CN103602816A

CN103602816A - 一种废弃线路印刷板的回收处理方法

Info

Publication number: CN103602816A
Application number: CN201310562109.XA
Authority: CN
Inventors: 修福荣; 齐莹莹
Original assignee: Fujian University of Technology
Current assignee: Fujian University of Technology
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2033-11-12
Also published as: CN103602816B

Abstract

本发明公开了一种废弃线路印刷板的回收处理方法，包括以下步骤：1）将废弃印刷线路板的主板和元器件分离，元器件分类后另行处理，主板用剪切粉碎机处理成小于1cm的碎片；2）将PVC废料剪切成1cm左右的碎片。将剪切好的废弃线路板碎片和PVC碎片按1:2-4:1的质量比混合后加入水热氧化反应釜中；3）加入去离子水和30%的过氧化氢，密封反应釜，控制反应物固液比为1:5-1:15克/毫升；4）加热反应釜，温度升至250-380度后开始计时，反应釜内压力通过手动加压装置控制在12-22MPaMPa，反应30-180分钟后停止加热；5）温度降至室温后打开反应釜，固液分离后将液相蒸发浓缩结晶，回收CuCl₂·2H₂O晶体产品。

Description

一种废弃线路印刷板的回收处理方法

技术领域

本发明涉及废弃物回收应用技术领域，具体的说，本发明涉及一种废弃线路印刷板的回收处理方法。

背景技术

印刷线路板（PCBs）广泛应用于电脑、通信设备、仪器仪表、家用电器等领域，是电子电器中最关键的基本构件。PCBs在电子废弃物中所占比例为3%左右。随着电子电器产品更新换代速度的加快，废弃PCBs的数量逐年增加，数量十分庞大。废弃PCBs含有大约70%的非金属和30%的金属。非金属部分主要是树脂和溴代阻燃剂（BFRs），其中一些BFRs已被列入新一批持久性有机污染物（POPs）名单。金属组分不仅包括大量的具有回收价值的铜（20%左右），而且还含有一定量的贵金属如Au、Ag、Pt、Pd等。现有的废弃PCBs处理方法如火法、湿法、机械法、生物法都无法解决溴代阻燃剂的脱溴去毒问题。另一方面，目前大量的聚氯乙烯（PVC）废料主要用于焚烧而进行热回收，普遍存在焚烧过程中排放氯代有毒有机物如二恶英的严重污染问题。

目前我国关于水热氧化共处理废弃印刷线路板和PVC废料的资料基本是空白。因而，开发环境友好型的水热氧化共处理废弃印刷线路板和PVC废料的方法显得十分必要和迫切，其意义主要表现在：废弃印刷线路板中所含溴代阻燃剂的无害化处理将为其他POPs的处理处置提供重要的经验与理论信息；在我国现有的规模化废弃印刷线路板和PVC废料的处理处置技术基础上增加一项新的环境友好处理处置技术；在对废弃印刷线路板和PVC废料进行无害化处理的过程中，同时实现印刷线路板中大量金属铜的浸出回收，实现资源化。

水热氧化处理废物是近年来发展起来的一种新型环保高效且应用前景广阔的先进技术。水热氧化中的水处于亚临界条件，由于其独特的物理化学性质、低介电常数、与有机物优异的互溶性以及高离子氢产率，表现出特别高的反应活性，因而许多学者将这一技术引入难降解有机危险废弃物的处理之中。

发明内容

本发明结合废弃印刷线路板中溴代阻燃剂和金属铜，以及PVC废料的特点，采用新兴的水热氧化共处理技术，将其中的溴代阻燃剂和PVC废料彻底氧化分解成环境友好的CO₂和H₂O，实现环境友好无害化处理的目的。氯元素以HCl的形式浓缩在水相中形成盐酸，并将线路板中的金属铜完全浸出回收。

