NGHIÊN CỨU LÀM GIÀU KIM LOẠI TRONG BẢN MẠCH ĐIỆN TỬ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP TUYỂN ĐIỆN Lê Cao Khải 1 Huỳnh Trung Hải 2 hất thải điện tử không những được coi là nguồn gây ô nhiễm môi trường mà còn có thể xem xét như một nguồn tài nguyên quan trọng của những loại nguyên liệu không tái tạo. Chính vì vậy, bài báo này tập trung nghiên cứu làm giàu kim loại trong bảng mạch điện tử thải là công đoạn đầu của hệ thống tái chế bằng phương pháp tuyển điện. Tuyển điện kết quả cho thấy: Khi điện thế tăng từ 10 ÷ 27,5KV sự phân bố khối lượng, phân bố kim loại và hàm lượng tổng kim loại theo khoảng cách tăng. Kích thước của vật liệu mang tuyển điện giảm sự phân bố khối lượng, phân bố tổng kim loại và hàm lượng tổng kim loại theo khoảng cách giảm. Điều kiện tối ưu trong khoảng điện thế nghiên cứu cho quá trình tuyển điện là điện thế 25KV, kích thước vật liệu mang tuyển trong khoảng từ 212 ÷ 850µm. Kết quả này có thể sử dụng nghiên cứu chế tạo thiết bị tuyển điện cho quá trình giàu kim loại trong bản mạch điện tử thải. 1. MỞ ĐẦU Những năm gần đây, các thiết bị điện, điện tử như ti vi, máy tính, điện thoại, điều hoà, tủ lạnh ngày càng đóng vai trò không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại. Chúng đã góp phần không nhỏ làm cho cuộc sống của chúng ta ngày càng tiến bộ hơn, đem lại cho chúng ta những tiện ích rất to lớn. Nhưng sau một thời gian hữu ích, các thiết bị này bỏ đi, trở thành chất thải (gọi là chất thải điện tử). Ngày nay chất thải điện tử đang được coi là một hiểm hoạ mới đối với nhân loại, bởi nó chứa nhiều chất nguy hại. Tuy nhiên, loại chất thải này cũng chứa nhiều kim loại màu và kim loại quý như đồng, vàng, bạc, Indium, Ziricon Như vậy, chất thải điện tử không những được coi là nguồn gây ô nhiễm môi trường mà còn có thể xem xét như một nguồn tài nguyên quan trọng của những loại nguyên liệu không tái tạo. Hiện nay, việc kiểm soát các loại chất thải này nhằm thu hồi tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên không tái tạo cũng như bảo vệ môi trường đã được phát triển tương đối ổn định tại các nước phát triển. Việc tái chế, tái sử dụng chất thải điện tử ở Việt Nam mới chỉ dừng ở quy mô nhỏ, phân tán với công nghệ kĩ thuật cũng như thiết bị lạc hậu, nên làm thất thoát tài nguyên và ô nhiễm môi trường. Trong những năm gần đây, Việt Nam đã có một vài công trình nghiên cứu về loại chất thải này, tuy nhiên, các nghiên cứu còn rời rạc, chưa mang tính hệ thống. Chính vì vậy, trong bài báo này, chúng tôi tập trung nghiên cứu làm giàu kim loại 1 ThS, Trường ĐHSP Hà Nội 2 2 PGS, TS, Viện KH và CN Môi trường, Trường ĐHBK Hà Nội C trong bản mạch điện tử thải là công đoạn đầu của hệ thống tái chế bằng phương pháp tuyển điện. 2. NỘI DUNG 2.1. Thí nghiệm 2.1.1. Chuẩn bị vật liệu Bản mạch điện tử (của máy tính) được tháo dỡ các linh kiện. Bo mạch được cắt nhỏ với kích thước 5x5cm và nghiền nhỏ tới kích thước 1mm. Mẫu sau khi nghiền nhỏ mang sàng với 6 loại sàng có kích thước là: 850, 600, 425, 212, 150 và 63µm. Mẫu sau khi nghiền có kích thước < 1000µm kí hiệu là mẫu F0. Kí hiệu các phân đoạn kích thước sau sàng: F1: 1000 ÷ +850µm; F2: 850 ÷ +600µm; F3: 600 ÷ +425µm; F4: 425 ÷ +212µm; F5: 212 ÷ +150µm; F6: 150 ÷ +63µm; F7: 63µm 2.1.2. Xác định hàm lượng kim loại 2.1.2.1. Xác định hàm lượng tổng kim loại Hoà tan mẫu từ F0 ÷ F7 bằng nước cường toan. Hỗn hợp sau hoà tan được lọc chân không bằng giấy lọc chịu axit, phần rắn được rửa 3 lần bằng nước cất, sau đó đem sấy khô cho tới khối lượng không đổi ở 80 o C. Hàm lượng tổng kim loại được tính bằng chênh lệch khối lượng của phần rắn trước và sau khi phá mẫu. 2.1.2.2. Xác định hàm lượng từng kim loại Một số kim loại như Cu, Pb, Fe, Sn, Zn, Au, Ag trong dung dịch thu được từ công đoạn lọc sau quá trình hoà tan được phân tích trên máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Analyst 800 của hãng Perkin Elmer. 