CN101948110A - 一种废电路板塑料的回收制备活性炭方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废电路板塑料的回收方法，采用化学活化和微波加热的方法，用分选出来的废电路板塑料制备活性炭，再采用一定浓度的药剂浸渍24h(废电路板塑料粉末与药剂体积比约为1∶3)，放入微波炉中辐射进行活化，然后用1∶9的盐酸溶液对辐射产品进行酸洗去除灰分，酸洗后用水漂洗将物料的pH值调至7，最后放入烘箱中烘干后粉碎成品。制得活性炭产品碘吸附值404.8mg/g，亚甲基兰吸附值47.2mg/g，得率38.1％。本发明将废电路板塑料采用微波辐照化学法制成活性炭，吸附性能与一般工业活性炭差距不大，不失为一种较好的废电路板塑料回收的新途径。
Description
技术领域
本发明涉及废料回收，特别是涉及电子产品中废电路板塑料的回收制备活性炭方法。
背景技术
每年电子产品中要报废数以万计的电路板，这些电路板含有大量的金属，若填埋既是资源的浪费，又会浸出剧毒金属元素，污染地下水。因此对废电路板进行有效处理处置，减少污染物的体积，使危险成分稳定化，对有用成分进行再回收利用。废电路板中通常含有30％的塑料，其处理方法主要有五种：一是将废高分子材料经过分类、清洗、破碎、造粒后直接进行成型加工；二是通过热分解技术将高分子进行热解，即将大分子链分解到低分子状态；三是填埋和焚烧；四是光降解和微生物降解；五是用作阻火剂和建筑材料。这些处理方法或是回收利用率不高、处理费用高，或是处理过程中，产生含二噁英、呋喃和二氧化碳的废气，造成严重的大气污染。
以塑料等高分子有机物为原料可以制得的活性炭，而且其吸附性能优越，可用于特殊场合，如具有高氯仿吸附性能、除去废水中的腐殖物质、用于双层电容器、除去较高分子重量聚合物、臭氧分解等等。国内学者袁文辉等以聚氯乙烯为原料，在700℃下经水蒸汽活化制得了亚甲基蓝吸附值495ml/g，BET比表面积3191.7m2/g的活性炭。国外学者De.Ruiter，Ernest以阴离子交换树脂为原料经低温炭化(650℃-750℃及惰性气体保护下)，850℃-900℃下活化制得颗粒活性炭。微波加热具有选择性性，不需对工作介质和炉体本身进行加热和保温，没有额外热量消耗，可极大限度地利用加热能源，降低产品成本，并且容易控制产品质量。国内学者彭金辉等对利用微波辐照制备活性炭作了大量的研究，所选原料有蚕豆杆、稻秆、黑荆树皮拷胶废料、瓜子壳、麦秸、玉米芯、蚕豆壳、甘蔗渣、杨梅树皮废料、烟秆、松木屑等。化学活化法微波辐照以上物料，研究表明：与传统活性炭生产工艺相比，仅需8-10min，为传统工艺的1/45-1/24：亚甲基蓝吸附值160-180ml/g，均大大超过了国家一级标准。
发明内容
本发明的目的在于采用将化学活化和微波加热结的方法，用分选出来的废电路板塑料制备活性炭，再采用一定浓度的药剂浸渍24h(废电路板塑料粉末与药剂体积比约为1∶3)，放入微波炉中辐射进行活化，然后用1∶9的盐酸溶液对辐射产品进行酸洗去除灰分，酸洗后用水漂洗将物料的pH值调至7，最后放入烘箱中烘干(控制烘干温度为100℃)后粉碎成品，制备活性炭。
本发明废电路板塑料的回收制备活性炭方法包含以下步骤：
1)废电路板塑料的分选：将废电路板粉碎后，采用比重分选或电选的方法将有机物和金属物质分离出来；
2)药剂浸泡：控制废电路板塑料粉末与药剂体积比约为1∶3，浸渍24h；
3)微波辐照活化：微波炉顶部中央部位开相当于反应器直径尺寸的圆孔，石英反应器通过此孔插入微波炉中，控制微波功率和辐照时间，对浸泡后得废电路板塑料进行辅助活化；
4)后续处理：用1∶9的盐酸溶液对辐射产品进行酸洗去除灰分，酸洗后用水漂洗将物料的pH值调至7，最后放入烘箱中烘干，控制烘干温度为100℃，之后粉碎成品，制得活性炭产品。
5)尾气处理：从反应器出来的废气，须先通过碱液吸收瓶净化并降温，然后通过活性炭吸附柱去除有机气体。
所述的药剂为氯化锌或磷酸，磷酸体积百分比为30％，氯化锌体积百分比为40％。
所述的微波功率为600-800W，微波辐照时间为8-10min。
活性炭制备需要考虑的重要指标是活性炭吸附能力和得率，本发明对废电路板微波化学活化制备活性炭开展了研究，发现对这些指标的影响主要因素是活化剂的浓度，微波功率和辐照的时间。
