CN104889140B - 一种废印刷线路板的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废印刷线路板的处理方法，包括如下步骤：步骤一、使用亚临界水‑甲醇复合解聚脱溴技术处理废线路板；步骤二、对反应后的混合物处理；步骤三、固相产物的处理。本发明通过亚临界水‑甲醇复合解聚脱溴技术一步反应，在回收无溴油料的同时，实现废线路板中溴代阻燃剂的安全脱溴和有价金属的高效富集，全过程无二次污染，反应体系中，亚临界水分子具有对树脂材料炭化的抑制作用及对解聚反应活化能的降低效应，而甲醇分子具有更强的溶解和链隙介入作用，因此上述两者在废线路板中聚合物的解聚反应和溴代阻燃剂的脱溴反应中具有良好的协同耦合作用，本发明成本低、处理工艺简单，能达到废线路板同步无害化及资源化的目的。

Description

一种废印刷线路板的处理方法
技术领域
本发明属于废弃物回收领域，尤其涉及一种废印刷线路板的处理方法。
背景技术
近年来，数量庞大的电子废物的无害化及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，废线路板的无害化处置或者资源化回收利用成为关键。目前对于废线路板的处理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)。对于分选后得到的非金属材料，目前利用方式较少，一般可作为填料使用，有报道采用热解的方法解聚其中的高分子聚合物而回收油。但是，机械物理分离方法无法去除废线路板中毒性最大的溴代阻燃剂，并且导致后续热解处理过程中生成溴代二恶英等有毒物质，使得回收的油品质下降，此外，热解的产油率也较低，因而无法实现废线路板的彻底无害化和资源化。所以，在高效分离并且资源化回收废线路板中的金属富集体和有机聚合物的同时，彻底实现无害化脱溴，对于废线路板的无害化资源化处理至关重要。
发明内容
针对上述现状，本发明公布了一种废印刷线路板的处理方法。本发明采用亚临界水-甲醇复合解聚脱溴技术用于废线路板无害化资源化处理，将废线路板中聚合物高效解聚回收油料的同时，实现废线路板中溴代阻燃剂的安全脱溴和有价金属的高效富集，全过程无二次污染，该方法成本低、处理工艺简单，具有良好的环境效益和经济效益。
为达到上述技术效果，本发明的技术方案是：
一种废印刷线路板的处理方法，包括如下步骤：
步骤一、使用亚临界水-甲醇复合解聚脱溴技术处理废线路板：首先将废线路板表面的电子元器件拆除，然后将废线路板破碎为粒径约为3毫米的微粒，将和亚临界水-甲醇混合溶液置于高温高压反应釜中反应，然后得到反应产物；其中反应温度为240～300℃、反应压力为8～10MPa，反应时间为20～60min，固液比为1:3～1:10g/mL；所述亚临界水-甲醇混合溶液中的水醇比为5:1～12:1。
步骤二、对反应后的混合物处理：反应产物冷却后进行离心分离，获得液相产物和固相产物；液相产物采用二氯甲烷萃取其中的油相产物，得到二氯甲烷萃取液，将二氯甲烷萃取液通过无水硫酸钠除水后，通过旋转蒸发仪将二氯甲烷萃取液中的二氯甲烷和油分离，获得不含溴元素的油；将分离后的二氯甲烷回收并循环使用。
步骤三、固相产物的处理：将固相产物用去离子水洗涤三次，然后烘干，得到高附加的富含金属铜及其他贵金属的富集体。
进一步的改进，所述步骤一中，亚临界水-甲醇混合溶液中的水醇比为9:1。
进一步的改进，所述步骤一中，固液比为1:5g/mL。
进一步的改进，所述步骤一中，反应温度为270℃、反应压力为9MPa、反应时间为40min。
进一步的改进，所述步骤三中，固相产物烘干的方法为，将固相产物置于105℃烘箱中24小时。
本发明的优点:
1、通过亚临界水-甲醇复合解聚脱溴技术处理废线路板，在将废线路板中聚合物高效解聚回收油料的同时，实现废线路板中溴代阻燃剂的安全脱溴和有价金属的高效富集。
