吳萬(wàn)昌 趙躍民 石常省

(1.化工部長(zhǎng)沙設(shè)計(jì)研究院，長(zhǎng)沙 410000;2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，江蘇 徐州 221008;3.華北科技學(xué)院環(huán)境工程系， 北京 101601)

廢棄電路板中含有塑料和金屬等大量可利用的資源，因此廢棄電路板的無(wú)害化與資源化處置，既保護(hù)人類賴以生存的自然環(huán)境，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)資源的回收利用[1－3]。目前，國(guó)際上推行的最佳回收處理廢棄電路板的方法是物理方法，其優(yōu)點(diǎn)是環(huán)境污染小、綜合利用率高、附加值大等，是未來(lái)處理電子廢棄物的發(fā)展趨勢(shì)。

1 離心復(fù)合力場(chǎng)回收廢棄電路板金屬的分選試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)用料

試驗(yàn)用的廢棄電路板在試驗(yàn)前先經(jīng)預(yù)處理，拆除掉電池電容;另外，將高純度、大粒度的金屬拆除。以上預(yù)處理的電路板經(jīng)過(guò)2次破碎或者多次破碎后即可實(shí)現(xiàn)金屬和非金屬的有效分離。破碎后的物料經(jīng)過(guò)0.5 mm篩分得到的0.5 mm以下廢棄電路板物料即是本試驗(yàn)所用原料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

圖1是Falcon SB40型高效離心分選機(jī)的外形結(jié)構(gòu)圖[4－5]，具有處理量大、操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高、投資成本及運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)[6－7]。物料由分選機(jī)中心給料管給到旋轉(zhuǎn)錐體中，在離心力的作用下沉降和分層。比重小的顆粒在離心力作用下從椎體上部隨溢流排出，而比重大的顆粒沉降到錐壁上，并沿錐體壁向上移動(dòng)，從上端截口排出。

圖1 Falcon離心分選機(jī)結(jié)構(gòu)示意

1.3 分選試驗(yàn)條件及結(jié)果

結(jié)合實(shí)際情況，著重研究反沖水壓力、轉(zhuǎn)速和入料濃度對(duì)－0.5 mm級(jí)廢棄電路板物料中金屬富集體回收的影響。試驗(yàn)條件及結(jié)果如表1所示。

表1 試驗(yàn)條件及結(jié)果

2 灰色關(guān)聯(lián)理論在離心復(fù)合力場(chǎng)回收廢棄電路板金屬的應(yīng)用

2.1 灰色關(guān)聯(lián)理論簡(jiǎn)介

灰色關(guān)聯(lián)理論是中國(guó)學(xué)者鄧聚龍教授于1982年創(chuàng)立的，通過(guò)研究系統(tǒng)結(jié)果與各影響因素的關(guān)系，從而可以分析出哪些因素是影響結(jié)果的主要因素，把握矛盾的主要方面[8]。目前，灰色關(guān)聯(lián)理論作為一種系統(tǒng)分析方法在試驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用[9－10]。

2.2 離心復(fù)合力場(chǎng)回收廢棄電路板金屬灰色關(guān)聯(lián)分析

根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度的計(jì)算方法，先將試驗(yàn)結(jié)果及試驗(yàn)條件數(shù)列化。將回收的金屬品位和金屬回收率分別記為G0()k 和G0＇()k ，k為試驗(yàn)回次。用M表示母因素矩陣，即

反沖水、轉(zhuǎn)速和濃度分別記為G1()k、G2()k和G3()k 數(shù)列，用S表示子因素矩陣，即

將母因素矩陣和子因素矩陣各行分別進(jìn)行初始化后形成的母因素初始化矩陣A及子因素初始化矩陣B分別為

求Bi與A1的關(guān)聯(lián)度的步驟如下。

第1步:先求出各回次Bi()K 與A1()K 的絕對(duì)差，其值見(jiàn)表2。

表2 各回次Bi( K ) 與A1( K ) 的絕對(duì)差

第2步:求兩級(jí)最小差和最大差，由表2可知兩級(jí)最小差:

兩級(jí)最大差:

第3步:求B1()k對(duì)A1()k的關(guān)聯(lián)系數(shù)

同理可以求出:

