相比原生矿产资源,有色金属二次资源一般具有组成结构复杂、元素种类多、组分含量差异大以及有毒有害元素多等特点。因此,有色金属二次资源回收需要开发有别于常规原生矿产处理的新技术和新装备。针对上述有色金属二次资源循环利用技术,开发制造相应的资源循环利用高效智能化新型装备,主要研究内容如下:
(1)智能识别及精细分选装备
针对废旧电子电器产品回收过程拆解自动化程度低、处理环境差、塑料资源化率不高等问题,开发智能识别和及精细分选装备。
废旧电子电器产品自动化立体式拆解设备。开发基于3D图形识别的智能化拆解方法,构建废旧家电自动拆解应用系统,实现废旧电子电器产品高效拆解和产物分类收集。电子废弃物控制性破碎与智能识别分选设备。开发控制性多级破碎及磁选-涡电流-静电-风选四级分选设备,实现电子废弃物金属与非金属、磁性与非磁性组元的精细分离。构建混合塑料光谱分析与识别数据库,设计制作废塑料近红外光谱智能识别分选设备,实现家电塑料中PP、PS、ABS的高纯度分离。
(2)富氧强化熔炼设备
废旧电子电器产品经拆解、破碎和分选之后,得到富含多种有价金属元素的废弃电路板。以废弃电路板或含铜物料为对象,以有价金属综合回收为目标,开发富氧强化熔炼设备。
基于传统高温熔炼反应过程,开发富氧强化熔炼炉。富氧强化熔炼炉可以直接处理废弃电路板或者由废弃电路板经低温无氧热解后形成的含铜物料,实现铜的精炼及贵金属的高效捕集。富氧强化熔炼设备与二次燃烧室、布袋收尘器等辅助设备一同构成电子废弃物强化熔炼及烟气净化系统。
(3)超级浸出装置
有色金属二次资源组成结构复杂,常规浸出技术浸出效率低,成本高,效果差。例如含金氰化尾渣中的金由于被铁硅氧化物严密包裹,常规浸出已无法实现金的分离富集。以低品位复杂二次物料为对象,开发超级浸出装置。
基于介质破碎原理,开发超级浸出装置。超级浸出装置通过介质研磨,形成二次物料的多级破碎,打开高组分物质对低品位目标金属的包裹,实现目标金属的高效溶出。同时,超级浸出装置配合高性能的冷却系统和自动控制系统,可实现物料连续加工连续出料,可极大地提高生产效率。
(4)高效电解装置
针对酸性低浓度含铜/镍溶液、碱性含碲溶液,传统平板电解装置无法实现铜、镍、碲的高效电解析出分离。尤其是溶液中铁、硒、砷等杂质浓度较高时,电积过程极化现象严重,电解效率低,产品质量差。
基于电解过程溶液流动可减小浓差极化原理,开发旋流电积高效电解装置。旋流电积基于欲被提取的金属只要与溶液体系中其他金属离子有较大的电位差,电位较正的金属易于在阴极优先析出,可实现溶液中多金属梯级分离。旋流电积关键是通过高速液流消除浓差极化等对电解的不利影响。旋流电积高效电解具有金属选择性强、电流效率高、后液金属浓度低、过程密闭等优点。