废弃液晶显示器中铟的回收工艺及关键技术研究

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伴随着液晶显示器的大量报废,急需寻找关于其废弃物的处理技术。目前的处理手段主要是填埋和焚烧,不仅会给环境带来严重影响,还会造成资源浪费。本论文采用热解和酸浸相结合的新型工艺重点针对废弃液晶显示器中的ITO玻璃模组进行综合资源化回收处理,以实现废弃液晶显示器最大程度的减量化及资源化。本论文采用热解法处理废弃ITO玻璃模组中的有机组分,通过对ITO玻璃模组和偏光膜的热解特性的探索及热解产物的分析,可以发现ITO玻璃模组和偏光膜的热解液体产物均在热解终温450°C时获得最大产率,分别为7.20%和50.45%,并且在此热解终温下,两者热解产生的气体产物主要含有H2、CO、CO2、CH4和少量C2H6、C2H2。热解液体产物主要包含酸类、酯类和芳香类等组分,O/C均较高,且HHV较低。因此,热解液需通过加氢等技术操作进行精制提质,以用作燃料或工业原料。表观动力学研究表明两者的热解过程主要是受化学反应机理控制。本论文针对ITO玻璃中稀有金属铟的酸浸回收过程,进行了温度、时间、酸浓度和液固比等单因素影响的探索以及热力学和动力学机理分析,并采用响应曲面法进行了过程优化,获得了铟的回收率对时间、温度和酸浓度的二次多项式回归模型(R2=0.9985)。同时,响应曲面三维曲线图表明与时间和酸浓度相比,温度对铟的回收率的影响更加显著。在选取的各因素范围内,对模型进行求解,得出回收铟的最佳反应条件为时间42.2min,温度65.6°C,酸浓度0.6mol/L,在此条件下,铟的回收率接近100%。本文还对酸浸提铟工艺进行了多次酸浸提铟工艺和逆流酸浸提铟工艺改造,证明了二级逆流酸浸提铟可以在高效回收ITO玻璃中铟的前提下降低酸浸温度和酸浓度,从而有效降低能耗、节约成本。通过NaOH沉淀、Na5P3O10沉淀和萃取法净化浓缩含铟浸得液的详细对比,得出NaOH沉淀和Na5P3O10沉淀均难以实现浸得液中金属离子的有效分离。相比之下,P204和P507萃取法可以实现含铟浸得液中铟的净化浓缩。本论文还针对铟的资源化利用,采用欠电位沉积In修饰Pt电极,证实了Pt盘电极表面沉积的upd-In原子对甲醇氧化具有一定的促进作用,为铟的资源化利用提供新的思路。
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