本发明提供的技术方案是：一种废弃线路印刷板的回收处理方法，包括以下步骤：

1）将废弃印刷线路板的主板和元器件分离，元器件分类后另行处理，主板用剪切粉碎机处理成小于1cm的碎片；

2）将PVC废料剪切成1cm左右的碎片。将剪切好的废弃线路板碎片和PVC碎片按1:2-4:1的质量比混合后加入水热氧化反应釜中；

3）加入去离子水和30%的过氧化氢，密封反应釜，控制反应物固液比为1:5-1:15克/毫升；

4）加热反应釜，温度升至250-380度后开始计时，反应釜内压力通过手动加压装置控制在12-22MPaMPa，反应30-180分钟后停止加热；

5）温度降至室温后打开反应釜，固液分离后将液相蒸发浓缩结晶，回收CuCl₂·2H₂O晶体产品。

所述步骤2）中，废弃线路板碎片和PVC碎片的质量比优选为1:1。

所述步骤3）中，控制反应物固液比优选为1:9克/毫升。

所述步骤3）中，可在密封之前通入氧气1-5分钟以替代过氧化氢。

所述步骤4）中，优选反应釜加热温度至350度后开始计时，反应釜内压力通过手动加压装置控制在18MPa，反应60分钟后停止加热。

本发明的有益效果是：

本发明中，水是唯一的反应介质，产物主要是水和二氧化碳，废弃印刷线路板中所含溴代阻燃剂在共处理后完全分解脱溴，PVC废料在共处理之后完全分解脱氯，整个共处理过程无有害物质排放，实现了上述两种废物的彻底无害化。另一方面，废弃印刷线路板所含的具有回收价值的金属铜，在共处理之后以CuCl₂·2H₂O结晶的形式回收，回收率达到99%以上，实现了废弃印刷线路板的资源化。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：

图1为水热氧化共处理印刷线路板和PVC废料的工艺流程图；

图2为液相产物结晶产品的XRD衍射分析图谱；

图3a、图3b为处理温度、时间对线路板中溴代阻燃剂分解脱溴效率的影响；

图4a、图4b为处理温度、时间对PVC废料分解脱氯效率的影响；

图5为不同PVC废料、印刷线路板配比对线路板中金属铜浸出回收效率的影响；反应条件是：温度=350℃,时间=60分钟,固液比=1:9g/mL。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

如图1所示，将废弃印刷线路板的主板和元器件分离，元器件分类后另行处理，主板用剪切粉碎机处理成小于1cm的碎片。同时将PVC废料剪切成1cm左右的碎片。将剪切好的废弃线路板碎片和PVC碎片按1:1的质量比混合后加入水热氧化反应釜中，固液比为1:9g/mL。然后，加入50毫升去离子水和40毫升30%的过氧化氢，立即密封反应釜（也可在密封之前通入氧气1-5分钟以替代过氧化氢），加热，温度升至350度后开始计时，此时容器内压力通过手动加压装置控制在18MPa，反应60分钟后停止加热。温度降至室温后打开反应釜，将反应物转移至离心管中，取离心分离后水相1毫升稀释定容，然后用电感耦合等离子体发射光谱测定液相中的金属铜含量。实验结果表明，当废弃线路板碎片和PVC碎片投加的质量比为1:1，反应温度350度、压力18MPa时，处理60分钟可以将废弃印刷线路板中的金属铜浸出99%以上。将离心分离后的水相加热、蒸发并结晶，获得的产品采用XRD粉末衍射分析，图2显示结晶产品为纯的CuCl₂·2H₂O。取离心分离后水相1毫升稀释后定容，然后用离子色谱测定其中的无机Cl和无机Br含量。图3和图4显示，在上述水热氧化共处理条件下，线路板中溴代阻燃剂和PVC废料的分解脱溴、脱氯效率均达到99.8%。系统中废弃线路板碎片和PVC碎片投加的质量比是关键参数，图5显示，在上述反应条件下，只有当废弃线路板碎片和PVC碎片投加的质量比为1:1时，金属铜的浸出才能达到99%以上。