2.1.3. Quy trình thực nghiệm tuyển điện Nguyên lý hoạt động của thiết bị tuyển được thể hiện trên hình 2.1. Thiết bị tuyển được thể hiện trên hình 2.2. Phễu nạp liệu Khay thu sản phẩm đã phân tách 1 2 3 1. Cực âm; 2. Cực dương; 3. Máng tuyển nối tiếp đất; 4. Phễu nạp liệu có gắn bộ rung điều khiển tần số và gắn thiết bị sấy điều khiển nhiệt độ 5. Khay thu sản phẩm gồm 20 ngăn nhỏ (Thiết bị tuyển điện của Viện Điện Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội) 5 1 2 3 4 Hình 2.1: Sơ đồ thiết bị tuyển điện Hình 2.2: Thiết bị tuyển điện Sự phân tách trên dựa vào sự khác nhau của điện trở suất giữa kim loại và nhựa. Điện trở suất của kim loại khoảng 10 8 Ωm, điện trở suất nhựa khoảng 10 6 10 16 Ωm. 2.2. Kết quả và thảo luận 2.2.1. Quá trình sàng đồng nhất kích thước Kết quả phân tích mẫu trước khi sàng và 7 mẫu kích thước hạt sau quá trình sàng phân loại kích thước được thể hiện trong bảng 3.1. Bảng 3.1: Phân bố khối lượng, hàm lượng tổng kim loại và phân bố hàm lượng tổng kim loại theo kích thước hạt Kích thước Phân bố khối lượng (%) Hàm lượng tổng kim loại (%) Phân bố hàm lượng tổng kim loại theo kích thước (%) F0 35,80 F1 16,60 41,60 16,47 F2 21,90 61,00 31,81 F3 12,70 58,80 17,80 F4 13,80 43,20 14,15 F5 4,00 35,60 3,38 F6 7,00 24,40 4,09 F7 24,00 21,50 12,30 Tổng 100,00 100,00 Bảng 3.2: Hàm lượng từng kim loại trong mẫu trước khi sàng và của các phân đoạn kích thước sau khi sàng %KL Mẫu Pb (%) Cu (%) Au (%) Ag (%) Fe (%) Zn (%) Sn (%) Tổng (%) F0 1,339 19,71 0,0019 0,0148 1,990 5,105 7,700 35,8607 F1 1,469 25,77 0,0016 0,0143 0,722 6,754 5,620 40,3509 F2 1,249 35,26 0,0019 0,0171 0,995 13,321 7,325 58,1690 F3 1,412 35,58 0,0013 0,0178 1,100 11,786 4,825 54,7221 F4 1,386 24,67 0,0010 0,0165 0,925 2,662 4,661 34,3215 F5 1,464 20,65 0,0013 0,0160 1,100 1,726 2,765 27,7223 F6 1,276 9,62 0,0040 0,0119 4,130 2,077 6,523 23,6419 F7 1,097 6,56 0,0024 0,0104 5,330 2,066 3,884 18,9498 Bảng 3.1 cho thấy hàm lượng tổng kim loại của các phân đoạn kích thước >150µm là khá cao, chiếm từ 35,60 ÷ 61,00% theo khối lượng. Các phân đoạn kích này cũng tập trung phần lớn hàm lượng tổng kim loại (chiếm tới 83,76%). Mặc dù, phân đoạn kích thước F7 (<63µm) có phân bố hàm lượng tổng kim loại theo kích thước là 12,32% nhưng phân đoạn kích thước này gặp hạn chế khi tuyển điện. Trong nghiên cứu này chỉ tiến hành tuyển với các phân đoạn có kích thước hạt từ 63 ÷ 1000µm (F1, F2, F3, F4, F5, F6). 2.2.2. Kết quả xác định hàm lượng của một số kim loại chính Kết quả phân tích hàm lượng từng kim loại trong mẫu trước khi sàng phân loại kích thước và của các phân đoạn kích thước sau khi sàng được thể hiện trong bảng 3.2. Kết quả phân tích cho thấy trước khi sàng phân loại kích thước, kim loại chiếm tỉ lệ cao nhất là đồng (19,71%) và tăng cao nhất 35,58% ở mẫu F3. 