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一种通过磁悬浮技术分离电子废弃物的方法及装置制造方法及图纸

技术编号:24786250 阅读:27 留言:0更新日期:2020-07-07 19:40
本发明专利技术公开了一种通过磁悬浮技术分离电子废弃物的装置,包括磁铁组以及设于磁铁组上方的容器,该容器内设有两个槽板;所述两个槽板之间围成内室,所述两个槽板与容器侧壁之间围成外室,且槽板高度低于所述容器侧壁高度。本发明专利技术同时提供了一种通过磁悬浮技术分离电子废弃物的方法。本发明专利技术提出利用磁阿基米德悬浮法分离电子废弃物,该方法具有环境友好、无强酸强碱、无需电力、成本低等显著优势,具备工业化应用潜力,在电子废弃物分离回收领域应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种通过磁悬浮技术分离电子废弃物的方法及装置
本专利技术涉及一种分离方法,具体涉及一种通过磁悬浮技术分离电子废弃物的方法及装置。
技术介绍
电子废弃物总量大,近年来呈增长的趋势,预测2021年,全球电子废弃物的总量达52.2兆吨,电子废弃物中有60%的为金属成分,堪称“城市矿山”。以稀土元素和铟元素为例,这两种稀贵金属是高科技产业、国防等必不可少的国家战略性矿产资源。稀土荧光灯和液晶显示屏应用极其广泛,稀土荧光灯中的稀土元素含量高,是离子吸附性矿石的250倍以上,是稀土原矿最低开采等级的15倍以上。对于铟元素,超过85%的铟用于生产氧化铟锡(ITO),是液晶显示屏必不可少的成分,液晶显示屏中的铟含量是矿石中铟含量的8-16倍,因此,如何有效的回收电子废弃物中稀贵金属成为人们研究的关注热点之一。现阶段,对于电子废弃物分离回收主要有两种思路,一种是通过冶金工艺对稀贵金属元素直接回收,常用湿法冶金和火法冶金,但湿法冶金具有酸耗大、环境污染严重的缺点,火法冶金也存在条件苛刻,成本高的问题。另一种思路是对稀贵元素的载体比如稀土荧光粉和氧化铟锡(ITO)进行分离回收,稀土荧光粉涂敷在玻璃灯管上,ITO是溅射在玻璃基板上,通过机械、物理化学的手段将其富集或者分离回收。这种富集回收有利于减少后续工艺的成本,同时减少环境污染。比如用浮选法对三基色稀土荧光粉的分离回收,用机械抛光的方法对液晶屏中的ITO分离回收,但这些方法也都有着各自的弊端,尚处于实验室研究阶段,缺乏工业化应用,仍需开发新的回收方法。磁悬浮方法具有经济高效、环境友好等优势,是新兴的废弃物分离技术。抗磁悬浮利用物质的抗磁性,当磁场产生的斥力与其重力平衡时,物质就能够悬浮,但一般要求10T以上强磁场,应用受限。磁阿基米德悬浮是抗磁悬浮的一种,引入了顺磁性介质溶液,带来了浮力并增强了磁场力,大大降低了对磁场的要求。基于物质密度,利用磁阿基米德悬浮原理开展了一系列的分离研究,包括聚合物颗粒的分离,将多种聚合物混合模拟废弃塑料分离回收。对微小密度差的晶体多晶型物分离,还有流体中的聚合物微粒的连续分离等。已有的应用于高分子分离的磁悬浮装置采用两块磁铁同极对置,中间区域分离的方式,分离的密度范围<2g/cm3,且不便取出分离物,而电子废弃物分离研究对象的密度>2g/cm3,已有的磁悬浮装置无法满足要求,需要开发新装置。目前,磁悬浮方法尚未应用于电子废弃物的回收领域。
技术实现思路
本专利技术提出了一种通过磁悬浮技术分离电子废弃物的方法,通过设计的磁悬浮分离装置和分离方法,可进行电子废弃物的分离,实现电子废弃物中稀贵金属的富集回收。本专利技术提出了一种通过磁悬浮技术分离电子废弃物的装置,利用该装置可以快速高效地实现电子废弃物的分离。本专利技术利用物质的抗磁性和磁阿基米德悬浮原理,基于不同密度的抗磁性物质能够悬浮在不同高度,通过设计的磁悬浮分离装置将不同密度的物质分离。一种通过磁悬浮技术分离电子废弃物的装置,包括磁铁组以及设于磁铁组上方的容器,该容器内设有两个槽板;所述两个槽板之间围成内室,所述两个槽板与容器侧壁之间围成外室,且槽板高度低于所述容器侧壁高度。本专利技术中,两个槽板底部和两侧分别与容器的底部和两侧内壁固定,两个槽板与容器底部之间围成内室空间。两个槽板外壁与容器其余部分之间围成外室空间。内室空间用于收集高密度电子废弃物,外室用于收集低密度电子废弃物。使用本专利技术的装置时,将密度不同的电子废弃物粉末置于顺磁性介质溶液中,再将该溶液置于内室中;不同密度的抗磁性物质能够悬浮在不同高度,根据待分选的物质的悬浮高度,首先确定槽板的高度。保证待分离电子废弃物中高密度电子废弃物置于内室中,低密度电子废弃物沿槽板侧壁上移最终移动至外室中,从而实现对电子废弃物中高低密度组份的分离。我们可以利用本专利技术的装置进行多次分离,以满足分离精度要求,也可以并联多个,以增加处理能力;或者,也可以串联多个本专利技术的装置,实现连续化大量分离作业。作为优选,还包括能插接在容器内的两个挡板;所述挡板插接到位后,与所述两个槽板对接形成槽板的延长段。采用该技术方案,实际使用时,开始时先将两个挡板置于容器内,此时挡板与两个槽板分别对应,挡板的底端与槽板的顶端对接,形成槽板的延长段,增加了内室的储存空间;然后可以将混合均匀的电子废弃物介质溶液倒入到“扩容”后的内室中,待电子废弃物介质稳定悬浮,此时高密度电子废弃物紧贴槽板内壁悬浮,低密度电子废弃物紧贴挡板内壁悬浮;然后再将挡板移除,此时与挡板内壁紧贴的低密度电子废弃物失去了挡板的支撑力,受磁场作用力,继续向外移动,最终降落到外室内,从而更加方便的实现高低密度电子废弃物的分离。采用该技术方案,对于悬浮高度满足要求的电子废弃物,在悬浮稳定后撤去挡板,可以实现电子废弃物的一次性分离,避免存在流体流动时高低密度电子废弃物之间的不利影响以及流体流动对高低密度电子废弃物分离带来的不利影响。所述两个槽板可以采用焊接、粘结或者一体成型的方式与容器固定,也可以采用插接、卡合、磁吸、螺纹等方式实现与容器的可拆卸固定。作为优选,所述两个槽板采用可拆卸的方式固定在所述容器内。采用该技术方案,可以根据所需要分离的电子废弃物组成不同,悬浮高度不同,选择不同高度的槽板,使得一个装置可以实现多种组成的电子废弃物的分离。作为优选,所述的容器侧壁设有用于插接定位所述挡板的插槽。通过在容器内设置插槽结构,既方便了对挡板的定位,也方便了挡板的置入和取出。作为优选,所述容器为长方形槽;所述两个槽板竖直的设置在容器底部,且沿长方形槽的长度方向设置。作为进一步优选,所述两个槽板平行设置。作为一种实施方案,所述容器以及挡板或者槽板均为透明材质,比如可以采用玻璃材质,加工时,可以一次成型,也可以分开加工,最后固定在一起。作为进一步优选,所述磁铁组由矩形磁体组成,磁铁组中矩形磁铁均沿长方形槽的长度方向布置。这样可以进一步增加有效分离空间,提高分离效率。作为优选,所述磁铁组由两组磁铁组成,两组磁铁相互紧靠设置,其中一组磁铁的N极朝上设置,另外一组的磁铁的S极朝上设置。磁铁组中,每组磁铁中多个磁铁放置方向相同,两组磁铁放置方向相反。作为优选,所述磁铁为规格相同的矩形磁铁。本专利技术中,容器放置的位置没有严格要求。作为优选,容器靠近磁铁组的接触线位置。作为进一步优选,所述内室靠近两组磁铁的接触线设置。作为更进一步优选,所述内室底部中心线正对两组磁铁的接触线设置。此时同一悬浮高度电子废弃物组份分别紧贴内室的两个槽板内壁,更有利于组份之间的分选,避免团聚造成的分离不理想的情况发生。本专利技术涉及一种磁悬浮分离装置,该装置包括底部矩形磁铁阵列,上部容器,所述矩形磁铁为多层排列,每层两块磁铁,层数为1、2、3、4、5,同侧磁铁一侧N极朝上,另一侧S极朝上,磁铁尺寸相同。所述容器包含内室、外室和两块矩形挡板,容器中间为内室,形状为一个矩形槽,槽高根据分离物质的悬浮高度确定,矩形挡板可在槽两侧上下移动,容器其余部分为外室。以四块磁铁分离装置为例,其本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种通过磁悬浮技术分离电子废弃物的装置,其特征在于,包括磁铁组以及设于磁铁组上方的容器,该容器内设有两个槽板;所述两个槽板之间围成内室,所述两个槽板与容器侧壁之间围成外室,且槽板高度低于所述容器侧壁高度。/n

