TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ
Đề tài: Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách đồng trong quá trình tái chế
đồng từ bùn thải nhà máy sản xuất mạch in (PCB).
Tác giả luận văn: Nguyễn Văn Vinh
Khóa: 2013B
Người hướng dẫn: PGS.TS Huỳnh Đăng Chính – PGS.TS Mai Thanh Tùng.
Nội dung tóm tắt:
a) Lý do chọn đề tài
Hiện nay, vấn đề ô nhiễm đang trở thành mối quan tâm hàng đầu của toàn nhân
loại. Đặc biệt số lượng các kim loại nặng phân tán trong môi trường ngày càng gia
tăng. Cùng với sự phát triển như vũ bão của khoa học kỹ thuật và công nghệ dẫn
đến sự ra đời hàng loạt các thiết bị điện, điện tử kéo theo sự phát triển nhanh chóng
của các nhà máy sản xuất bản mạch in PCB. Quá trình sản xuất mạch in tạo ra một
lượng chất thải khổng lồ xả ra môi trường. Rác thải điện tử chứa rất nhiều kim loại
nặng hoặc những hợp chất độc hại với con người và môi trường sống như làm ô
nhiễm không khí, nguồn nước… Nếu xử lý bằng phương pháp chôn lấp thì vừa tốn
diện tích mặt bằng vừa gây ô nhiễm đất, nước, còn bằng phương pháp thiêu hủy thì
vừa tốn nhiên liệu vừa gây ô nhiễm không khí. Chính vì thế yêu cầu xử lý nguồn
thải trên cho các nhà sản xuất PCB đã trở thành vấn đề cấp bách.
Như chúng ta đã biết đồng là nguyên liệu quan trọng của công nghiệp. Xét về khối
lượng tiêu thụ, đồng xếp hạng thứ 3 trong các kim loại, chỉ sau thép và nhôm. Theo
mức độ công nghiệp hóa đất nước, nhu cầu sử dụng đồng của nước ta sẽ ngày càng
tăng. Năm 2005 nhu cầu trong nước là 15,000 tấn/năm và đến năm 2020 nhu cầu sẽ
tăng lên 35,000- 40,000 tấn/năm .
Hơn nữa đồng là kim loại chiếm tỷ lệ lớn nhất trong tổng số kim loại có trong
bùn thải và ứng dụng nhiều trong đời sống. Do vậy, việc thu hồi đồng trong bùn thải
không chỉ có ý nghĩa về mặt môi trường mà còn có giá trị kinh tế cao và bảo vệ tài
nguyên. Vì vậy, trong luận văn tôi xin trình bày đề tài “Nghiên cứu tối ưu hóa quá
trình chiết tách đồng trong quá trình tái chế đồng từ bùn thải nhà máy sản xuất
mạch in (PCB)”.
b) Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu.
- Nghiên cứu thông số tối ưu quá trình hòa tách và chiết tách trong quy trình xử lý
thu hồi đồng từ bùn nhà máy sản xuất bản mạch in PCB.
- Tính toán thiết bị thu hồi đồng từ bùn thải nhà máy sản xuất PCB.
c) Tóm tắt cô đọng các nội dung chính và đóng góp mới của tác giả
Nghiên cứu các thông số tối ưu cho quá trình hòa tách và chiết tách như :
Nồng độ axit, tỷ lệ mẫu rắn/lỏng (R/L), tỷ lệ pha hữu cơ/ pha dung dịch ( O/A), số
bậc chiết tách và thời gian chiết tách. Từ đó tính toán thiết kế hệ thống hòa tách và
chiết tách thu hồi Cu.
d) Phương pháp nghiên cứu.
- Phân tích đặc trưng, cấu trúc, thành phần bằng các phương pháp hóa lý hiện đại
như XRD, SEM, TEM, BET,..
- Khảo sát khả năng hòa tách theo nồng độ axit H2SO4, theo thời gian hòa tách,
theo tỷ lệ R/L.
- Khảo sát hiệu suất thu hồi Cu theo thời gian chiết-tách, bậc chiết- tách, độ Ph
dung dịch chiết và tỷ lệ 2 pha O/A.
e) Kết luận
Từ kết quả nghiên cứu có thể rút ra nhận xét sau:
- Quá trình hòa tách chịu ảnh hưởng bới các thông số nồng độ axit, thời gian, tỷ lệ
rắn lỏng kết quả cho quá trình hòa tách đạt hiệu suất 80,91% với các điều kiện
như sau : Hòa mẫu bằng dung dịch axit H2SO4 1M, với tỷ lệ R :L = 1 : 8, thời
gian là 90 phút.
- Quá trình chiết đồng từ dung dịch hòa tách bằng dung môi LIX 984N chịu ảnh
hưởng bởi các thông số thời gian chiết, số bậc chiết.Chiết bằng dung môi LIX
984 N với thời gian chiết 3 phút, chiết 3 bậc, tỷ lệ O/A = 2/1.
- Quá trình giải chiết đồng từ dung dịch hòa tách bằng dung dịch H
2
SO
4
chịu ảnh
hưởng bởi các thông số thời gian, nồng độ,tỷ lệ A/O.Kết quả quá trình hòa tách
trong các điều kiện : Giải chiết trong axit H
2
SO
4
4M, với tỷ lệ O/A = 4:1 , thời
gian là 3 phút.
- Từ các kết quả trên ta có thể đưa ra điều kiện tối ưu thu đồng từ mẫu bùn thải như
sau: Hòa mẫu bằng dung dịch axit H
2
SO
4
1M, với tỷ lệ R : L = 1 : 8, thời gian là
90 phút. Chiết bằng dung môi LIX 984N với thời gian chiết 3 phút, chiết 3 bậc, tỷ
lệ O/A=2:1. Giải chiết trong axit H
2
SO
4
4M, với tỷ lệ O/A=4:1, thời gian là 3
phút. Đồng thời tính toán xây dựng hệ thống hòa tách và chiết với dung môi chọn
lọc thu hồi đồng trên cơ sở các số liệu tối ưu từ thực nghiệm như trên. Quá trình
sẽ là tiền đề tiếp theo cho quá trình thu thôi Cu kim loại thông qua quá trình điện
phân dung dịch CuSO
4
sạch thu được từ chiết tách dung môi.
- Hệ thống hòa tách gồm 5 bề hình trụ đáy nón cụt với kích thước : chiều cao H =
1,5 m, đường kính d = 1,6 m, thể tích V = 3,72 m
3
.
- Hệ thống chiết gồm box khuấy với kích thước 60x50x50cm
3
= V = 150 lit. Box
lắng với kích thước 60x50x250 = V = 750 lít.
Người hướng dẫn Học viên
PGS.TS Huỳnh Đăng Chính PGS.TS Mai Thanh Tùng Nguyễn Văn Vinh