第4步:求數(shù)列B1與A1的關(guān)聯(lián)度

同樣可以得到

B2與A1的關(guān)聯(lián)度r2=0.773

B3與A1的關(guān)聯(lián)度r3=0.557

B1與A2的關(guān)聯(lián)度r1=0.830

B2與A2的關(guān)聯(lián)度r2=0.654

B3與A2的關(guān)聯(lián)度r3=0.530

上式中A1、A2分別代表矩陣A的第1行和第2行;B1、B2和B3分別代表矩陣B的第1、2和3行。

按照上述計(jì)算值得出矩陣B即影響因素反沖水、轉(zhuǎn)速和濃度與A1即金屬品位的關(guān)聯(lián)度大小次序?yàn)?r1＞r2＞r3，其中r1為反沖水與金屬品位的關(guān)聯(lián)度;r2為轉(zhuǎn)速與金屬品位的關(guān)聯(lián)度;r3為濃度與金屬品位的關(guān)聯(lián)度。

根據(jù)此結(jié)果，可以得知反沖水對(duì)金屬品位的影響最大，轉(zhuǎn)速次之，而濃度則對(duì)金屬品位的影響最小。即矩陣B影響因素反沖水、轉(zhuǎn)速和濃度與A2即金屬回收率的關(guān)聯(lián)度大小次序?yàn)?r1＞r2＞r3，其中r1為反沖水與金屬回收率的關(guān)聯(lián)度;r2為轉(zhuǎn)速與金屬回收率的關(guān)聯(lián)度;r3為濃度與金屬回收率的關(guān)聯(lián)度。

根據(jù)此結(jié)果，可以得知反沖水對(duì)金屬回收率的影響最大，轉(zhuǎn)速次之，而濃度則對(duì)金屬回收率的影響最小。

3 結(jié)論

采用灰色關(guān)聯(lián)理論對(duì)離心復(fù)合力場(chǎng)回收廢棄電路板金屬分選試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了灰色關(guān)聯(lián)分析，考察了操作參數(shù)對(duì)分選指標(biāo)精礦金屬品位和回收率的影響程度，并對(duì)影響分選結(jié)果的操作參數(shù)進(jìn)行了關(guān)聯(lián)度排序。結(jié)果表明:(1)反沖水對(duì)回收金屬的品位的影響最大，轉(zhuǎn)速次之，而濃度則對(duì)回收金屬品位的影響最小;(2)反沖水對(duì)金屬回收率的影響最大，轉(zhuǎn)速次之，而濃度則對(duì)金屬回收率的影響也最小。(3)反沖水的壓力對(duì)回收金屬的品位和金屬的回收率影響均最大，因此在離心力場(chǎng)回收廢舊電路板金屬的試驗(yàn)及實(shí)踐中，應(yīng)特別注意反沖水的壓力。

[1]周全法，尚通明.廢電子元器件與材料的回收利用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004:213－220.

[2]Zhao Yuemin，Wen Xuefeng，Shi Hongxia，et a1.Study onmetals recovery from －0.074 mm printed circuit boards byenhanced gravity separation[J].The Chinese Journal of Process Engineering，2006，2(4):201 －204.

[3]趙躍民，王全強(qiáng)，焦紅光，等.廢棄電路板選擇性破碎基礎(chǔ)研究[J].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，34(6):683－687.

[4]石常省.離心復(fù)合力場(chǎng)中回收廢棄電路板中金屬的研究[D].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2007.

[5]中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)選煤專業(yè)委員會(huì)，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院.第十屆全國(guó)煤炭分選及加工學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2004.399 －400.

[6]S.McAlister.Development of the Falcon Concentrators[J].Society for Mining，Metallurgy and Exploration，1998(5):38－41.

[7]凌竟宏，A.Laplante，胡熙庚.國(guó)外離心選礦機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用[J].國(guó)外金屬礦選礦，1998，5:2 －3.

[8]鄧聚龍.灰色系統(tǒng)理論教程[M].武漢:華中理工大學(xué)出版社，1990.

[9]梅占峰.廣義灰色關(guān)聯(lián)分析法在選礦生產(chǎn)管理中的應(yīng)用[J].湖南有色金屬，2006，22(3):14 －16.

[10]安莉.優(yōu)秀男子800米跑運(yùn)動(dòng)員身體素質(zhì)與運(yùn)動(dòng)成績(jī)的灰色關(guān)聯(lián)分析[D].石家莊:河北師范大學(xué)，2008.