hay dây dc sp xp b trí trên các phin bng nhiu lp hoc

mt lc ghép vi nhau, nhm ni kt các linh kin n t, các IC hay các

phn t chi nhau theo nhng mc thit k. Mch in có th

n 10 lp (layer) ho thu phc tp và tinh vi ca bn mch

cn ch to và kh   n áp và chng rò r  n. Các ng

mng b ng. Mt s các mch in cho các m  c bi ng

mch có th c làm bng vàng.

Hình 1.1.Hình nh bn mn t

Thành phn ch yu ca bn mch :

Nhìn chung thành phn ca bn mch in bao gm 40 tr ng kim loi,

30% trng nha và 30% là vt liu gm s (bng 1.1).

Bng 1.1. Thành phn vt liu trung bình ca bn mch in [29]

Vt liu

Thành phn (% trng

ng)

Vt liu

Thành phn (%

trng)

Kim loi

Khong 40%

Gm s

Khong 30%

10  26,8

SiO

15  41,86

1,33  4,78

6  6,97

0,99  4,19

Kim và ôxit kim th

6  9,95

0,16  2,17



3,0

0,28  2,35

Nha

Khong 30%

1,22  8,0

Polyethylene

9,9  16

1,0  5,28

Polypropylene

4,8

0,06  0,4

Polyesters

4,8

80  1000 (ppm)

Epoxies

4,8

4,6  30 (ppm)

Polyvinyl clorua

2,4

110  3301 (ppm)

Polytetra fluoroethane

2,4

10  294 (ppm)

Nylon

0,9

Quy trình sn xut bn mch in

Hình 1.2.Quy trình sn xut bn mch in PCB

Quá trình sn xut mch in g n chính là ch to phim và gia

công mn có ngun thn gia

công mch in. (C th là : cng, khoan l, chi r xuyên

l, chi r.

m, thành phn, cu trúc bùn thi



                

 

















- 

           

, CuCl, Cu(NO

)

Pb(NO

)

, PbCl

, Ag(NO

-  

, 2H

O, Pb(NO

)





khô). Hin nay, có rt nhiu ngun thi t các nhà máy m

chng vi thành phn khác nhau. Trong bài nghiên cu này bùn thi có thành

phn ch yu gt hi]. Bùn thc phân

tích thành phn t nhà máy m  o bng 1.1

Bng 1.2.Thành phn ch yu ca bùn thi  o [26]

Màu

Xanh ca nha cây

c (%)

84,3%

u

9,3

 du (µs/ cm)

4250

Kim loi nng

N (mg/kg)

114133

99967

16217

13820

12730

1.2. Các công ngh ng t bùn thi

Thc t, bùn thng nghiên cu c th. c áp

dng ch yu hin nay cho các qung chng. Tuy nhiên, nh

 áp d thu hng t bùn thi. Da vào thành phn, tính cht

có th ng nghiên cu thu hng sao cho hiu qu, hp lý , kinh t nht.

Trên th gii hin trong ch bia

luyn và thy luyn.

a luyn

Ha luyn là nung oxi hóa bùn th chuy

ng kim loi và tinh ch bn phân. Kim loi trong mu tn ti  dng

oxi hóa Me

nên phi thc hin quá trình kh  c kim loi Me

: Me

+ ne

= Me

y ha luyng là quá trình x lý nhit, gm 2 quá trình chính là

tn phân tinh luyn.ng là hp kim ca các sunfua kim loi,

m ch yu (chim 80  90%) Cu

c tính rt

quí là có kh t các kim loi quí và him.

m

Công ngh t có nhi n dng nhit, x lý trit

 khng, sch s, không t chôn lp.

m

Có mt s hn ch n hành, x lý khí thi ln, d to ra

các sn phm ph nguy him. Các sn phm làm giàu (tp trung nhiu kim loi)

bt luyn s c áp dng rng rãi bi các công ty tái ch 

nhc phát tring ca các cht có trong cht thn t

nên vit s hát tán các cht ô nhim và chc

hi làm ô nhim khí quyn.

y luyng

1.2.2.1. Nguyên lý

Thy luyng bao gc (1) hòa tách, (2) kt ta hóa hc và (3)

n phân nhm x lý bùn th ng, thu h ng kim loi.  c

i vi dng bùn thng oxit nghèo cha ít vàng bc. Hin nay thy luyn

ng mi chin khong 10-ng sn xui yêu

cu x lí ngày càng nhing oxit nghèo, s di dào ca các sn phm hóa

hc và yêu cu bo v y luyng chc chn s ngày

hoàn thin và phát triHình 1.3   thy luyng.

1.2.2.2. Dung dch hòa tách

Hin công nghii ta dùng ch yu 3 dung dch sau:

Axit sunfuric loãng: Dung d ng cha ít

t- Nó rt d  kt tng cc âm.

Các phn ng hòa tách ch yu:

CuCO

.Cu(OH)

+ H

SO4 = 2CuSO

+ CO

+ 3H



CuSiO3.2H

O + H

= CuSO

+SiO

+ 3H



CuO + H

= CuSO



O ch c mt phn trong H

Hình 1.3.  thy luyng

Dung dch mui st ba sunfat-Fe

(SO

)

:  hòa

ng t ng oxit và c ng t ng oxit và c ng sunfua

n. Nó hòa tách rt yu vi chalcopyrit - CuFeS

  c

(SO

)

b thy phân mnh. Vì vy trong thc t i ta dùng nó cùng vi axit

 chng thy phân.

S + 2 Fe

(SO

)

= 2CuSO

+ 4FeSO



CuS + Fe

(SO

)

= CuSO

+ 2FeSO



Dung dch amon  (NH

OH + (NH

)

) : Dung d

ng t ng oxit cha nhiu tp chc tính d bay

a amoniac và các hp cht ca nó, vic tái sinh và ra gii rt d dàng.

Các phn ng hòa tách ch yu:

 hòa tách ca quá trình hòa tách bng

oxít có th tác dng vi NH

OH và (NH4)

, to thành mui phng amôn

hòa tan trong dung dc:

CuCO

.Cu(OH)

+ NH

OH + (NH

)

= 2Cu(NH

)

+ 8H



, melaconit  hòa tan:

CuO + 2 NH

OH + (NH

)

= Cu(NH3)

+ H



Cuprit to thành mui phng mt:

O + 2 NH

OH + (NH

)

= Cu

(NH

)

+ 3H



ng t  hòa tách bi mui phng amôn:

Cu + Cu(NH

)

= Cu

(NH

)



ng sunfua và kim lai qúy không hòa tan trong dung dch mui amôn.

ng vi Fe

và CaCO

ng oxít

cha nhiu si dùng dung dch amôn ch không dùng axít H

 hòa tách.

t tng t dung dch

ng bt st