2.2.2.1. Kết quả tuyển điện a. Ảnh hưởng của điện thế đến sự phân bố vật liệu, phân bố kim loại theo khoảng cách Kết quả phân bố phần trăm khối lượng vật liệu theo khoảng cách và kết quả phân bố phần trăm khối lượng nhựa và kim loại theo khoảng cách khi tuyển điện mẫu F1÷F6 được đưa trên các hình từ 3.1÷3.3. Kết quả tuyển mẫu F1 0 10 20 30 40 50 60 0 5 10 15 20 25 30 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) F1 F1-10KV F1-15KV F1-20KV F1-25KV F1-27.5KV Phân bố phần trăm khối lượng vật liệu theo khoảng cách khi tuyển mẫu F1 Kết quả tuyển mẫu F2 Phân bố phần trăm khối lượng vật liệu theo khoảng cách khi tuyển mẫu F2 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 5 10 15 20 25 30 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) F2 F2-10KV F2-15KV F2-20KV F2-25KV F2-27.5KV Kết quả tuyển mẫu F3 Phân bố phần trăm khối lượng vật liệu theo khoảng cách khi tuyển mẫu F3 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 5 10 15 20 25 30 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) F3 F3-10KV F3-15KV F3-20KV F3-25KV F3-27.5KV Kết quả tuyển mẫu F4 Phân bố phần trăm khối lượng vật liệu theo khoảng cách khi tuyển mẫu F4 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 30 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) F4 F4-10KV F4-15KV F4-20KV F4-25KV F4-27.5KV Kết quả tuyển mẫu F5 Phân bố phần trăm khối lượng vật liệu theo khoảng cách khi tuyển mẫu F5 0 10 20 30 40 50 60 0 5 10 15 20 25 30 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) F5 F5-10KV F5-15KV F5-20KV F5-25KV F5-27.5KV Kết quả tuyển mẫu F6 Phân bố phần trăm khối lượng vật liệu theo khoảng cách khi tuyển mẫu F6 0 10 20 30 40 50 60 0 5 10 15 20 25 30 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) F6 F6-10KV F6-15KV F6-20KV F6-25KV F6-27.5KV Hình 3.1: Phân bố phần trăm khối lượng vật liệu theo khoảng cách khi tuyển mẫu F1÷F6 Kết quả phân bố phần trăm khối lượng nhựa và kim loại theo khoảng cách khi tuyển điện mẫu F1 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim Loại 0 10 20 30 40 50 60 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại 0 5 10 15 20 25 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại 0 5 10 15 20 25 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại 0 5 10 15 20 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) nhựa Kim loại F1-10KV F1-15KV F1-20KV F1-25KV F1-27,5KV 0 10 20 30 40 50 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại 0 5 10 15 20 25 30 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại 0 5 10 15 20 25 30 35 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim Loại 0 5 10 15 20 25 30 35 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) nhựa Kim loại 0 5 10 15 20 25 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại F2-10KV F2-15KV F2-20KV F2-25KV F2-27,5KV Kết quả phân bố phần trăm khối lượng nhựa và kim loại theo khoảng cách khi tuyển điện mẫu F2 Kết quả phân bố phần trăm khối lượng nhựa và kim loại theo khoảng cách khi tuyển điện mẫu F3 0 10 20 30 40 50 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại 0 5 10 15 20 25 30 35 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại 0 5 10 15 20 25 30 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại 0 5 10 15 20 25 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại 0 5 10 15 20 25 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại F3-10KV F3-15KV F3-20KV F3-25KV F3-27,5KV Kết quả phân bố phần trăm khối lượng nhựa và kim loại theo khoảng cách khi tuyển