本发明按以下步骤完成：
1)废电路板塑料的分选：将废电路板粉碎后，采用比重分选或电选的方法将有机物和金属物质分离出来。
2)药剂浸泡：控制废电路板塑料粉末与药剂体积比约为1∶3，采用一定浓度的药剂(氯化锌或磷酸)浸渍24h。
3)微波辐照活化：微波炉顶部中央部位开相当于反应器直径尺寸的圆孔，石英反应器通过此孔插入微波炉中，控制一定微波功率和辐照时间，对浸泡后得废电路板塑料进行辅助活化。
4)后续处理：用1∶9的盐酸溶液对辐射产品进行酸洗去除灰分，酸洗后用水漂洗将物料的pH值调至7，最后放入烘箱中烘干(控制烘干温度为100℃)后粉碎成品，制得活性炭。
5)尾气处理装置：从反应器出来的废气，须先通过碱液吸收瓶净化并降温，然后通过活性炭吸附柱去除有机气体。
本发明采用微波加热的方法，与传统的加热技术相比，微波加热具有如下优点：
(1)、可对被加热物质里外一起加热，不需传热，瞬时达到高温，热损耗小、热利用率高，可大量节省能量；
(2)、加热均匀，微波场中无温度梯度存在，故热效率高；
(3)、加热速度快，只需传统方法的1/10～1/100的时间久可以完成；
(4)、可改善劳动环境和劳动作业条件；
(5)、占地面积小，快速控制有利于自动化。
本发明将废电路板塑料采用微波辐照化学法制成活性炭，吸附性能与一般工业活性炭差距不大，不失为一种较好的废电路板塑料回收的新途径。
附图说明
图1是本发明废电路板塑料微波化学法制备活性炭装置图。
图中1是真空泵，2是活性炭吸附柱，3是碱液吸收瓶，4是防倒吸瓶，5是石英玻璃反应器，6是磁电，7是微波炉。
具体实施方式
下面结合附图以实例进一步说明本发明的实质内容，但本发明的内容并不限于此。
本发明具体步骤如下：
1)废电路板塑料的分选
将废电路板粉碎后，采用比重分选或电选的方法将有机物和金属物质分离出来。
2)药剂浸泡
控制废电路板塑料粉末与药剂体积比约为1∶3，采用一定浓度的药剂(氯化锌或磷酸)浸渍24h。
3)微波辐照活化
微波炉顶部中央部位开相当于反应器直径尺寸的圆孔，石英反应器通过此孔插入微波炉中，控制一定微波功率和辐照时间，对浸泡后得废电路板塑料进行辅助活化。
4)后续处理
用1∶9的盐酸溶液对辐射产品进行酸洗去除灰分，酸洗后用水漂洗将物料的pH值调至7，最后放入烘箱中烘干(控制烘干温度为100℃)后粉碎成品。
5)尾气处理装置
从反应器出来的废气，须先通过碱液吸收瓶净化并降温，然后通过活性炭吸附柱去除有机气体。
实施例1
采用上述的工艺流程，以氯化锌为活化剂，在微波功率633W，辐照时间8min，氯化锌体积百分比40％条件下，制得活性炭产品碘吸附值426.8mg/g，亚甲基兰吸附值52.4mg/g，得率37.3％。
实施例2
采用上述的工艺流程，以磷酸为活化剂，在微波功率792W，辐照时间10min，磷酸体积百分比30％条件下，制得活性炭产品碘吸附值404.8mg/g，亚甲基兰吸附值47.2mg/g，得率38.1％。
Claims (3)
1.一种废电路板塑料的回收制备活性炭方法，其特征在于包含以下步骤：
1)废电路板塑料的分选：将废电路板粉碎后，采用比重分选或电选的方法将有机物和金属物质分离出来；
2)药剂浸泡：控制废电路板塑料粉末与药剂体积比约为1∶3，浸渍24h；
3)微波辐照活化：微波炉顶部中央部位开相当于反应器直径尺寸的圆孔，石英反应器通过此孔插入微波炉中，控制微波功率和辐照时间，对浸泡后得废电路板塑料进行辅助活化；
4)后续处理：用1∶9的盐酸溶液对辐射产品进行酸洗去除灰分，酸洗后用水漂洗将物料的pH值调至7，最后放入烘箱中烘干，控制烘干温度为100℃，之后粉碎成品，制得活性炭产品；
5)尾气处理：从反应器出来的废气，须先通过碱液吸收瓶净化并降温，然后通过活性炭吸附柱去除有机气体。
2.根据权利要求1所述的电路板塑料的回收制备活性炭方法，其特征在于：所述的药剂为氯化锌或磷酸，磷酸体积百分比为30％，氯化锌体积百分比为40％。
3.根据权利要求1所述的电路板塑料的回收制备活性炭方法，其特征在于：所述的微波功率为600-800W，微波辐照时间为8-10min。
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