CN104710708A - 一种用废线路板金属富集体制备聚氯乙烯塑料阻燃消烟剂的方法 - Google Patents
一种用废线路板金属富集体制备聚氯乙烯塑料阻燃消烟剂的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用废线路板金属富集体制备聚氯乙烯塑料阻燃消烟剂的方法,包括以下步骤:a.材料预处理;b.金属富集体的煅烧氧化;c.稀盐酸浸泡活化;d.回收氯化铜;e.阻燃消烟性能实验样品制备。本发明结合废旧线路板机械物理分离后得到的金属富集体的组成结构特点,采用煅烧氧化+稀盐酸活化方法,在回收氯化铜的同时,制备得到一种高性能的适用于聚氯乙烯塑料的阻燃消烟剂,从而实现废旧线路板金属富集体的高附加值回收利用,具有良好的环境效益和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种将固体废弃物转化为无害或有用物质的方法,特别涉及一种用废线路板金属富集体制备聚氯乙烯塑料阻燃消烟剂的方法。
背景技术
近年来,数量庞大的电子废物的资源化回收已经成为世界各国政府和公众最为关注的焦点问题。作为电子产品最基本的元器件,废旧线路板的高效处置或者资源化回收利用成为关键。目前对于废旧线路板的资源化回收利用技术主要包括火法冶金、湿法冶金、生物浸取和机械物理分离。其中被认为最有前景的技术方法是机械物理分离法,该方法是采用机械破碎将线路板中的金属解离,然后通过静电、磁力、重力等分选方式将金属材料和非金属材料分开。分选后得到的金属富集体(约占线路板重量的30%~40%)的价值较高,可以通过湿法冶金技术(例如化学方法或者电化学方法)进一步回收纯度更高的有价金属(主要是铜和贵金属),但是对于其他大量的剩余金属残渣缺乏有效的回收利用手段,如果直接排放到环境中不仅污染环境而且造成资源的极大浪费。因此,对于废旧线路板经过机械物理分离+湿法冶金处理后的剩余金属残渣进行资源化利用意义重大。目前,对于将前述的剩余金属残渣用于制备聚氯乙烯塑料阻燃消烟剂的研究尚未见报道。
发明内容
针对上述现状,本发明结合废旧线路板机械物理分离后得到的金属富集体的组成结构特点,采用煅烧氧化+稀盐酸活化方法,在回收氯化铜的同时,制备得到一种高性能的适用于聚氯乙烯塑料的阻燃消烟剂,从而实现废旧线路板金属富集体的高附加值回收利用,具有良好的环境效益和经济效益。
为实现上述目的本发明的技术方案是:
一种用废线路板金属富集体制备聚氯乙烯塑料阻燃消烟剂的方法,包括以下步骤:
a.材料预处理:
用机械物理方法得到废线路板的金属富集体;
b.金属富集体的煅烧氧化:
将废线路板的金属富集体置于煅烧炉中,在400~600℃条件下煅烧氧化不少于15分钟;
c.稀盐酸浸泡活化:
煅烧结束后,待产物冷却至室温,取出产物并转移至浓度为1M、温度为50℃的稀盐酸溶液中,将产物浸泡15~45分钟;
d.回收氯化铜:
将经稀盐酸浸泡活化后的产物离心过滤,滤液采用结晶的方法得到氯化铜;
e.阻燃消烟性能实验样品制备:
将经稀盐酸浸泡活化后的产物离心过滤得到的滤渣用去离子水洗涤三次后,置于110℃烘箱中烘24小时,得到无机阻燃消烟剂,将聚氯乙烯树脂100份、增塑剂40份、稳定剂2份、润滑剂1份和6份无机阻燃消烟剂共混,然后经过混炼机混炼、热压、冷压等工序,加工成测试样品。
进一步的技术方案,所述步骤b.金属富集体的煅烧氧化中废线路板的金属富集体煅烧温度为550℃,煅烧时间为15分钟。
进一步的技术方案,所述步骤c.稀盐酸浸泡活化中,煅烧氧化产物在稀盐酸溶液中的浸泡时间为15分钟。
本发明具有如下优点:
1、通过煅烧氧化+稀盐酸活化在回收得到氯化铜的同时剩余金属残渣可制备得到适用于聚氯乙烯塑料的阻燃消烟剂。
2、剩余金属残渣主要含有二氧化锡及其他过渡金属氧化物,它们对聚氯乙烯塑料起到良好的阻燃消烟作用。
3、工艺设备简单、节约成本,没有污染。
4、废物资源化利用,保护了环境,实现环境效益和经济效益的统一。
