CN105396865A - 一种使用超声辅助酸性复合溶剂脱除废弃电路板元器件的方法 - Google Patents
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Abstract
本文涉及一种利用超声辅助酸性复合溶剂对废弃电路板元器件脱除的方法。其特征在于将废弃电路板放入氟硼酸和过氧化氢复合溶液中，其中氟硼酸与过氧化氢的体积比为5:1至20:1。之后，将放置上述物质的容器放入一超声发生装置中，反应温度为20~60℃；超声装置的频率为20kHz-100kHz，发射功率为80W-500W。反应5-10分钟，废弃电路板表面焊锡被完全去掉后，清洗，拍打，使元器件与电路板分离。每次反应后补加过氧化氢，使反应后的混合溶液体积恢复至原复合溶液体积。本发明的优势在于超声能够迅速将复合溶剂在焊料表面氧化形成的钝化膜剔除，加速促进退焊过程的持续进行，使反应过程高效、安全、环保且实现了药剂的节约，促进了废弃电路板资源化。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用氟硼酸与过氧化氢复合溶剂在超声中处理废弃电路板的方法，属无机化学、金属、化工领域。该方法使用氟硼酸与过氧化氢的混合溶液作为基底溶剂，并在频率超声中对焊料进行快速剥离，并实现电路板上电子元器件脱除的工艺，同时氟硼酸复合溶剂可以通过过滤工艺得到再生。
背景技术
印刷电路板作为电子电器产品中电子元器件电气连接的支撑，其回收利用价值在于对其中稀、贵金属的再利用，但如果在拆解时能够安全拆除其中元器件并能够继续使用于其他产品的制造，这无疑延长了生命周期也节省了回收利用成本。
随着电子工业和通信行业的发展，人们在工作生活中大量使用电脑、通信设备、电视机、电冰箱、洗衣机等家用电器，企事业单位在生产、办公过程中使用的电子仪器仪表的种类和数量也越来越多。当前城市居民使用的第一代、第二代家电产品的使用寿命已经结束，还有更新速度更快的手机、电脑之类产品的报废，电子废弃物的产量将越来越大。据统计，我国每年的电子废弃物产量达230万吨，而其中所需处理的废弃电路板（WastePrintedCircuitBoards，WPCBs）达到50万吨/年，里面含有大量的重金属和持久性有机污染物。一方面废弃线路板如果被随意丢弃在自然环境中或者进入填埋场填埋，则其中的重金属金属在一定条件下会自然氧化浸出，成为离子状态在土壤中迁移转化，甚至渗透到地下水中，造成严重的环境污染。另一方面，废弃电路板中含有大量的贵重金属，极具回收价值。
因此，从环境保护和循环经济的角度来看，对废弃电路板中的电子元器件进行分离收集既避免了对环境的污染又促进了资源的循环使用。如何对废弃电路板进行有效地回收利用也成为了电子废弃物处理处置研究的重点。
目前废弃电路板的主流拆解技术是利用锡炉融化焊锡后，进行元器件拆解，也有采用线切割，导热硅油等研究技术，但这类拆解方法使用温度高、效率低、污染大且危险性强，元器件完好率低；
工业中使用较广泛的化学拆解方法为硝酸复合溶剂体系，在基于硝酸的退锡体系当中，所发生的反应过程主要为：
3Sn+8HNO3=3Sn(NO3)2+2NO+4H2O；
其中的重要氧化剂亦可为硝酸铁。而加入缓蚀剂、表面活性剂等目的主要在于退锡过程中将铜等其他部件的腐蚀降至最低，并提升反应效率；同时，溶液长时间使用后溶液产生沉淀，其过程为：
Sn2++O2+4H+=Sn4++2H2O；
Sn4++H2O=α-SnO2·H2O；
5αSnO2·H2O=β-(SnO2·H2O)5；
产生的沉淀会严重影响反应速率。
虽然硝酸类退锡剂的使用范围最广，但其仍然存在一些不稳定因素如下：
1.构成复杂。硝酸的浓度一般为20%-25%，一般由硝酸、硝酸铁、缓蚀剂、表面活性剂、氮氧化物抑制剂、络合剂等组成。
2.组分不稳定。硝酸自身会分解释放出氮氧化物气体，使用过程中冒烟现象明显，腐蚀性强、对操作人员的伤害较大。
3.药剂消耗大。由于硝酸在使用过程中分解块，会大幅降低体系的退锡速率，故需要不断地对原溶液进行补加才能维持反应进行。
有学者采用了氟硼酸与过氧化氢构建氧化体系脱除废弃电路板的电子元器件，提供了全新的废弃电路板资源化路径，但在实际操作中，反应进程较缓慢，长时间的溶液浸泡对元器件存在一定损伤。