【技术特征摘要】
1.一种通过磁悬浮技术分离电子废弃物的装置,其特征在于,包括磁铁组以及设于磁铁组上方的容器,该容器内设有两个槽板;所述两个槽板之间围成内室,所述两个槽板与容器侧壁之间围成外室,且槽板高度低于所述容器侧壁高度。


2.根据权利要求1所述的通过磁悬浮技术分离电子废弃物的装置,其特征在于,还包括能插接在容器内的两个挡板;所述挡板插接到位后,与所述两个槽板对接形成槽板的延长段。


3.根据权利要求2所述的通过磁悬浮技术分离电子废弃物的装置,其特征在于,所述的容器侧壁设有用于插接定位所述挡板的插槽。


4.根据权利要求1所述的通过磁悬浮技术分离电子废弃物的装置,其特征在于,所述容器为长方形槽;所述两个槽板竖直的设置在容器底部,且沿长方形槽的长度方向设置。


5.根据权利要求1所述的通过磁悬浮技术分离电子废弃物的装置,其特征在于,所述磁铁组由两组磁铁组成,两组磁铁相互紧靠设置,其中一组磁铁的N极朝上设置,另外一组的磁铁的S极朝上设置。


6.根据权利要求5所述的通过磁悬浮技术分离电子废弃物的装置,其特征在于,所述磁铁为规格相同的矩形磁铁。


7.根据权利要求5所述的通过磁悬浮技术分离电子废弃物的装置,其特征在于,检测时,所述内室靠近两组磁铁的接触线设置。


8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵朋曹明义顾复张承谦张雪纯王庭瑜傅建中
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:浙江;33

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