CN103071662A - 一种应用[BMIm]BF4溶剂快速拆解废电路板的环境友好方法 - Google Patents

一种应用[BMIm]BF4溶剂快速拆解废电路板的环境友好方法 Download PDF

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Abstract

一种应用[BMIm]BF4溶剂快速拆解废电路板的环境友好方法，先将废CRT电路板或废主机电路板清灰，手工拆除中央处理器（CPU）、内存条、显卡、声卡、散热器和塑料非焊锡固定的元件；然后将清灰的废电路板置于装有[BMIm]BF4溶剂的油浴装置中，设置油浴装置的温度250℃，启动设备，250℃时保持叶轮转速40-50rpm、停留时间为12-15min；运行关闭，取出拆解后的线路板、电子元器件，废线路板和电子元器件进入其他工艺进行处理；待[BMIm]BF4溶剂冷却，分离焊锡金属，水洗这些拆解物，获得洁净的焊锡、电子元器件和线路板；将清洗的[BMIm]BF4溶剂水溶液置于原[BMIm]BF4溶剂中，可重新利用，本发明具有拆解效率高、焊锡回收纯度高、环境友好的特点。

Description

一种应用[BMIm]BF4溶剂快速拆解废电路板的环境友好方法
技术领域
本发明属于电子废物资源化处理技术领域，具体涉及一种应用[BMIm]BF4溶剂快速拆解废电路板的环境友好方法。
背景技术
电子废物是当前固体废物中增长速度最快的废物流之一，由于其结构复杂、潜在污染大及资源价值高，而备受关注。在电子废物中，印刷电路板（PCBs）往往是电子产品中不可缺少的部分（如废电脑主机电路板和废CRT的电路板），其组成通常含有高品味的铜、铝、铁等有价金属，还有溴化阻燃剂、重金属如铅镉等物质，所以其处理过程受到了特殊的关注。经过10年的研发，已经形成了对废电路板资源化及污染控制的系统工艺。最常用的资源化工艺过程就是：拆解→破碎→磁选→粉碎→电选，通过该工艺，可以回收铁、铜、铝等有价金属；在此过程中，各环节产生的污染物通过负压抽气，然后采用布袋式除尘器进行处理的方式。此工艺已在全国推广开来，并顺利经过了工程示范和商业化运行。
由于废电路的电子元器件中含有贵重金属（如金银）和电解液，为了高效回收这些金属，同时避免电容器中电解液对后续电路板处理工艺的影响，电子元器件的拆解是废电路板机处理工艺不可缺少的环节。废电路板的拆解方式主要包括手工拆解、机械自动化拆解、高温拆解等方式。在这三种方式中，手工拆解能耗低、元器件剥离效果好、二次污染小，但拆解效率低、元器件破坏较严重；对于机械自动化拆解，清华大学、北京航空航天大学、合肥工业大学、湖南万容科技公司等单位开发了PDE-Ⅱ型废旧电路板拆解装备、废弃热插元器件线路板的可重用性拆解设备及技术、一种环保、节能、高效的废弃线路板元器件无损拆解装置等各种设备，这些设备技术含量较高，设备投资大，操作对工人要求较高，由于技术还不太成熟，常出现堵料、卡料的现象；高温拆解通常有焊锡热拆解、蒸汽热拆解和液体热拆解，清华大学、上海大学等单位开发了面向元器件重用的废旧线路板拆解处理方法、一种基于高温蒸汽拆解和改性处理废电路板的方法以及利用离子液体处理废旧线路板的方法，这些方法和过程均基于对液体介质进行加热，使焊锡在介质中熔化，让熔化的焊锡脱落而分离元器件。这些设备或方法均对废电路板拆解做出了有益的尝试，但通常对废电路板的复杂性考虑不足，通常只考虑某一类废电路板如主机电路板、CRT电路板；已有“利用离子液体处理废旧线路板的方法”专利是比较新的过程，但过渡依赖与高温和停留时间，没有考虑到超过250℃对电子元器件的破坏、以及高温时污染物的释放。
当前，废CRT电路板的电子元器件通常通过双列直插式封装技术进行封装，废主机电路板元器件采用表面安装，二者封装技术的差异、以及电子元器件种类的区别，导致了焊锡用量的差异。同时，废CRT电路板的基板材料一般为酚醛树脂，废主机电路板的基板材料为环氧树脂，二者的脆性和韧性差异很大。因而有必要对两种废电路板区别对待。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种应用[BMIm]BF4溶剂快速拆解废电路板的环境友好方法，具有拆解效率高、焊锡回收纯度高、环境友好的特点。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种应用[BMIm]BF4溶剂快速拆解废电路板的环境友好方法，包括以下步骤：