điện mẫu F4 0 10 20 30 40 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại 0 5 10 15 20 25 30 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại 0 5 10 15 20 25 30 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại 0 5 10 15 20 25 30 35 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại 0 5 10 15 20 25 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại F4-10KV F4-15KV F4-20KV F4-25KV F4-27,5KV Kết quả phân bố phần trăm khối lượng nhựa và kim loại theo khoảng cách khi tuyển điện mẫu F5 0 10 20 30 40 50 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại 0 10 20 30 40 50 60 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại 0 10 20 30 40 50 60 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại 0 10 20 30 40 50 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại 0 10 20 30 40 50 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại F5-10KV F5-15KV F5-20KV F5-25KV F5-27,5KV Kết quả phân bố phần trăm khối lượng nhựa và kim loại theo khoảng cách khi tuyển điện mẫu F6 0 10 20 30 40 50 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại 0 10 20 30 40 50 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại 0 10 20 30 40 50 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại 0 10 20 30 40 50 60 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Vật liệu (%) Khoảng cách (cm) Nhựa Kim loại F6-10KV F6-15KV F6-20KV F6-25KV F6-27,5KV Hình 3.2: Phân bố phần trăm khối lượng nhựa và kim loại theo khoảng cách khi tuyển mẫu F1÷F6 ở các điện thế 10÷ 27,5KV Phân bố phần trăm khối lượng tổng kim loại theo khoảng cách khi tuyển mẫu F1 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 30 Kim loại (%) Khoảng chách (cm) F1 F1-10KV F1-15KV F1-20KV F1-25KV F1-27.5KV Phân bố phần trăm khối lượng tổng kim loại theo khoảng cách khi tuyển mẫu F2 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 30 Kim loại (%) Khoảng cách (cm) F2 F2-10KV F2-15KV F2-20KV F2-25KV F2-27.5KV Phân bố phần trăm khối lượng tổng kim loại theo khoảng cách khi tuyển mẫu F3 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 Kim loại (%) Khoảng cách (cm) F3 F3-10KV F3-15KV F3-20KV F3-25KV F3-27.5KV Phân bố phần trăm khối lượng tổng kim loại theo khoảng cách khi tuyển mẫu F4 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 5 10 15 20 25 30 Kim loại (%) Khoảng cách (cm) F4 F4-10KV F4-15KV F4-20KV F4-25KV F4-27.5KV Phân bố phần trăm khối lượng tổng kim loại theo khoảng cách khi tuyển mẫu F5 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 5 10 15 20 25 30 Kim loại (%) Khoảng cách (cm) F5 F5-10KV F5-15KV F5-20KV F5-25KV F5-27.5KV Phân bố phần trăm khối lượng tổng kim loại theo khoảng cách khi tuyển mẫu F6 0 2 4 6 8 10 12 0 5 10 15 20 25 30 Kim loại (%) Khoảng cách (cm) F6 F6-10KV F6-15KV F6-20KV F6-25KV F6-27.5KV Hình 3.3: Phân bố phần trăm khối lượng tổng kim loại theo khoảng cách khi tuyển mẫu F1÷F6 Kết quả tuyển điện cho thấy sự phân bố phần trăm khối lượng vật liệu, phân bố phần trăm khối lượng nhựa và kim loại, phân bố phần trăm khối lượng tổng kim loại theo khoảng cách tăng tỉ lệ thuận với chiều tăng điện thế. Sự tăng rõ rệt ở các mẫu có kích thước lớn và giảm dần khi kích thước hạt vật liệu giảm. Đường phân bố phần trăm khối lượng vật liệu đạt đỉnh ở giữa (ngăn giữa là ngăn vật liệu trượt tự do trên máng tuyển khi không có điện thế) và giảm dần về hai bên. Khoảng phân bố vật liệu tăng khi điện