研究目的
开发设备和湿法冶金工艺,从废弃光伏组件的铜带电极中分别回收铜和锡。
研究成果
采用流体动力振动与湿法冶金工艺开发的加热处理炉,成功从废弃光伏组件中回收出纯度超过98wt.%的铜和锡,为有价金属回收提供了有效方法,并有助于实现资源本土化。
研究不足
由于材料受压导致流体动力振动过大,从而降低了铜的纯度;并且选择使用33%的硝酸而非66%,以避免产生大量有毒气体,这可能会限制提取效率。
1:实验设计与方法选择:
研究开发了一种具有流体动力振动的热处理炉,用于从氧化铜带电极中分离铜基材料和涂层。采用硝酸湿法冶金工艺从收集的Cu-Sn合金中分离铜和锡。
2:样品选择与数据来源:
氧化铜带电极取自经过500°C以上热处理的废弃光伏组件,成分通过XRF和EDS分析。
3:实验设备与材料清单:
设备包括带流体动力振动装置的热处理炉、SUS 310S材质反应器、真空过滤装置;材料包含甲烷气体、硝酸(HNO3)和氢氧化钠(NaOH)。
4:实验步骤与操作流程:
在600°C甲烷气氛中还原涂层,900°C流体动力振动热处理分离材料,通过调节硝酸浓度/温度/时间选择性提取Cu-Sn合金,过滤分离SnO₂和Cu(NO₃)₂,用NaOH将Cu(NO₃)₂转化为CuO,最后经900°C甲烷还原热处理获得纯铜和锡。
5:数据分析方法:
采用XRF、EDS和XRD进行成分分析以确定纯度和物相。
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Heat treating furnace
Hydrodynamic vibrating type
To separate copper's basic materials and coating layer from oxidized copper ribbon electrodes through heat treatment and vibration
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Vacuum filtration device
To separate SnO2 and CuO from solutions after nitric acid treatment
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XRF
To analyze the composition of materials such as copper ribbon electrode and Cu-Sn alloy
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EDS
To perform energy dispersive X-ray spectroscopy for chemical composition analysis
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XRD
To analyze metal phases in reduced copper and tin
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Reactor
SUS 310S
Used in the heat treating furnace to hold copper ribbon electrode during processing
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