【摘要】：隨著經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展,液晶顯示器(LCD)的需求量快速增長,給人們生活帶來了便利的同時,也同樣造成了嚴重的環(huán)境污染和資源浪費問題,對廢舊液晶顯示器進行資源化回收,不但能起到對環(huán)境的保護作用,還能給社會帶來巨大的經(jīng)濟價值和社會價值。本文對回收廢舊液晶顯示器中的金屬銦進行研究,采用微波焙燒預(yù)處理法強化廢舊液晶顯示器中金屬銦的浸出。首先,系統(tǒng)地研究了廢舊液晶顯示器的預(yù)處理過程,通過對廢液晶顯示器的手工拆解,認識了廢液晶顯示器的內(nèi)部結(jié)構(gòu),并得到了拆解后的各組成成分,獲得的液晶顯示器玻璃基板材料作為下一步熱處理的原始樣品。通過TG-DSC測試,確定了液晶顯示器玻璃基板粉末主要熱分解溫度范圍在300℃~470℃,繼續(xù)升溫對熱分解失重影響不大。利用XRF、ICP-AES和元素分析等技術(shù),確定了液晶顯示器玻璃基板是以SiO_2、Al_2O_3等為主的無堿硅酸鋁玻璃,表面有ITO膜,其中較多含量的銦存在于粒徑較小的玻璃基板中,當液晶顯示器玻璃基板粉粒徑小于0.4 mm時,銦含量為311mg/kg。采用微波焙燒預(yù)處理后產(chǎn)物酸浸提銦工藝處理廢棄液晶顯示器,在微波焙燒溫度300℃、焙燒時間4 min、添加劑NaOH用量500 g/kg的優(yōu)化條件下對廢棄液晶面板進行焙燒預(yù)處理,然后用5 mol/L硫酸溶液,在90℃下浸出90 min,控制液固體積質(zhì)量比為8 mL/g,則銦浸出率達92.3%,相對于未處理浸出時的最大浸出率63.5%提升了28.8%。根據(jù)單因素實驗的結(jié)果,以微波焙燒預(yù)處理時間、浸出時間、浸出溫度和液固比四個參數(shù)為自變量,采用響應(yīng)曲面法對廢液晶顯示器進行過程優(yōu)化,利用擬合的響應(yīng)面模型方程預(yù)測微波焙燒強化酸浸的最優(yōu)實驗條件為:浸出時間97.5 min,微波焙燒預(yù)處理時間4.54 min,浸出溫度90℃,液固比7.56 ml/g,在此最優(yōu)實驗條件下銦的浸出率為92.43%,影響浸出的因素為:微波焙燒預(yù)處理時間液固比浸出時間浸出溫度,因此運用BBD響應(yīng)面法尋求最佳微波焙燒強化浸銦工藝參數(shù)具有一定的實用價值。浸出反應(yīng)動力學(xué)研究表明:浸出溫度和硫酸初始濃度對廢液晶顯示器玻璃基板粉末的浸出反應(yīng)有顯著的影響,隨著浸出溫度的升高和硫酸初始濃度的增大,廢液晶顯示器玻璃基板粉末中銦的浸出率提高顯著。浸出廢液晶顯示器玻璃基板粉末的未處理浸出和微波焙燒強化浸出過程均可用Avrami模型方程進行描述。在微波焙燒強化浸出廢液晶顯示器玻璃基板過程中,其表觀活化能從未處理浸出時的24.8 kJ/mol降至11.8 kJ/mol,表觀反應(yīng)級數(shù)從0.48降至0.37,且浸出過程由未處理浸出的混合控制變?yōu)槲⒉ū簾A(yù)處理的內(nèi)擴散控制。該結(jié)果將為廢棄液晶面板的資源化利用提供有利的技術(shù)支撐。
【學(xué)位授予單位】：上海第二工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X705;TF843.1

【參考文獻】

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本文編號：2590425