リサイクルされたブラウン管（CRT）スラグの組み込みは、プリント基板（PCB）の製錬において重要な融剤として機能します。この添加は、製錬混合物の化学組成を根本的に変化させ、物理的特性を最適化します。液相線温度を低下させ、有効粘度を低減することにより、CRTスラグは貴重な金属を回収するための理想的な条件を作り出します。
溶融スラグのレオロジーを改変することにより、CRT廃棄物は金属分離の障壁を低下させます。これにより、溶融銅合金が廃棄物から効率的に沈降し、貴重な資源がスラグ中に失われるのを防ぎます。
融剤の物理的メカニズム
CRTスラグが効果的な理由を理解するには、炉内の溶融物質の物理的状態をどのように変化させるかに注目する必要があります。
化学組成の改変
CRTスラグを添加する主な機能は、製錬スラグ全体の化学組成を変更することです。
この化学的シフトは任意ではなく、溶融物の熱的および流動的特性を変化させるために特別に設計されています。
液相線温度の低下
CRTスラグの添加は、混合物の液相線温度を低下させます。
これは、スラグがより低い温度で完全に液体状態を保つか、標準的な動作温度でより自由に流れることを意味します。これにより、過剰な熱エネルギー入力を必要とせずに、浴全体の流動性が向上します。
有効粘度の低減
この融剤の最も重要な影響は、有効粘度の低減です。
最適な処理のために、粘度は通常2 Pa.s未満に低下するように目標設定されます。
結果：金属回収率の向上
上記で説明された物理的変化は、目的を達成するための手段です。最終的な目標は、密度に基づいて材料を物理的に分離することです。
重力による分離の促進
製錬により、溶融金属の液滴と廃棄物スラグの混合物が生成されます。
CRTスラグは溶融物の粘度（厚さ）を低下させるため、これらの液滴が直面する抵抗が減少します。
これにより、重力による分離が促進され、より重い金属液滴がスラグ層をより簡単に沈降できるようになります。
銅合金収率の増加
分離の改善による直接的な結果は、回収率の向上です。
より少ない金属液滴が粘性スラグ相に閉じ込められたり、懸濁されたりしたままになります。
その結果、PCBからの銅合金の全体的な回収率が大幅に増加します。
粘度目標の重要性
利点は明らかですが、プロセスは特定の物理的パラメータの達成に大きく依存しています。
高粘度の結果
スラグ粘度が2 Pa.sの閾値を上回ったままだと、媒体は厚すぎます。
このシナリオでは、重力は金属液滴をスラグを通して効果的に引き下げることができません。
金属損失のリスク
分離が非効率的な場合、金属液滴は廃棄物スラグ中に懸濁されたままになります。
これにより回収率が低下し、貴重な銅合金が失われ、リサイクルプロセスの効率が無効になります。
製錬戦略の最適化
統合リサイクルの利点を最大化するために、溶融物の特定の物理的パラメータに焦点を当ててください。
- 金属回収が主な焦点の場合：金属の閉じ込めを防ぐために、スラグ粘度を特に2 Pa.s未満に低下させるのに十分な融剤添加を確認してください。
- プロセス効率が主な焦点の場合：CRTスラグを利用して液相線温度を低下させ、過剰な熱負荷なしに流動性を維持します。
スラグの粘度を厳密に制御することにより、廃棄物を収率を最大化するための重要なツールに変えます。
概要表：
| メカニズム | 製錬プロセスへの影響 | 金属回収の利点 |
|---|---|---|
| 化学組成 | 溶融混合物のレオロジーを改変する | 分離のための物理的特性を最適化する |
| 液相線温度 | スラグの融点を低下させる | より低いエネルギー入力で流動性を向上させる |
| 有効粘度 | 粘度を2 Pa.s未満に低減する | 金属液滴の沈降抵抗を最小限に抑える |
| 重力分離 | 重合金のより速い沈降を促進する | 回収された銅合金の収率を最大化する |
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ビジュアルガイド
参考文献
- Sello Tsebe, J.D. Steenkamp. Development of an Integrated Process Flowsheet to Recover Valuable Metals from Waste Cathode Ray Tubes and Printed Circuit Boards. DOI: 10.1007/s40831-023-00775-1
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Furnace ナレッジベース .
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