2、亚临界水-甲醇复合反应体系中，亚临界水分子具有对树脂材料炭化的抑制作用及对解聚反应活化能的降低效应，而甲醇分子具有更强的溶解和链隙介入作用，因此，上述两者在废线路板中聚合物的解聚反应和溴代阻燃剂的脱溴反应中具有良好的协同耦合作用。
3、该方法成本低，处理工艺简单，全过程无二次污染。从而达到废线路板同步无害化及资源化的目的，具有良好的环境效益和经济效益。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示的一种废印刷线路板的处理方法，包括如下步骤：
步骤一、使用亚临界水-甲醇复合解聚脱溴技术处理废线路板：首先将废线路板表面的电子元器件拆除，然后将废线路板破碎为粒径约为3毫米的微粒，将和亚临界水-甲醇混合溶液置于高温高压反应釜中反应，然后得到反应产物；其中反应温度为240℃、反应压力为8MPa，反应时间为20min，固液比为1:3g/mL；所述亚临界水-甲醇混合溶液中的水醇比为5:1。
步骤二、对反应后的混合物处理：反应产物冷却后进行离心分离，获得液相产物和固相产物；液相产物采用二氯甲烷萃取其中的油相产物，得到二氯甲烷萃取液，将二氯甲烷萃取液通过无水硫酸钠除水后，通过旋转蒸发仪将二氯甲烷萃取液中的二氯甲烷和油分离，获得不含溴元素的油；将分离后的二氯甲烷回收并循环使用。
步骤三、固相产物的处理：将固相产物用去离子水洗涤三次，然后将固相产物置于105℃烘箱中24小时烘干，得到高附加的富含金属铜及其他贵金属的富集体。
通过固相产物、油相产物和水相产物中溴元素的分析来评价本方法对废线路板脱溴的效率。通过对固相产物中各种金属含量的分析来评价本方法对废线路板金属组分的富集作用。结果表明，获得的金属富集体中铜和其他贵金属的含量增大到废线路板初始含量的1.5倍；废线路板脱溴率达到100％，产油率达到23％，且获得的油不含溴元素。
实施例2
如图1所示的一种废印刷线路板的处理方法，包括如下步骤：
步骤一、使用亚临界水-甲醇复合解聚脱溴技术处理废线路板：首先将废线路板表面的电子元器件拆除，然后将废线路板破碎为粒径约为3毫米的微粒，将和亚临界水-甲醇混合溶液置于高温高压反应釜中反应，然后得到反应产物；其中反应温度为270℃、反应压力为9MPa，反应时间为40min，固液比为1:5g/mL；所述亚临界水-甲醇混合溶液中的水醇比为9:1。
步骤二、对反应后的混合物处理：反应产物冷却后进行离心分离，获得液相产物和固相产物；液相产物采用二氯甲烷萃取其中的油相产物，得到二氯甲烷萃取液，将二氯甲烷萃取液通过无水硫酸钠除水后，通过旋转蒸发仪将二氯甲烷萃取液中的二氯甲烷和油分离，获得不含溴元素的油；将分离后的二氯甲烷回收并循环使用。
步骤三、固相产物的处理：将固相产物用去离子水洗涤三次，然后将固相产物置于105℃烘箱中24小时烘干，得到高附加的富含金属铜及其他贵金属的富集体。
通过固相产物、油相产物和水相产物中溴元素的分析来评价本方法对废线路板脱溴的效率。通过对固相产物中各种金属含量的分析来评价本方法对废线路板金属组分的富集作用。结果表明，获得的金属富集体中铜和其他贵金属的含量增大到废线路板初始含量的1.5倍；废线路板脱溴率达到100％，产油率达到30％，且获得的油不含溴元素。
实施例3
如图1所示的一种废印刷线路板的处理方法，包括如下步骤：
步骤一、使用亚临界水-甲醇复合解聚脱溴技术处理废线路板：首先将废线路板表面的电子元器件拆除，然后将废线路板破碎为粒径约为3毫米的微粒，将和亚临界水-甲醇混合溶液置于高温高压反应釜中反应，然后得到反应产物；其中反应温度为300℃、反应压力为10MPa，反应时间为60min，固液比为1:10g/mL；所述亚临界水-甲醇混合溶液中的水醇比为12:1。