本发明结合废旧线路板机械物理分离后得到的金属富集体的组成结构特点,采用煅烧氧化+稀盐酸活化方法,在回收氯化铜的同时,制备得到一种高性能的适用于聚氯乙烯塑料的阻燃消烟剂,从而实现废旧线路板金属富集体的高附加值回收利用,具有良好的环境效益和经济效益。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:
图1本发明的流程图。
具体实施方式:
实施例1
如图1所示步骤将5克经过常规机械分离得到的废线路板金属富集体置于煅烧炉中,在550℃条件下煅烧氧化15分钟。煅烧结束后,待产物冷却至室温,取出并转移至浓度为1M、温度为50℃的稀盐酸溶液中,浸泡30分钟。将经稀盐酸浸泡活化后的产物离心过滤,得到的滤液采用结晶的方法得到氯化铜。将经稀盐酸浸泡活化后的产物离心过滤得到的滤渣用去离子水洗涤三次后,置于110℃烘箱中烘24小时,得到无机阻燃消烟剂。将聚氯乙烯树脂100份、增塑剂40份、稳定剂2份、润滑剂1份和6份本发明方法制备得到的无机阻燃消烟剂共混,然后经过混炼机混炼、热压、冷压等工序,加工成测试样品。通过极限氧指数和烟密度的测试来分析制得的产物对聚氯乙烯的阻燃消烟性能。极限氧指数测试按照GB2406-80进行,烟密度测试按照GB/T8627-99进行。
测试结果表明:在上述条件下制备得到的无机阻燃消烟剂的晶相结构主要是二氧化锡,其次是其他剩余的过渡金属氧化物。在上述条件下,添加有本发明方法制备得到阻燃消烟剂的聚氯乙烯的极限氧指数比未添加的增加9个单位,由未添加本发明阻燃消烟剂样品的23%升高到32%;烟密度降低23.4%,由未添加本发明阻燃消烟剂样品的88.5%降到65.1%。
实施例2
如图1所示步骤将5克经过常规机械分离得到的废线路板金属富集体置于煅烧炉中,在400℃条件下煅烧氧化20分钟。煅烧结束后,待产物冷却至室温,取出并转移至浓度为1M、温度为50℃的稀盐酸溶液中,浸泡30分钟。将经稀盐酸浸泡活化后的产物离心过滤,得到的滤液采用结晶的方法得到氯化铜。将经稀盐酸浸泡活化后的产物离心过滤得到的滤渣用去离子水洗涤三次后,置于110℃烘箱中烘24小时,得到无机阻燃消烟剂。将聚氯乙烯树脂100份、增塑剂40份、稳定剂2份、润滑剂1份和6份本发明方法制备得到的无机阻燃消烟剂共混,然后经过混炼机混炼、热压、冷压等工序,加工成测试样品。通过极限氧指数和烟密度的测试来分析制得的产物对聚氯乙烯的阻燃消烟性能。极限氧指数测试按照GB2406-80进行,烟密度测试按照GB/T8627-99进行。
测试结果表明:在上述条件下,添加有本发明方法制备得到阻燃消烟剂的聚氯乙烯的极限氧指数比未添加的增加3个单位,由未添加本发明阻燃消烟剂样品的23%升高到26%;烟密度降低16%,由未添加本发明阻燃消烟剂样品的88.5%降到72.5%。
实施例3
如图1所示步骤将5克经过常规机械分离得到的废线路板金属富集体置于煅烧炉中,在500℃条件下煅烧氧化15分钟。煅烧结束后,待产物冷却至室温,取出并转移至浓度为1M、温度为50℃的稀盐酸溶液中,浸泡30分钟。将经稀盐酸浸泡活化后的产物离心过滤,得到的滤液采用结晶的方法得到氯化铜。将经稀盐酸浸泡活化后的产物离心过滤得到的滤渣用去离子水洗涤三次后,置于110℃烘箱中烘24小时,得到无机阻燃消烟剂。将聚氯乙烯树脂100份、增塑剂40份、稳定剂2份、润滑剂1份和6份本发明方法制备得到的无机阻燃消烟剂共混,然后经过混炼机混炼、热压、冷压等工序,加工成测试样品。通过极限氧指数和烟密度的测试来分析制得的产物对聚氯乙烯的阻燃消烟性能。极限氧指数测试按照GB2406-80进行,烟密度测试按照GB/T8627-99进行。
测试结果表明:在上述条件下,添加有本发明方法制备得到阻燃消烟剂的聚氯乙烯的极限氧指数比未添加的增加8个单位,由未添加本发明阻燃消烟剂样品的23%升高到31%;烟密度降低20.1%,由未添加本发明阻燃消烟剂样品的88.5%降到68.4%。
实施例4
