我院顾复副教授与赵朋教授在《Resources, Conservation & Recycling》期刊上发表原创论文

时间:2021-07-07浏览:0设置

近日,浙江大学机械工程学院顾复副教授与赵朋教授在《Resources, Conservation & Recycling》(影响因子:10.204)上合作发表原创研究论文:重金属的磁悬浮回收新方法。我学院一直鼓励青年教师之间加强交流合作,顾复老师的研究特长是资源回收利用,赵朋老师的研究特长是磁悬浮测量与操控,两人合作实现了重金属(如显示屏中氧化铟锡涂层)的磁悬浮分离回收。

磁悬浮是一项极具潜力的基于密度差异的新型分离技术,在废弃物资源化利用、生物医药等前沿领域具有广阔的应用前景。然而,传统的磁悬浮装置仅能悬浮密度小于3.00 g/m3的颗粒物,极大地限制了其应用潜力。对此,研究团队构建了一种全新的磁悬浮装置,用磁铁矩阵取代对置排列的磁铁,以突破悬浮密度极限,并进行了重金属分离验证,如图1


1 新型磁悬浮分离装置以及分离过程



具体地,本研究分为以下三个部分。

1、理论模型的构建

构建磁悬浮装置内样品受力平衡方程,确定不同磁铁矩阵产生的磁场强度在分离容器内的空间分布。


2 磁场强度分布(理论建模)


2、稀土与铜的分离

应用此回收装置,成功分离了稀土粉末Y2O3Eu3+与铜粉末,如图3所示。由于两者密度均大于5.00 g/cm3,因此本方法成功突破了3.00 g/cm3的悬浮密度极限,适用于重金属粉末的分离。


3 稀土粉末与铜粉末分离(实验验证)


3、多种重金属材料的分离

进一步,利用此装置分离两种常见的稀土荧光粉末BaMgAl10O17Eu2+Y2O3Eu3+氧化铟锡粉末与玻璃、带有氧化铟锡的涂层与LCD液晶玻璃(从真实废弃显示屏中处理获得)以及氧化铟锡粉末中的氧化铟与氧化锡,均获得了成功,如图4所示。值得一提的是,全球铟储量仅有一万六千吨,而每年用于各种电子产品显示屏的铟达到了六百吨以上,同时铟也是一种对人体与环境产生危害的重金属,因此分离回收铟具有极大的经济价值与环境效益。


4 多种粉末分离(实验验证)


题为“A novel MagLev-based separation approach for heavy metal recycling”的原创研究论文已在Resources, Conservation & Recycling期刊上在线刊登。博士生张承谦与硕士生唐道梵为共同第一作者,硕士生曹明义和SRTP本科生蔡翔宇、刘学涛、程兆宇均为论文作者,顾复副教授、赵朋教授为共同通讯作者。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2021.105769



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