第一步，将废CRT电路板或废主机电路板清灰，手工拆除中央处理器（CPU）、内存条、显卡、声卡、散热器和塑料非焊锡固定的元件；
第二步，将清灰的废电路板置于装有[BMIm]BF4溶剂的油浴装置中，[BMIm]BF4溶剂应淹没废电路板的基板，整套设备放在负压-5kPa抽风台中进行；
第三步，设置油浴装置的温度250℃，启动设备，250℃时保持叶轮转速40-50rpm、停留时间为12-15min；
第四步，运行关闭，取出拆解后的线路板、电子元器件，废线路板和电子元器件进入其他工艺进行处理；
第五步，待[BMIm]BF4溶剂冷却，分离焊锡金属，水洗这些拆解物，获得洁净的焊锡、电子元器件和线路板；
第六步，将清洗的[BMIm]BF4溶剂水溶液置于原[BMIm]BF4溶剂中，可重新利用。
所采用的[BMIm]BF4溶剂，在常温至300℃为液态，粘度小于250cP。
本方法[BMIm]BF4溶剂加热温度不超过250℃，减少了气态污染物的产生，另外重金属如铅等在沉淀在溶剂中，也减少了重金属向大气中的释放。
本方法可以处理两种电路板，CRT电路板和主机电路板；采用环境友好的[BMIm]BF4溶剂，废电子元器件的去除率超过90％，焊锡回收纯度超过90％。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2本发明高温去除废电路板元器件的机理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细说明。
参照图1，一种应用[BMIm]BF4溶剂快速拆解废电路板的环境友好方法，包括以下步骤：
第一步，将废CRT电路板或废主机电路板清灰，手工拆除中央处理器（CPU）、内存条、显卡、声卡、散热器和塑料非焊锡固定的元件；
第二步，将清灰的废电路板置于装有[BMIm]BF4溶剂的油浴装置中，[BMIm]BF4溶剂应淹没废电路板的基板，整套设备放在负压-5kPa抽风台中进行；
第三步，设置油浴装置的温度250℃，启动设备，250℃时保持叶轮转速40-50rpm、停留时间为12-15min；
第四步，运行关闭，取出拆解后的线路板、电子元器件，废线路板和电子元器件进入其他工艺进行处理；
第五步，待[BMIm]BF4溶剂冷却，分离焊锡金属，水洗这些拆解物，获得洁净的焊锡、电子元器件和线路板；
第六步，将清洗的[BMIm]BF4溶剂水溶液置于原[BMIm]BF4溶剂中，可重新利用。
所采用的[BMIm]BF4溶剂，在常温至300℃为液态，粘度小于250cP。
本发明高温去除废电路板元器件的机理为：参照图2，元器件芯片通过基体如导线与线路板连接，线路板和基体通过线路背面的焊锡进行固定。当将废电路板置于高温搅拌的[BMIm]BF4溶剂中时，强对流使热量快速扩散，热量一方面通过元器件芯片、基体向电路板传递；背面的焊锡同时也在热对流下熔解。实际上焊锡熔解及元器件脱落时热对流、热传导和热辐射共同作用下的结果。

Claims (2)

1.一种应用[BMIm]BF4溶剂快速拆解废电路板的环境友好方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，将废CRT电路板或废主机电路板清灰，手工拆除中央处理器（CPU）、内存条、显卡、声卡、散热器和塑料非焊锡固定的元件；
第二步，将清灰的废电路板置于装有[BMIm]BF4溶剂的油浴装置中，[BMIm]BF4溶剂应淹没废电路板的基板，整套设备放在负压-5kPa抽风台中进行；
第三步，设置油浴装置的温度250℃，启动设备，250℃时保持叶轮转速40-50rpm、停留时间为12-15min；
第四步，运行关闭，取出拆解后的线路板、电子元器件，废线路板和电子元器件进入其他工艺进行处理；
第五步，待[BMIm]BF4溶剂冷却，分离焊锡金属，水洗这些拆解物，获得洁净的焊锡、电子元器件和线路板；
第六步，将清洗的[BMIm]BF4溶剂水溶液置于原[BMIm]BF4溶剂中，可重新利用。
2.根据权利要求1所述的一种应用[BMIm]BF4溶剂快速拆解废电路板的环境友好方法，其特征在于，所采用的[BMIm]BF4溶剂，在常温至300℃为液态，粘度小于250cP。
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