如图1所示步骤将5克经过常规机械分离得到的废线路板金属富集体置于煅烧炉中,在600℃条件下煅烧氧化15分钟。煅烧结束后,待产物冷却至室温,取出并转移至浓度为1M、温度为50℃的稀盐酸溶液中,浸泡30分钟。将经稀盐酸浸泡活化后的产物离心过滤,得到的滤液采用结晶的方法得到氯化铜。将经稀盐酸浸泡活化后的产物离心过滤得到的滤渣用去离子水洗涤三次后,置于110℃烘箱中烘24小时,得到无机阻燃消烟剂。将聚氯乙烯树脂100份、增塑剂40份、稳定剂2份、润滑剂1份和6份本发明方法制备得到的无机阻燃消烟剂共混,然后经过混炼机混炼、热压、冷压等工序,加工成测试样品。通过极限氧指数和烟密度的测试来分析制得的产物对聚氯乙烯的阻燃消烟性能。极限氧指数测试按照GB2406-80进行,烟密度测试按照GB/T8627-99进行。
测试结果表明:在上述条件下制备得到的无机阻燃消烟剂的晶相结构主要是二氧化锡,其次是其他剩余的过渡金属氧化物。在上述条件下,添加有本发明方法制备得到阻燃消烟剂的聚氯乙烯的极限氧指数比未添加的增加9个单位,由未添加本发明阻燃消烟剂样品的23%升高到32%;烟密度降低23.8%,由未添加本发明阻燃消烟剂样品的88.5%降到64.7%。
实施例5
如图1所示步骤将5克经过常规机械分离得到的废线路板金属富集体置于煅烧炉中,在550℃条件下煅烧氧化15分钟。煅烧结束后,待产物冷却至室温,取出并转移至浓度为1M、温度为50℃的稀盐酸溶液中,浸泡15分钟。将经稀盐酸浸泡活化后的产物离心过滤,得到的滤液采用结晶的方法得到氯化铜。将经稀盐酸浸泡活化后的产物离心过滤得到的滤渣用去离子水洗涤三次后,置于110℃烘箱中烘24小时,得到无机阻燃消烟剂。将聚氯乙烯树脂100份、增塑剂40份、稳定剂2份、润滑剂1份和6份本发明方法制备得到的无机阻燃消烟剂共混,然后经过混炼机混炼、热压、冷压等工序,加工成测试样品。通过极限氧指数和烟密度的测试来分析制得的产物对聚氯乙烯的阻燃消烟性能。极限氧指数测试按照GB2406-80进行,烟密度测试按照GB/T8627-99进行。
测试结果表明:在上述条件下,添加有本发明方法制备得到阻燃消烟剂的聚氯乙烯的极限氧指数比未添加的增加4个单位,由未添加本发明阻燃消烟剂样品的23%升高到27%;烟密度降低15.4%,由未添加本发明阻燃消烟剂样品的88.5%降到73.1%。
实施例6
如图1所示步骤将5克经过常规机械分离得到的废线路板金属富集体置于煅烧炉中,在550℃条件下煅烧氧化15分钟。煅烧结束后,待产物冷却至室温,取出并转移至浓度为1M、温度为50℃的稀盐酸溶液中,浸泡45分钟。将经稀盐酸浸泡活化后的产物离心过滤,得到的滤液采用结晶的方法得到氯化铜。将经稀盐酸浸泡活化后的产物离心过滤得到的滤渣用去离子水洗涤三次后,置于110℃烘箱中烘24小时,得到无机阻燃消烟剂。将聚氯乙烯树脂100份、增塑剂40份、稳定剂2份、润滑剂1份和6份本发明方法制备得到的无机阻燃消烟剂共混,然后经过混炼机混炼、热压、冷压等工序,加工成测试样品。通过极限氧指数和烟密度的测试来分析制得的产物对聚氯乙烯的阻燃消烟性能。极限氧指数测试按照GB2406-80进行,烟密度测试按照GB/T8627-99进行。
测试结果表明:在上述条件下,添加有本发明方法制备得到阻燃消烟剂的聚氯乙烯的极限氧指数比未添加的增加9个单位,由未添加本发明阻燃消烟剂样品的23%升高到32%;烟密度降低24%,由未添加本发明阻燃消烟剂样品的88.5%降到64.5%。
实施例7
如图1所示步骤将5克经过常规机械分离得到的废线路板金属富集体置于煅烧炉中,在550℃条件下煅烧氧化5分钟。煅烧结束后,待产物冷却至室温,取出并转移至浓度为1M、温度为50℃的稀盐酸溶液中,浸泡30分钟。将经稀盐酸浸泡活化后的产物离心过滤,得到的滤液采用结晶的方法得到氯化铜。将经稀盐酸浸泡活化后的产物离心过滤得到的滤渣用去离子水洗涤三次后,置于110℃烘箱中烘24小时,得到无机阻燃消烟剂。将聚氯乙烯树脂100份、增塑剂40份、稳定剂2份、润滑剂1份和6份本发明方法制备得到的无机阻燃消烟剂共混,然后经过混炼机混炼、热压、冷压等工序,加工成测试样品。通过极限氧指数和烟密度的测试来分析制得的产物对聚氯乙烯的阻燃消烟性能。极限氧指数测试按照GB2406-80进行,烟密度测试按照GB/T8627-99进行。