实施例2：

如图1所示，将废弃印刷线路板的主板和元器件分离，元器件分类后另行处理，主板用剪切粉碎机处理成小于1cm的碎片。同时将PVC废料剪切成1cm左右的碎片。将剪切好的废弃线路板碎片和PVC碎片按1:2的质量比混合后加入水热氧化反应釜中，固液比为1:5g/mL。然后，加入30毫升去离子水和20毫升30%的过氧化氢，立即密封反应釜（也可在密封之前通入氧气1-5分钟以替代过氧化氢），加热，温度升至250度后开始计时，此时容器内压力通过手动加压装置控制在12MPa，反应60分钟后停止加热。温度降至室温后打开反应釜，将反应物转移至离心管中，取离心分离后水相1毫升稀释定容，然后用电感耦合等离子体发射光谱测定液相中的金属铜含量。实验结果表明，当废弃线路板碎片和PVC碎片投加的质量比为1:2，反应温度250度、压力12MPa时，处理30分钟可以将废弃印刷线路板中的金属铜浸出50%以上。将离心分离后的水相加热、蒸发并结晶，获得的产品采用XRD粉末衍射分析，显示结晶产品为纯的CuCl₂·2H₂O。取离心分离后水相1毫升稀释后定容，然后用离子色谱测定其中的无机Cl和无机Br含量。在上述水热氧化共处理条件下，线路板中溴代阻燃剂和PVC废料的分解脱溴、脱氯效率均达到95%。

实施例3：

如图1所示，将废弃印刷线路板的主板和元器件分离，元器件分类后另行处理，主板用剪切粉碎机处理成小于1cm的碎片。同时将PVC废料剪切成1cm左右的碎片。将剪切好的废弃线路板碎片和PVC碎片按4:1的质量比混合后加入水热氧化反应釜中，固液比为1:15g/mL。然后，加入90毫升去离子水和60毫升30%的过氧化氢，立即密封反应釜（也可在密封之前通入氧气1-5分钟以替代过氧化氢），加热，温度升至380度后开始计时，此时容器内压力通过手动加压装置控制在22MPa，反应180分钟后停止加热。温度降至室温后打开反应釜，将反应物转移至离心管中，取离心分离后水相1毫升稀释定容，然后用电感耦合等离子体发射光谱测定液相中的金属铜含量。实验结果表明，当废弃线路板碎片和PVC碎片投加的质量比为4:1，反应温度380度、压力22MPa时，处理180分钟可以将废弃印刷线路板中的金属铜浸出20%左右。将离心分离后的水相加热、蒸发并结晶，获得的产品采用XRD粉末衍射分析，显示结晶产品为纯的CuCl₂·2H₂O。取离心分离后水相1毫升稀释后定容，然后用离子色谱测定其中的无机Cl和无机Br含量。在上述水热氧化共处理条件下，线路板中溴代阻燃剂和PVC废料的分解脱溴、脱氯效率均达到99%。

以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种废弃线路印刷板的回收处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种废弃线路印刷板的回收处理方法，其特征在于，所述步骤2）中，废弃线路板碎片和PVC碎片的质量比为1:1。

3.根据权利要求1所述的一种废弃线路印刷板的回收处理方法，其特征在于，所述步骤3）中，控制反应物固液比为1:9克/毫升。

4.根据权利要求1所述的一种废弃线路印刷板的回收处理方法，其特征在于，所述步骤3）中，可在密封之前通入氧气1-5分钟以替代过氧化氢。

5.根据权利要求1所述的一种废弃线路印刷板的回收处理方法，其特征在于，所述步骤4）中，反应釜加热温度至350度后开始计时，反应釜内压力通过手动加压装置控制在18MPa，反应60分钟后停止加热。