thế tăng là do khi điện trường mạnh làm cho các hạt điện dẫn (kim loại) bị hút mạnh và văng ra xa hơn. Ngoài tác dụng của điện trường các hạt vật liệu còn chịu tác dụng của trọng lực lên các hạt có kích thước lớn, khối lượng lớn sẽ có quán tính lớn, quỹ đạo văng khi tuyển sẽ ra xa hơn. Điện thế cao có sự phân tách nhựa và kim loại tốt hơn, điều này chứng tỏ tuyển điện đã phân tách được kim loại (hạt điện dẫn hạt dẫn điện) và nhựa (hạt điện môi hạt không dẫn điện) từ hỗn hợp vật liệu. Nghiên cứu tuyển ở điện thế thấp hơn 10KV kết quả gần như không có sự phân tách vì cường độ điện trường nhỏ không đủ để phân tách các hạt điện dẫn, với điện thế cao hơn 27,5KV đã gặp rất nhiều khó khăn vì cường độ điện trường lớn sự nhiễm điện của các hạt điện dẫn lớn làm cho hệ thống cao thế ngắt điện không thể tiến hành tuyển điện được. Đặc biệt với các mẫu F5; F6, do sự bán dính giữa các hạt vật liệu tuyển đi xuống máng tuyển cả mảng làm độ nhiễm điện mạnh càng dễ bị ngắt điện cao thế không tiếp tục tuyển điện được. Cho nên, nghiên cứu này chỉ tiến hành nghiên cứu tuyển ở điện thế từ 10KV ÷ 27,5KV. Kích thước hạt tăng từ 63 ÷ 1000µm khả năng phân tách kim loại và nhựa tăng khi tuyển. b. Ảnh hưởng của điện thế đến sự phân bố hàm lượng tổng kim loại theo khoảng cách Kết quả từ các hình 3.4 cho thấy, khi điện thế tăng hàm lượng tổng kim loại ở hầu hết các mẫu tuyển đều tăng. Như vậy, hàm lượng tổng kim loại ở phần thu hồi kim loại tỉ lệ thuận với điện thế. Cùng một kích thước hạt vật liệu mang tuyển điện khi thay đổi điện thế đường phân bố hàm lượng tổng kim loại theo khoảng cách có hình dạng rất tương đồng nhau, nhưng kích thước hạt vật liệu mang tuyển điện thay đổi thì hình dạng đồ thị lại thay đổi. Điều này khẳng định là kích thước hạt ảnh hưởng nhiều tới quá trình tuyển điện. Tuy không có sự tương đồng về hình dáng của đồ thị khi thay đổi điện thế, nhưng từ đồ thị cho ta thấy rất rõ chỉ có ở điện thế 25KV và 27,5KV mới có khả năng tuyển được mẫu F6 là mẫu có kích thước nhỏ. Theo chiều xa dần theo hướng của máng tuyển, đoạn đầu hàm lượng tổng kim loại thấp hàm lượng nhựa cao (phần thu hồi nhựa), tiếp đó là phần giữa có sự biến đổi đột ngột về hàm lượng tổng kim loại (phần giữa gồm cả kim loại và nhựa) phần bên phải là phần có hàm lượng tổng kim loại cao (phần thu hồi kim loại). Kết quả này phù hợp với cơ sở lí thuyết của quá trình tuyển điện là sản phẩm sau tuyển điện được tách ra thành ba phần (phần nhựa không dẫn điện, phần hỗn hợp và phần kim loại dẫn điện). Với mục đích làm giàu kim loại, từ các đồ thị hình 3.4, thấy hoàn toàn có thể thu hồi sản phẩm ở phần xa máng tuyển là phần có hàm lượng tổng kim loại biến đổi cao theo đồ thị. Trong nghiên cứu này, chọn điện thế tối ưu là 25KV. Nhìn chung khoảng thu hồi kim loại hẹp dần theo kích thước hạt. Vật liệu thu được sau tuyển điện có hàm lượng tổng kim loại đạt khoảng gần 80%. Quá trình tuyển điện bị hạn chế với các hạt vật liệu mà có cả phần kim loại và nhựa bám vào nhau. Kích thước hạt vật liệu tuyển không nên nhỏ hơn 150µm và kích thước tối ưu trong khoảng từ 212 ÷ 850µm. Phân bố hàm lượng tổng kim loại theo khoảng cách khi tuyển mẫu F1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 5 10 15 20 25 30 % Khoảng cách (cm) F1 F1-10KV F1-15KV F1-20KV F1-25KV F1-27.5KV Khoảng thu hồi nhựa Khoảng thu hồi kim loại Phân bố hàm lượng tổng kim loại theo khoảng cách khi tuyển mẫu