步骤二、对反应后的混合物处理：反应产物冷却后进行离心分离，获得液相产物和固相产物；液相产物采用二氯甲烷萃取其中的油相产物，得到二氯甲烷萃取液，将二氯甲烷萃取液通过无水硫酸钠除水后，通过旋转蒸发仪将二氯甲烷萃取液中的二氯甲烷和油分离，获得不含溴元素的油；将分离后的二氯甲烷回收并循环使用。
步骤三、固相产物的处理：将固相产物用去离子水洗涤三次，然后将固相产物置于105℃烘箱中24小时烘干，得到高附加的富含金属铜及其他贵金属的富集体。
通过固相产物、油相产物和水相产物中溴元素的分析来评价本方法对废线路板脱溴的效率。通过对固相产物中各种金属含量的分析来评价本方法对废线路板金属组分的富集作用。结果表明，获得的金属富集体中铜和其他贵金属的含量增大到废线路板初始含量的1.5倍；废线路板脱溴率达到100％，产油率达到19％，且获得的油不含溴元素。
上述实施例的实验结果证明通过亚临界水-甲醇复合解聚脱溴技术处理废线路板，在将废线路板中聚合物高效解聚回收无溴油料的同时，实现废线路板中溴代阻燃剂的安全脱溴和有价金属的高效富集，全过程无二次污染。在最佳的参数条件(水醇比为9:1、固液比为1:5g/mL，270℃、9MPa、40分钟)下，获得的金属富集体中铜和其他贵金属的含量增大到废线路板初始含量的1.5倍；废线路板脱溴率达到100％，产油率达到30％，远高于常规的热解法(同等反应温度及时间条件下热解的产油率小于10％)，且获得的油不含溴元素。
本发明通过亚临界水-甲醇复合解聚脱溴技术一步反应，在将废线路板中聚合物高效解聚回收无溴油料的同时，实现废线路板中溴代阻燃剂的安全脱溴和有价金属的高效富集，全过程无二次污染。亚临界水-甲醇复合反应体系中，亚临界水分子具有对树脂材料炭化的抑制作用及对解聚反应活化能的降低效应，而甲醇分子具有更强的溶解和链隙介入作用，因此，上述两者在废线路板中聚合物的解聚反应和溴代阻燃剂的脱溴反应中具有良好的协同耦合作用。该方法成本低、处理工艺简单，能达到废线路板同步无害化及资源化的目的。
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 (5)

1.一种废印刷线路板的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、使用亚临界水-甲醇复合解聚脱溴技术处理废线路板：首先将废线路板表面的电子元器件拆除，然后将废线路板破碎为粒径约为3毫米的微粒，将和亚临界水-甲醇混合溶液置于高温高压反应釜中反应，然后得到反应产物；其中反应温度为240～270℃、反应压力为8～10MPa，反应时间为20～60min，固液比为1:3～1:10g/mL；所述亚临界水-甲醇混合溶液中的水醇比为5:1～12:1；
步骤二、对反应后的混合物处理：反应产物冷却后进行离心分离，获得液相产物和固相产物；液相产物采用二氯甲烷萃取其中的油相产物，得到二氯甲烷萃取液，将二氯甲烷萃取液通过无水硫酸钠除水后，通过旋转蒸发仪将二氯甲烷萃取液中的二氯甲烷和油分离，获得不含溴元素的油；将分离后的二氯甲烷回收并循环使用；
步骤三、固相产物的处理：将固相产物用去离子水洗涤三次，然后烘干，得到高附加的富含金属铜及其他贵金属的富集体。
2.如权利要求1所述废印刷线路板的处理方法，其特征在于，所述步骤一中，亚临界水-甲醇混合溶液中的水醇比为9:1。
3.如权利要求1所述废印刷线路板的处理方法，其特征在于，所述步骤一中，固液比为1:5g/mL。
4.如权利要求1所述废印刷线路板的处理方法，其特征在于，所述步骤一中，反应温度为270℃、反应压力为9MPa、反应时间为40min。
5.如权利要求1所述废印刷线路板的处理方法，其特征在于，所述步骤三中，固相产物烘干的方法为，将固相产物置于105℃烘箱中24小时。
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