真空熱裂解和離心分離技術實現(xiàn)廢棄電路板中有機樹脂和焊錫的資源化研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟和電子信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，電子電器產(chǎn)品更新?lián)Q代日益加劇，導致大量的電子廢棄物形成。廢棄印刷電路板是電子廢棄物的重要組成部分，其中金屬的高回收價值與有毒有害物質的潛在危害性使得對其進行資源化回收和安全處置具有十分重要的意義。
　　 論文圍繞廢棄印刷線路板的資源化回收展開研究。首創(chuàng)了回收廢棄印刷電路板中焊錫的油浴離心分離技術；建立了包括“油浴離心分離＋真空熱裂解”和“真空熱裂解＋真空離心分離”在內(nèi)的環(huán)境友好且經(jīng)濟可行的回收流

2、程，實現(xiàn)了廢棄印刷電路板中有機樹脂和焊錫的分離與回收利用；創(chuàng)造性地研制出真空熱裂解-離心耦合技術回收處理廢棄印刷電路板，實現(xiàn)了廢棄印刷電路板有機物質、焊錫與其他金屬的一步分離，大大提高了回收效率。
　　 本文首先概述了目前廢棄印刷線路板的主要處理方法，并對不同處理方法的優(yōu)勢及存在的問題進行分析與評價?？紤]到提前分離焊錫為廢棄印刷電路板中其它金屬的回收創(chuàng)造了良好條件，在分析廢棄印刷電路板中焊錫具有低熔點這一特性的基礎上，采用油作為

3、加熱介質將焊錫熔化，在自行設計的裝置上利用固液離心分離的原理將焊錫從廢棄電路板中分離出來。本文選擇使用廣泛、具有代表性的酚醛樹脂類(FR-2)和環(huán)氧樹脂類(FR-4)印刷線路板作為研究對象。實驗結果表明：離心分離廢棄電路板焊錫的影響因素有：轉速、溫度、旋轉時間、旋轉次數(shù)，其中主要的影響因素為實驗溫度和轉速；分離焊錫的較好實驗條件為：轉速1400rpm，溫度240℃，6min內(nèi)均勻旋轉6次。
　　 在油浴離心分離焊錫的基礎上，結合

4、真空熱解技術在固體廢棄物處理過程中所具有的固有優(yōu)勢，本文首先提出一種回收廢棄印刷電路板的新方法，即“離心分離＋真空熱解”兩步工藝。實驗表明：油的溫度為240℃，轉速為1400rpm，采用間歇式的方式旋轉6min以上，廢棄印刷電路板焊錫得到完全分離回收。設置真空熱裂解實驗條件：體系壓力為1.5kPa，升溫速率為40℃/min，裂解終溫為600℃，終溫保溫時間為30min，冷阱溫度為－40℃，對脫焊后的廢棄電路板進行真空熱裂解。酚醛樹脂類廢

5、棄印刷電路板裂解后裂解渣、熱解油和氣體的平均產(chǎn)率分別為69.5％、27.8％和2.7％；環(huán)氧樹脂類廢棄印刷電路板裂解后各種產(chǎn)物的平均產(chǎn)率分別為75.7％、20.0％和4.3％。
　　 為了提高回收效率和更好地進行實驗操作，本文進一步調(diào)整了回收工藝，采用“真空熱解＋真空離心分離”流程處理廢棄印刷電路板。設置真空熱裂解條件為：體系壓力400Pa，升溫速率40℃/min，裂解終溫600℃，終溫保溫時間30min，冷阱溫度－40℃。酚醛

6、樹脂類廢棄印刷電路板熱解后熱解渣、熱解油和氣體的平均產(chǎn)率分別為67.97％，27.73％和4.30％；環(huán)氧樹脂類廢棄印刷電路板熱解后各種產(chǎn)物的平均產(chǎn)率分別為72.20％，21.45％和6.35％。將熱解渣在真空條件下（體系壓力約為20Pa）進行離心分離以回收焊錫，實驗表明：當溫度為400℃，以轉速為1200rpm旋轉轉鼓10min，廢棄印刷電路板焊錫得到完全分離回收。
　　 在前期研究的基礎上，本文更進一步研究了一種回收處理廢棄

7、印刷電路板的新技術——真空熱裂解-離心耦合技術，即將真空熱裂解工藝與離心分離工藝合二為一，在真空條件下同時實現(xiàn)焊錫的分離回收與有機物質的熱解分離，大大提高了回收效率，降低了回收成本。將兩種廢棄印刷電路板在真空條件下進行熱解，設置體系壓力為400Pa，升溫速率為20℃/min，裂解終溫為600℃，終溫保溫時間30min，設置冷阱溫度為－40℃。酚醛樹脂類廢棄印刷電路板熱解后熱解渣、熱解油和氣體的平均產(chǎn)率分別為67.91％，27.84％和4

8、.25％；環(huán)氧樹脂類廢棄印刷電路板熱解后各種產(chǎn)物的平均產(chǎn)率分別為72.22％，21.57％和6.21％。在400～600℃內(nèi)以轉速為1000rpm旋轉轉鼓10min，廢棄印刷電路板焊錫得到完全分離回收。
　　 真空熱裂解和焊錫分離回收后，基板和電子元件很容易分離。熱解后的基板很容易分離出銅箔、玻璃纖維等物質；熱解后的電子元件中的各種金屬送后續(xù)工序回收。熱解油可作為化工原料或進一步加工成燃料；熱解產(chǎn)生的不可冷凝氣體有較高的燃燒值，