F2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 5 10 15 20 25 30 % Khoảng cách (cm) F2 F2-10KV F2-15KV F2-20KV F2-25KV F2-27.5KV Khoảng thu hồi nhựa Khoảng thu hồi kim loại Phân bố hàm lượng tổng kim loại theo khoảng cách khi tuyển mẫu F3 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 5 10 15 20 25 30 % Khoảng cách (cm) F3 F3-10KV F3-15KV F3-20KV F3-25KV F3-27.5KV Khoảng thu hồi nhựa Khoảng thu hồi kim loại Phân bố hàm lượng tổng kim loại theo khoảng cách khi tuyển mẫu F4 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 5 10 15 20 25 30 % Khoảng cách (cm) F4 F4-10KV F4- 15KV F4-20KV F4-25KV F4-27.5KV Khoảng thu hồi nhựa Khoảng thu hồi kim loại Phân bố hàm lượng tổng kim loại theo khoảng cách khi tuyển mẫu F5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 5 10 15 20 25 30 % Khoảng cách (cm) F5 F5-10KV F5-15KV F5-20KV F5-25KV F5-27.5KV Khoảng thu hồi nhựa Khoảng thu hồi kim loại Phân bố hàm lượng tổng kim loại theo khoảng cách khi tuyển mẫu F6 0 10 20 30 40 50 60 0 5 10 15 20 25 30 % Khoảng cách (cm) F6 F6-10KV F6-15KV F6-20KV F6-25KV F6-27.5KV Khoảng thu hồi nhựa Khoảng thu hồi kim loại Hình 3.4: Phân bố hàm lượng tổng kim loại theo khoảng cách khi tuyển mẫu F1÷F6 2.2.2.2. Kết quả phân tích hàm lượng đồng ở phần thu hồi kim loại sau tuyển điện của các mẫu từ F1 ÷ F6 ở điện thế 25KV Sau khi hoà tách phân tích hàm lượng tổng kim loại, lấy phần dung dịch sau khi lọc của các mẫu ở điện thế 25KV trong phần thu hồi kim loại phân tích hàm lượng đồng. Kết quả đưa ra trong bảng 3.3. Bảng 3.3: Kết quả phân tích hàm lượng đồng ở phần thu hồi kim loại sau tuyển điện của các mẫu từ F1 ÷ F6 ở điện thế 25KV Mẫu F1 F2 F3 F4 F5 F6 Hàm lượng đồng (%) 47,90 40,02 49,23 53,10 42,57 33,50 Bảng 3.3 cho thấy ở phần thu hồi kim loại sau tuyển điện hàm lượng đồng tương đối cao từ 33,50% đến 53,10%. Đây là nguồn nguyên liệu giàu đồng có thể chuyển cho các công ty luyện kim màu sản xuất đồng thương phẩm. Như vậy, quá trình tuyển điện là phương pháp có thể làm giàu kim loại và thu được vật liệu sau khi tuyển có hàm lượng đồng cao là kim loại có giá trị cần thu hồi. 3. KẾT LUẬN Sau khi thực hiện nghiên cứu, có thể rút ra một số kết luận sau: Quá trình nghiền, sàng làm giàu được hàm lượng tổng kim loại tăng từ 38,5% đến 41,6% ở mẫu F1, 61% ở mẫu F2, 58,8% ở mẫu F3, 43,2% ở mẫu F4 và cũng làm tăng hàm lượng đồng từ 19,71% lên đến 35,58%. Tuyển điện kết quả cho thấy: Khi điện thế tăng từ 10 ÷ 27,5KV sự phân bố khối lượng, phân bố kim loại và hàm lượng tổng kim loại theo khoảng cách tăng. Kích thước của vật liệu mang tuyển điện giảm sự phân bố khối lượng, phân bố tổng kim loại và hàm lượng tổng kim loại theo khoảng cách giảm. Điều kiện tối ưu cho quá trình tuyển điện là điện thế 25KV, kích thước vật liệu mang tuyển trong khoảng từ 212 ÷ 850µm. Ở điện thế tối ưu khi tuyển xác định được khoảng thu hồi kim loại từ vị trí 12 ÷ 26cm với mẫu F1, 12 ÷ 26cm với mẫu F2, 14 ÷ 26cm với mẫu F3, 14 ÷ 22cm với mẫu F4, 16 ÷ 18cm với mẫu F5 và 18 ÷ 20cm với mẫu F6. Nhìn chung khoảng thu hồi kim loại hẹp dần theo kích thước hạt. Ở điện thế tối ưu hàm lượng tổng kim loại trong sản phẩm thu được khi tuyển đạt khoảng gần 80%, hàm lượng đồng của các mẫu thu được khi tuyển là từ 35,50 ÷ 53,10%. Kết quả thu được của nghiên cứu cho thấy có thể áp dụng phương pháp tuyển điện để làm giàu kim loại trong bản mạch điện tử thải với quy trình hệ thống làm việc đơn giản, hiệu quả cao, thân thiện với môi trường, khả năng áp dụng thực tế phương pháp này cho quá trình tiền xử lí trong hệ thống tái chế thu hồi kim loại trong bản mạch điện tử thải là hoàn toàn khả thi. Kết quả nghiên cứu cũng mở ra định hướng quan trọng cho những nghiên cứu tiếp theo để hoàn thiện quy trình tái chế thu hồi riêng từng kim loại quý, kim loại có hàm lượng cao và có giá trị, đồng thời, có thể sử dụng nghiên cứu chế tạo thiết bị tuyển điện. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Huynh Trung Hai, Nguyen Duc Quang, E waste: current status and perspectives in Viet Nam, AUN/SEEDNet 2nd REGIONAL CONFERENCE ON GLOBAL ENVIIRONMENT, Ho Chi Minh City, Viet Nam, 2010. 2. International Consultative Meeting on Expanding Waste Management Services in Developing Countries, Emerging issues, challenges, and opportunities in environmentally sound management of e waste, Tokyo, 2010. 3. Wu Jiang, Li Jia, Xu Zhen ming, Optimization of key factors of the electrostatic separation for crushed PCB waste using roll type separator, Journal of Hazardous Materals, (154), pp. 161 167, 2008. 4. Wu Jiang, Li Jia, Zhenming Xu, Electrostatic separation for multi size granule crushed printed circuit board waste using two roll separator, Journal of Hazardous Materals, (159), pp. 230 234, 2008. 5. HaiYong Kang, Julie M. Schoenung, Electronic waste recycling: A review of U.S. infrastructure and technology options, Resources, Convervation and Recycling, (45), pp. 368 400, 2005. 6. Hogo Marcelo Veit Recovery of copper from printed circuit board scraps by mechanical processing and electrometallurgy, Journal of Hazardous Materals, (B 137), pp. 1704 1709, 2006. RESEARCH ON METAL ENRICHMENT FROM WASTE ELECTRIC PRINTED CIRCUITS BOARD (PART 2) Le Cao Khai, Huynh Trung Hai Abstract Electrostatic waste is not only considered to be sources of environment pollution but also a crucial resource of non renewable raw material. Therefore, the research focused on the metal enrichment from waste electric printed circuits board, which is the first phase of the waste recycling system with selection methods based on: electrostatic separation. Electrostatics separation showed the results: When the voltage increased from 10÷27.5 KV, there was the increase in the distribution in volume, metal and total metal concentrations according to distance. The size of electrostatic separation materials decreased in distribution in volume and total metal concentration according to distance. The optimal conditions for studied voltage range for electrostatic separation process is 25KV, size of separation materials is about 212÷850μm. This result can be used in researching and manufacturing electrostatic separation equipments for process of metal enrichment from waste electric printed circuits board. . NGHIÊN CỨU LÀM GIÀU KIM LOẠI TRONG BẢN MẠCH ĐIỆN TỬ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP TUYỂN ĐIỆN Lê Cao Khải 1 Huỳnh Trung Hải 2 hất thải điện tử không những được coi là nguồn. loại nguyên liệu không tái tạo. Chính vì vậy, bài báo này tập trung nghiên cứu làm giàu kim loại trong bảng mạch điện tử thải là công đoạn đầu của hệ thống tái chế bằng phương pháp tuyển điện. . dụng nghiên cứu chế tạo thiết bị tuyển điện cho quá trình giàu kim loại trong bản mạch điện tử thải. 1. MỞ ĐẦU Những năm gần đây, các thiết bị điện, điện tử như ti vi, máy tính, điện thoại,