方升:LED行业含镓固体废弃物资源化的基础研究论文

方升:LED行业含镓固体废弃物资源化的基础研究论文

本文主要研究内容

作者方升(2019)在《LED行业含镓固体废弃物资源化的基础研究》一文中研究指出:近年来,半导体照明(LED)市场规模不断扩大,一方面铟、镓、铜等稀有稀贵金属需求剧增,另一方面其生产与消费过程产生大量的固体废弃物,资源利用效率低。究其原因,过程中产生的固体废弃物的理化特性复杂,定量化解析方法缺乏,资源回收效率低、选择性差。针对这些问题,本论文以LED生产和消费过程固体废弃物为对象开展系统研究,主要研究内容如下:(1)采用SEM、XRD、EDS、FT-IR及XPS等表征技术,系统表征了金属有机化学气相沉积(MOCVD)废料。MOCVD废料物相组成相对单一,主要是由GaN和铟单质相组成;由于GaN是难溶/熔耐火材料,使得MOCVD废料资源回收难度增加;空气氛围中,热化学信息表明废料发生持续氧化,难溶/熔GaN在800℃下转变为溶于酸碱的Ga2O3,说明氧化焙烧预处理能够实现废料中镓元素的回收再利用;浸出性表明碱浸能够实现镓元素的选择性浸出;(2)系统开展了碱浸工艺选择性浸出MOCVD中镓元素。在最佳工艺参数:2 mol/L NaOH浓度,固液比为100 g/L,搅拌速率为500 rpm,反应温度为353 K,浸出时间180 min,镓的浸出率为90.01%,镓选择性为98.98%;通过调节浸出液pH,实现Ga(OH)3的沉淀率为99.98%;(3)综合分析不同浸出动力学模型的适用范围及其与实验结果的一致性,对碱浸体系的表观动力学进行分析。研究发现:该体系属于未反应收缩核心模型,其控速步骤为反应物通过产物层界面的扩散控制,实验条件下镓元素浸出的反应表观活化能为24.33 kJ·mol-1。(4)引入金属关键性评价中资源参数和技术参数以及材料可循环性评价中统计熵和品位等级概念,建立金属可回收性评估四象限图和八象限图,根据固体废弃物所处的象限,综合考虑其回收次序。结果表明:与其它固体废弃物相比,LED处于中等回收难度区域,其中绿色高强度LED位于四象限图中第一象限,具有高资源性和高技术性,经济角度优先考虑回收;蓝色高强度LED具有低回收难度,技术角度优先考虑回收。

Abstract

jin nian lai ,ban dao ti zhao ming (LED)shi chang gui mo bu duan kuo da ,yi fang mian yin 、jia 、tong deng xi you xi gui jin shu xu qiu ju zeng ,ling yi fang mian ji sheng chan yu xiao fei guo cheng chan sheng da liang de gu ti fei qi wu ,zi yuan li yong xiao lv di 。jiu ji yuan yin ,guo cheng zhong chan sheng de gu ti fei qi wu de li hua te xing fu za ,ding liang hua jie xi fang fa que fa ,zi yuan hui shou xiao lv di 、shua ze xing cha 。zhen dui zhe xie wen ti ,ben lun wen yi LEDsheng chan he xiao fei guo cheng gu ti fei qi wu wei dui xiang kai zhan ji tong yan jiu ,zhu yao yan jiu nei rong ru xia :(1)cai yong SEM、XRD、EDS、FT-IRji XPSdeng biao zheng ji shu ,ji tong biao zheng le jin shu you ji hua xue qi xiang chen ji (MOCVD)fei liao 。MOCVDfei liao wu xiang zu cheng xiang dui chan yi ,zhu yao shi you GaNhe yin chan zhi xiang zu cheng ;you yu GaNshi nan rong /rong nai huo cai liao ,shi de MOCVDfei liao zi yuan hui shou nan du zeng jia ;kong qi fen wei zhong ,re hua xue xin xi biao ming fei liao fa sheng chi xu yang hua ,nan rong /rong GaNzai 800℃xia zhuai bian wei rong yu suan jian de Ga2O3,shui ming yang hua bei shao yu chu li neng gou shi xian fei liao zhong jia yuan su de hui shou zai li yong ;jin chu xing biao ming jian jin neng gou shi xian jia yuan su de shua ze xing jin chu ;(2)ji tong kai zhan le jian jin gong yi shua ze xing jin chu MOCVDzhong jia yuan su 。zai zui jia gong yi can shu :2 mol/L NaOHnong du ,gu ye bi wei 100 g/L,jiao ban su lv wei 500 rpm,fan ying wen du wei 353 K,jin chu shi jian 180 min,jia de jin chu lv wei 90.01%,jia shua ze xing wei 98.98%;tong guo diao jie jin chu ye pH,shi xian Ga(OH)3de chen dian lv wei 99.98%;(3)zeng ge fen xi bu tong jin chu dong li xue mo xing de kuo yong fan wei ji ji yu shi yan jie guo de yi zhi xing ,dui jian jin ti ji de biao guan dong li xue jin hang fen xi 。yan jiu fa xian :gai ti ji shu yu wei fan ying shou su he xin mo xing ,ji kong su bu zhou wei fan ying wu tong guo chan wu ceng jie mian de kuo san kong zhi ,shi yan tiao jian xia jia yuan su jin chu de fan ying biao guan huo hua neng wei 24.33 kJ·mol-1。(4)yin ru jin shu guan jian xing ping jia zhong zi yuan can shu he ji shu can shu yi ji cai liao ke xun huan xing ping jia zhong tong ji shang he pin wei deng ji gai nian ,jian li jin shu ke hui shou xing ping gu si xiang xian tu he ba xiang xian tu ,gen ju gu ti fei qi wu suo chu de xiang xian ,zeng ge kao lv ji hui shou ci xu 。jie guo biao ming :yu ji ta gu ti fei qi wu xiang bi ,LEDchu yu zhong deng hui shou nan du ou yu ,ji zhong lu se gao jiang du LEDwei yu si xiang xian tu zhong di yi xiang xian ,ju you gao zi yuan xing he gao ji shu xing ,jing ji jiao du you xian kao lv hui shou ;lan se gao jiang du LEDju you di hui shou nan du ,ji shu jiao du you xian kao lv hui shou 。

论文参考文献

论文详细介绍

论文作者分别是来自中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)的方升,发表于刊物中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)2019-07-18论文,是一篇关于发光二极管论文,废料论文,金属可回收性论文,选择性回收论文,中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)2019-07-18论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)2019-07-18论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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