测试结果表明:在上述条件下,添加有本发明方法制备得到阻燃消烟剂的聚氯乙烯的极限氧指数比未添加的增加2个单位,由未添加本发明阻燃消烟剂样品的23%升高到25%;烟密度降低13%,由未添加本发明阻燃消烟剂样品的88.5%降到75.5%。
实施例8
如图1所示步骤将5克经过常规机械分离得到的废线路板金属富集体置于煅烧炉中,在550℃条件下煅烧氧化25分钟。煅烧结束后,待产物冷却至室温,取出并转移至浓度为1M、温度为50℃的稀盐酸溶液中,浸泡30分钟。将经稀盐酸浸泡活化后的产物离心过滤,得到的滤液采用结晶的方法得到氯化铜。将经稀盐酸浸泡活化后的产物离心过滤得到的滤渣用去离子水洗涤三次后,置于110℃烘箱中烘24小时,得到无机阻燃消烟剂。将聚氯乙烯树脂100份、增塑剂40份、稳定剂2份、润滑剂1份和6份本发明方法制备得到的无机阻燃消烟剂共混,然后经过混炼机混炼、热压、冷压等工序,加工成测试样品。通过极限氧指数和烟密度的测试来分析制得的产物对聚氯乙烯的阻燃消烟性能。极限氧指数测试按照GB2406-80进行,烟密度测试按照GB/T8627-99进行。
测试结果表明:在上述条件下,添加有本发明方法制备得到阻燃消烟剂的聚氯乙烯的极限氧指数比未添加的增加9个单位,由未添加本发明阻燃消烟剂样品的23%升高到32%;烟密度降低23.6%,由未添加本发明阻燃消烟剂样品的88.5%降到64.9%。
实施例1-8的实验结果证明本发明方法制备得到的阻燃消烟剂对于聚氯乙烯来说是一种高效的阻燃消烟剂。制备过程中煅烧氧化的温度、时间、稀盐酸浸泡活化时间是关键参数,对制备得到的阻燃消烟剂的阻燃消烟性能影响显著。当煅烧氧化的温度大于550℃、煅烧氧化的时间不少于15分钟时,制备得到的阻燃消烟剂的阻燃消烟性能才能达到最高。只有当稀盐酸浸泡活化时间不少于15分钟(此时,制备得到的阻燃消烟剂的烟密度为73.1%),才能使材料的烟密度等级达到国家建材标准(≤75%)。
以上所述实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (3)
1.一种用废线路板金属富集体制备聚氯乙烯塑料阻燃消烟剂的方法,其特征在于,包括以下步骤:
a.材料预处理:
用机械物理方法得到废线路板的金属富集体;
b.金属富集体的煅烧氧化:
将废线路板的金属富集体置于煅烧炉中,在400~600℃条件下煅烧氧化不少于15分钟;
c.稀盐酸浸泡活化:
煅烧结束后,待产物冷却至室温,取出产物并转移至浓度为1M、温度为50℃的稀盐酸溶液中,将产物浸泡15~45分钟;
d.回收氯化铜:
将经稀盐酸浸泡活化后的产物离心过滤,滤液采用结晶的方法得到氯化铜;
e.阻燃消烟性能实验样品制备:
将经稀盐酸浸泡活化后的产物离心过滤得到的滤渣用去离子水洗涤三次后,置于110℃烘箱中烘24小时,得到无机阻燃消烟剂,将聚氯乙烯树脂100份、增塑剂40份、稳定剂2份、润滑剂1份和6份无机阻燃消烟剂共混,然后经过混炼机混炼、热压、冷压等工序,加工成测试样品。
2.如权利要求1所述的一种用废线路板金属富集体制备聚氯乙烯塑料阻燃消烟剂的方法,其特征在于,所述步骤b.金属富集体的煅烧氧化中废线路板的金属富集体煅烧温度为550℃,煅烧时间为15分钟。
3.如权利要求1所述的一种用废线路板金属富集体制备聚氯乙烯塑料阻燃消烟剂的方法,其特征在于,所述步骤c.稀盐酸浸泡活化中,煅烧氧化产物在稀盐酸溶液中的浸泡时间为15分钟。
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CN108883443A (zh) * | 2016-01-14 | 2018-11-23 | 恩特格里斯公司 | 集成电子废料回收及恢复再用系统及其使用工艺 |
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