针对上述问题，本发明设计了利用超声辅助酸性复合溶剂脱除废弃电路板上电子元器件的方法。在超声辅助下，利用氟硼酸与过氧化氢复合溶剂脱除废弃电路板上的电子元器件。超声能够迅速将复合溶剂在焊料表面氧化形成的钝化膜剔除，加速促进退焊过程的持续进行，使反应过程高效、安全、环保且实现了药剂的节约，脱除的元器件能够保持良好的完整性，促进了废弃电路板资源化。
发明内容
本发明公开了一种使用超声辅助酸性复合溶剂脱除废弃电路板元器件的方法，其特征在于具有如下的制备过程和步骤：
a.将废弃电路板放入氟硼酸和过氧化氢复合溶液中，其中氟硼酸与过氧化氢的体积比为5:1至20:1；
b.将放置上述物质的容器放入一超声发生装置中，反应温度为20~60℃；5-10分钟；超声装置的频率为20kHz-100kHz，发射功率为80W-500W；
c.废弃电路板表面焊锡被完全去掉后，清洗，拍打，使元器件与电路板分离
d.每次反应后需补加过氧化氢，使补加后的溶液总体积恢复至反应前溶液体积；
e.上述步骤操作8~12次后过滤，过滤后的溶液添加一定体积的氟硼酸使总体积恢复至反应前溶液体积，重新按照每次反应后补加过氧化氢实现反应的持续进行。
附图说明
图1为超声辅助氟硼酸过氧化氢复合溶剂脱除废旧电路板元器件流程图。
具体实施方式
【实例1】
取废旧电视机线路板一块放入氟硼酸150mL与过氧化氢10mL的混合溶液中，将反应装置放入超声波发生器中；所发射的超声波频率为30kHz，功率为120kw；在该条件下，焊料8min内溶解。取出反应后的废弃电路板，拍打使附着于其上的电子元器件分离；反应后过滤，此时混合溶液体积为150mL，补充10mL过氧化氢使溶液恢复至160mL，能够继续新的废旧电视机线路板的元器件脱除；按上述步骤操作12次后过滤，过滤后的溶液体积135mL，添加约25mL氟硼酸恢复至原体积，重新按照10mL过氧化氢/次可实现反应的持续进行；
【实例2】
取废旧电脑主板电路板一块放入氟硼酸300mL与过氧化氢30mL的混合溶液中，将反应装置放入超声波发生器中；所发射的超声波频率为40kHz，功率为180kw；在该条件下，焊料10min内溶解。取出反应后的废弃电路板，拍打使附着于其上的电子元器件分离；反应后过滤，此时混合溶液体积为310mL，补充20mL过氧化氢使溶液恢复至330mL，能够继续新的废旧电视机线路板的元器件脱除；按上述步骤操作10次后过滤，过滤后的溶液体积280mL,添加约50mL氟硼酸恢复至原体积，重新按照20mL过氧化氢/次可实现反应的持续进行；
【实例3】
取废旧电脑显示屏电路板一块放入氟硼酸200mL与过氧化氢12mL的混合溶液中，将反应装置放入超声波发生器中；所发射的超声波频率为50kHz，功率为300kw；在该条件下，焊料9min内溶解。取出反应后的废弃电路板，拍打使附着于其上的电子元器件分离；反应后过滤，此时混合溶液体积为204mL，补充8mL过氧化氢使溶液恢复至212mL，能够继续新的废旧电视机线路板的元器件脱除；按上述步骤操作8次后过滤，过滤后的溶液体积192mL,添加约20mL氟硼酸恢复至原体积，重新按照8mL过氧化氢/次可实现反应的持续进行。
Claims (1)
1.一种使用超声辅助酸性复合溶剂脱除废弃电路板元器件的方法，其特征在于具有如下的制备过程和步骤：
a)将废弃电路板放入氟硼酸和过氧化氢复合溶液中，其中氟硼酸与过氧化氢的体积比为5:1至20:1；
b)将放置上述物质的容器放入一超声发生装置中，反应温度为20~60℃；5-10分钟；超声装置的频率为20kHz-100kHz，发射功率为80W-500W；
c)废弃电路板表面焊锡被完全去掉后，清洗，拍打，使元器件与电路板分离
d)每次反应后需补加过氧化氢，使补加后的溶液总体积恢复至反应前溶液体积；
e)上述步骤操作8~12次后过滤，过滤后的溶液添加一定体积的氟硼酸使总体积恢复至反应前溶液体积，重新按照每次反应后补加过氧化氢实现反应的持续进行。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160316 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |