Προκατεργασία και χαρακτηρισμός αποβλήτου από πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων με στόχο την ανάκτηση περιεχομένων μετάλλων

Τσέλεκας, Γεώργιος; Tselekas, Georgios

dc.contributor.author	Τσέλεκας, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Tselekas, Georgios	en
dc.date.accessioned	2019-12-02T12:38:00Z
dc.date.available	2019-12-02T12:38:00Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/49519
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17217
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Απόβλητα ηλεκτρικού και ηλεκτρονικού εξοπλισμού	el
dc.subject	Πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων	el
dc.subject	Κασσίτερος	el
dc.subject	Υδρομεταλλουργία	el
dc.subject	Θειικό οξύ	el
dc.subject	Waste electrical and electronic equipment	en
dc.subject	PCBs	el
dc.subject	Tin	el
dc.subject	Hydrometallurgy	el
dc.subject	Sulfuric acid	el
dc.title	Προκατεργασία και χαρακτηρισμός αποβλήτου από πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων με στόχο την ανάκτηση περιεχομένων μετάλλων	el
dc.title	Processing and charactrerisation of waste derived from Printed Circuit Boards (PCBs) aiming to extract included metals	en
heal.type	bachelorThesis
heal.generalDescription	Η ανάκτηση μετάλλων από απόβλητα ηλεκτρικού και ηλεκτρονικού εξοπλισμού (ΑΗΗΕ) και ιδίως από πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων (ΠΤΚ) παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον και εντάσσεται στις προτεραιότητες της κυκλικής οικονομίας. Για το συγκεκριμένο λόγο γίνεται προσπάθεια ανάπτυξης περιβαλλοντικά φιλικών διεργασιών με στόχο την ανάκτηση τόσο βασικών μετάλλων υψηλής οικονομικής αξίας όπως ο χαλκός και ο κασσίτερος όσο και πολύτιμων (άργυρος, χρυσός κ.λπ.). Η παρούσα διπλωματική εργασία εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Επιστήμης και Τεχνολογίας Προστασίας του Περιβάλλοντος στη Μεταλλουργία και Τεχνολογία Υλικών της Σχολής Μηχανικών Μεταλλείων-Μεταλλουργών ΕΜΠ, με στόχο την πειραματική μελέτη εκχύλισης κασσιτέρου από υλικό που προέρχεται από ΠΤΚ. Η διπλωματική αυτή εργασία διαρθρώνεται σε έξι κεφάλαια που παρουσιάζονται εν συνεχεία. Στο πρώτο κεφάλαιο, αρχικά, γίνεται αναφορά στον ορισμό και την παραγωγή των ΑΗΗΕ παγκοσμίως και ευρωπαϊκά. Γίνεται επίσης αναφορά στα βασικά σημεία της ευρωπαϊκής νομοθεσίας σχετικά με την διαχείριση αποβλήτων. Στη συνέχεια, καταγράφονται οι μέθοδοι ανακύκλωσης των ΑΗΗΕ κατά την διαχείρισή τους. Τέλος, καταγράφεται το πλαίσιο δραστηριοποίησης των ελληνικών εταιρειών για την διαχείριση των ΑΗΗΕ. Στο δεύτερο κεφάλαιο, θίγεται το ζήτημα της ανάκτησης μετάλλων από ΠΤΚ με μεταλλουργικές μεθόδους. Πρώτα, γίνεται αναφορά στην σημαντική παρουσία των ΠΤΚ στα ΑΗΗΕ και μέσω της χημικής τους σύστασης φαίνεται η σπουδαιότητά τους σε χρήσιμα μέταλλα. Τέλος, περιγράφονται και συγκρίνονται οι μέθοδοι κατεργασίας πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων που είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθούν για την ανάκτηση χρήσιμων μετάλλων από πυρομεταλλουργικές και υδρομεταλλουργικές. Στο τρίτο κεφάλαιο, σημειώνεται ο στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας ο οποίος είναι η εξέταση των πειραματικών συνθηκών για την ανάπτυξη υδρομεταλλουργικής διεργασίας εκλεκτικής ανάκτησης κασσιτέρου (Sn) από λεπτόκοκκο υλικό που προέρχεται από ΠΤΚ. Στο τέταρτο κεφάλαιο, γίνεται εκτενής ανάλυση για το ενδιαφέρον μέταλλο, δηλαδή τον Sn. Αρχικά, καταγράφονται η ιστορική του σημασία από την αρχαιότητα μέχρι και τις βιομηχανικές χρήσεις του στο παρόν παραθέτοντας παράλληλα στοιχεία για τα φυσικοχημικά του χαρακτηριστικά και την παρουσία του στις ΠΤΚ. Έπειτα, καταγράφεται σχολαστικώς η ανόργανη χημεία του Sn(II) και Sn(IV) (δεσμοί, συμπεριφορά σε διάφορες συνθήκες περιβάλλοντος). Έχοντας εξετάσει προηγουμένως την χημεία του Sn, ύστερα από βιβλιογραφική ανασκόπηση σημειώνεται η υδρομεταλλουργική ανάκτηση του Sn από ΠΤΚ με διάφορα εκχυλιστικά μέσα και μίξεις τους. Στο πέμπτο κεφάλαιο, περιλαμβάνεται η προέλευση του υλικού και η περιγραφή της μεθοδολογίας που εφαρμόστηκε για τον βαρυτομετρικό και υγρό μαγνητικό διαχωρισμό του υλικού φυσικοχημικό χαρακτηρισμό του υλικού και των φυσικοχημικών προσδιορισμών (κοκκομετρική ανάλυση, θερμική ανάλυση, ICP-OES, AAS, κυπέλλωση) που πραγματοποιήθηκαν για τα επί μέρους κλάσματα. Ύστερα από δοκιμές εκχύλισης του ολικού μεταλλικού υλικού με θειικό οξύ (H2SO4) διαφόρων συγκεντρώσεων και χρόνων επαφής, αποφασίστηκε η χρήση H2SO4 1 και 3Μ απουσία/παρουσία χλωριόντων με τη μορφή NaCl για την κινητική μελέτη των αντιδράσεων. Στο έκτο και έβδομο κεφάλαιο, καταγράφονται τα πειραματικά αποτελέσματα των διαχωρισμών του υλικού, της κοκκομετρικής ανάλυσης και των δοκιμών εκχυλίσεων Sn τα οποία βοηθούν στην διεξαγωγή σημαντικών συμπερασμάτων. Κλείνοντας, το έβδομο κεφάλαιο αφιερώνεται στις βιβλιογραφικές αναφορές που βοήθησαν στη συγγραφή της παρούσας διπλωματικής εργασίας.	el
heal.classification	Επεξεργασία στερεών αποβλήτων	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-07-18
heal.abstract	Η παρούσα Διπλωματική Εργασία εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Επιστήμης και Τεχνολογίας Προστασίας του Περιβάλλοντος της Σχολής Μηχανικών Μεταλλείων – Μεταλλουργών του ΕΜΠ, στο πλαίσιο ενός ερευνητικού έργου που έχει σαν στόχο την ανάπτυξη ολοκληρωμένης μεθόδου επεξεργασίας αποβλήτων πλακετών ηλεκτρονικών τυπωμένων κυκλωμάτων (ΠΤΚ), για ανάκτηση μετάλλων που υπάρχουν σε σημαντικές ποσότητες σε αυτά και έχουν οικονομικό ενδιαφέρον όπως είναι ο χαλκός (Cu), ο κασσίτερος (Sn) και τα πολύτιμα μέταλλα. Σκοπός της Διπλωματικής Εργασίας ήταν η εξέταση των πειραματικών συνθηκών για την ανάπτυξη υδρομεταλλουργικής διεργασίας εκλεκτικής ανάκτησης Sn από λεπτόκοκκο υλικό που προέρχεται από ΠΤΚ. Αρχικά, έγινε φυσικοχημικός χαρακτηρισμός του υλικού και των επί μέρους κλασμάτων του που προέκυψαν από βαρυτομετρικό και μαγνητικό διαχωρισμό. Με βάση τα αποτελέσματα αυτά, επιλέχθηκε το μεταλλικό κλάσμα του υλικού για το οποίο πραγματοποιήθηκε μία σειρά δοκιμών εκχύλισης με θειικό οξύ (H2SO4) για την διερεύνηση της επίδρασης της συγκέντρωσης του H2SO4 στην εκχυλισιμότητα του Sn. Τα αποτελέσματα έδωσαν μέγιστα ποσοστά εκχύλισης για συγκέντρωση H2SO4 από 1 έως 3 Μ. Στη συνέχεια, διερευνήθηκε πειραματικά ο ρόλος του χρόνου επαφής του υλικού με το H2SO4 και η επίδραση παρουσίας χλωριόντων με τη μορφή χλωριούχου νατρίου στην εκχυλισιμότητα του Sn. Από τα αποτελέσματα των δοκιμών εκχύλισης προκύπτει ότι το H2SO4 είναι κατάλληλο εκχυλιστικό μέσο για την ανάκτηση του Sn σε αξιόλογο ποσοστό που φθάνει το 88.5% στη θερμοκρασία περιβάλλοντος, με πυκνότητα πολφού 5% και χρόνο επαφής 24 ώρες. Επιπλέον, διαχωρίζονται από τον Sn ο Cu και τα πολύτιμα μέταλλα που παραμένουν στο στερεό υπόλειμμα για να ανακτηθούν σε επόμενα στάδια με άλλα εκχυλιστικά μέσα. Σχετικά με τις προοπτικές, κρίνεται απαραίτητη η συνέχεια της πειραματικής διερεύνησης με στόχο την ποσοτική εκχύλιση του Sn σε συντομότερο χρονικό διάστημα αλλά διατηρώντας πάντα το στόχο της, κατά το δυνατόν μεγαλύτερης οικονομίας σε υλικά και ενέργεια.	el
heal.abstract	The present diploma thesis was carried out in the Laboratory of Environmental Science and Technology of the Mining and Metallurgical Engineering School at the National Technical University of Athens, in the framework of a research project aiming at the development of an integrated method for the processing of printed circuit boards (PCBs) waste for the recovery of metals in significant quantities in them and having an economic interest such as copper (Cu), tin (Sn) and precious metals. The purpose of diploma thesis was to examine the experimental conditions for the development of hydrometallurgical process for the selective recovery of Sn from fine-grained material derived from PCBs. Initially, physicochemical characterization of the material and its individual fractions resulted from gravitometric and magnetic separation took place. Based on these results, the metallic fraction of the material was selected, for which a series of sulfuric acid (H2SO4) extraction tests was carried out, to investigate the effect of the concentration of H2SO4 on the extractability of Sn. The results yielded maximum extraction percentages for a H2SO4 concentration of 1 to 3 M. The role of contact time of the material with H2SO4 and the effect of the presence of chlorides in the form of sodium chloride on the extractability of Sn were then examined experimentally. Extraction test results show that H2SO4 is a suitable extractant to recover Sn in a significant proportion reaching 88.5% at ambient temperature with a pulp density of 5% and a contact time of 24 hours. In addition, Sn is separated from Cu and the precious metals which remain in the solid residue so as to be recovered in subsequent steps with other extractive agents. With regard to prospects, it is necessary to continue the experimental investigation aiming to quantitative extraction of Sn in a shorter period of time, but always maintaining the goal of saving as much material and energy as possible.	en
heal.advisorName	Ρεμουντάκη, Εμμανουέλλα	el
heal.advisorName	Remountaki, Emmanouella	en
heal.committeeMemberName	Ρεμουντάκη, Εμμανουέλλα	el
heal.committeeMemberName	Αγατζίνη-Λεονάρδου, Στυλιανή	el
heal.committeeMemberName	Αναστασάκης, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Remountaki, Emmanouella	en
heal.committeeMemberName	Agatzini-Leonardou, Stiliani	en
heal.committeeMemberName	Anastasakis, Georgios	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών. Εργαστήριο Επιστήμης & Τεχνολογίας Προστασίας Περιβάλλοντος στη Μεταλλουργία & Τεχνολογία Υλικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	121 σ.
heal.fullTextAvailability	true