废旧电脑中存储介质的信息安全销毁与资源化

摘要

由于电子废弃物产生量大、成分复杂并且种类繁多，其安全处置与资源化成为废弃物循环利用领域的研究热点之一。作为电脑中的存储介质，废旧硬盘和内存存储器是一类典型而又特殊的电子废弃物，具有信息安全销毁、资源回收和环保处置三重需求。本文根据废旧硬盘和内存存储器的特点，设计了其信息安全销毁的方法。建立了废旧内存存储器破碎销毁的粒度分布模型和一级动力学模型，通过计算流体力学模拟得到风选过程分选机制，为废旧内存存储器的销毁和资源化提供理论基础。建立了废旧内存存储器信息安全销毁与资源化生产线，从环境风险的角度开展健康风险评价并提出改进措施；从工程经济学的角度进行生产线的投资分析和社会效益分析，为项目决策提供依据；从环境影响和资源消耗的角度进行生命周期评价，识别环境热点为电子废弃物资源化政策制定提供指导。
　　基于硬盘存储原理，通过消磁法对硬盘进行信息安全销毁，得出销毁时盘片方向应该与磁场方向平行。在5000 Gs磁场强度下，消磁10 s能够达到较好的消磁效果。消磁法简单快捷，适宜于废旧硬盘信息安全销毁规模化处置。
　　通过物理损毁法对内存存储器进行信息安全销毁，发现高丁-舒曼分布模型和罗辛-拉姆勒分布模型都能够较好地对破碎销毁后物料粒度分布进行描述。建立了废旧内存存储器破碎销毁的一级动力学模型，可以指导其破碎销毁过程的参数调节。
　　基于对传统旋风分离器的改进，去除销毁后物料中的小颗粒，采用计算流体力学模拟研究新型风选机分选机制，发现风选机流体类型具有轴对称性，并在两侧伴有小的波动。尘斗流体类型为上下旋流并伴有局部二次旋流，这对于粘附在金属表面细小粉末的有效去除发挥了重要的作用。尘斗处的开口增强了内部向上旋流，有效避免了物料堵塞现象。建立了导体、半导体和绝缘体物料高压静电分选荷电模型和受力模型，为物料高压静电分选提供理论支持。
　　建立了废旧内存存储器信息安全销毁与资源化生产线并开展健康风险评价，结果表明，车间内主要噪声污染源为物料的破碎设备，采用控制噪声传播的隔声措施来降噪，平均噪声水平由96.2 dB降低到了78.2 dB。铜、铬和镉三种金属无非致癌风险，但是通过摄食摄入铅的危害商数超过参考值1.41倍。在摄食、吸入和皮肤接触三种暴露方式中，摄食摄入方式产生最大的健康风险。
　　经济评价表明，项目产值利润率、利税率分别达到25％和37%，内部收益率为43%。盈亏平衡分析表明，项目的盈亏平衡点产量为18 t/a。销售收入的变化带来净现值和投资回收期的剧烈变化，为本项目的最敏感因素。
　　基于与传统矿物中提取金属比较，对废旧内存存储器信息安全销毁与资源化及后续金属提炼过程进行生命周期评价。结果表明，资源化产业链中产生最大环境影响的环节是目标贵金属的浸取过程，该过程对全球气候变暖潜值、富营养化潜值以及陆地生态毒性潜值分别贡献83%、91%和80%。识别出全球气候变暖潜值是所选九种环境影响类型中最为显著的环境影响类型。能源来源以及贵金属精炼过程中化学试剂消耗量的变化对资源化产业链的环境表现产生重大影响。
　　以上研究为废旧硬盘和内存存储器信息安全销毁及资源化提供理论基础，为电路板卡类废物成套技术与装备应用提供环境健康、工程经济、资源消耗和环境影响等多方面的信息支持，为电路板卡类废物处置与资源化实践提供参考。

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第一章 绪论

1.1 电子废弃物概述

1.2 存储介质及信息安全问题

1.3 废旧电脑中存储介质的销毁回收现状

1.4 电子废弃物处置评价

1.5 研究目的及内容

参考文献

第二章 废旧硬盘强磁场信息安全销毁

2.1 引言

2.2 原料和设备

2.3 废旧硬盘的信息安全销毁

2.4 废旧硬盘的资源化方法研究

2.5 本章小结

参考文献

第三章 废旧内存存储器破碎信息安全销毁

3.1 引言

3.2 实验方法

3.3 内存存储器破碎销毁实验结果

3.4 本章小结

参考文献

第四章 废旧内存存储器风力分选过程的计算流体力学模拟

4.1 引言

4.2 风选机物理模型及风力分选系统

4.3 计算流体力学模型

4.4 风选机连续相和离散相计算流体力学模拟

4.5计算流体力学模拟结果实验验证

4.6 本章小结

参考文献

第五章 废旧内存存储器高压静电分选荷电模型建立

5.1 引言

5.2 实验方法

5.3 实验结果与讨论

5.4 本章小结

参考文献

第六章 破碎-风选-高压静电分选生产线建立及健康风险评价

6.1 引言

6.2破碎-风选-高压静电分选生产线构建

6.3 健康风险评价方法

6.4生产线车间噪声评价

6.5生产线车间重金属评价

6.6 本章小结

参考文献

第七章 破碎-风选-高压静电分选生产线经济评价

7.1 引言

7.2 生产线技术概述

7.3 投资分析

7.4 项目经济评价指标

7.5 不确定性分析

7.6 社会环境效益分析

7.7 本章小结

参考文献

第八章 破碎分选金属富集及后续精炼过程生命周期评价

8.1 引言

8.2生命周期评价

8.3 本章小结

参考文献

结论与展望

结论

展望

创新点

研究成果及获奖情况

发表论文

申请专利

获奖情况

致谢

答辩决议书