半导体、导体、绝缘体的高压静电分选

摘要

废弃半导体存储介质是电子废弃物中数量巨大且较为特殊的一类，包括电脑内存条、U盘、闪存等以半导体芯片为信息存储元器件的电子产品。它们一方面载有隐私信息，需要被安全销毁，另一方面富含金属导体、半导体、绝缘体材料，极具回收价值。通过破碎法可以粉碎信息存储材料半导体硅，使存储信息得到安全销毁；高压静电分选能实现半导体、导体、绝缘体的分选。
　　本文主要研究了高压静电分选半导体、导体、绝缘体的过程。半导体存储介质破碎至一定粒度可以实现信息安全销毁，进而通过高压静电分选技术可以实现半导体、导体、绝缘体分离。通过运动规律总结、分选参数优化、系统构建及优化等步骤实现半导体、导体、绝缘体的分离回收。根据高压静电场中的颗粒介电性质，绝缘体较易分离，半导体与导体颗粒较难分离。本文首先分析半导体、导体在高压静电场中的运动规律，其次设计半导体、导体、绝缘体分选实验并优化参数，最终提出采用破碎-风力分选-高压静电分选来实现半导体存储介质的信息安全销毁和半导体、导体、绝缘体物料分离，为进一步资源化做好准备。
　　通过进行两次高压静电分选，可以实现半导体、导体、绝缘体分离。第一次高压静电分选可以分离出绝缘体。第二次高压静电分选在合适的参数条件下可分离半导体、导体。分别对两次高压静电分选进行中心复合设计，分析了电压（U）、转辊转速（n）两个因子对分选效果影响。建立数学模型，作出等值线图和响应曲面图，进行响应优化后得出对于0.15-0.3mm粒径的颗粒，金属（半导体、导体）与非金属（绝缘体）分选最佳参数为U=27kV，n=74rpm。半导体硅和导体铜分选的最佳参数条件为U=2.5kV，n=61rpm。
　　对半导体存储介质，采用破碎-风力分选-高压静电分选系统进行处理。多级破碎后信息存储材料半导体破碎至0.15mm以下，信息不能够再恢复，达到安全销毁标准。经过风力分选-高压静电分选后，半导体、导体、绝缘体物料可以得到收集并进一步利用。最终实现信息销毁、资源利用和环境友好。为确定系统工艺参数，实验对风机蝶阀角度（α），风机频率（f），电选电压（U），电选机转辊转速（n）等因素对半导体收集量（M）的影响进行研究，通过因子设计建立了非线性数学模型，进而通过响应优化得出最优工艺参数设置为：α=30°，f=45 Hz，U=30 kV，n=40 rpm。在此参数下，金属导体收集率达90.3%，半导体硅收集率达61.0%，实现了半导体存储介质破碎销毁和物料分选。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 半导体、导体、绝缘体资源化的必要性

1.3 半导体存储介质的研究现状

1.4 半导体存储介质的销毁及资源化方法

1.5 物理法销毁分选半导体存储介质的原理

1.6 本课题研究目的和内容

第二章 原料、设备及研究方法

2.1 原料和设备

2.2 研究方法

2.3 技术路线

第三章 半导体、导体、绝缘体在高压静电场中的运动规律

3.1 引言

3.2 实验准备

3.3 半导体、导体、绝缘体的运动规律

3.4 本章小结

第四章 半导体、导体、绝缘体的物料分离

4.1 引言

4.2 绝缘体分离实验设计

4.3 绝缘体分离实验结果及分析

4.4 导体、半导体分离实验设计

4.5 导体、半导体分离实验结果及分析

4.6 本章小结

第五章 半导体、导体、绝缘体的破碎-分选系统

5.1 引言

5.2 半导体存储介质结构

5.3 实验部分

5.4 结果与讨论

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文