CN110665933A - 印刷电路板废油墨渣的真空热裂解无害化处理技术 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种印刷电路板废油墨渣的真空热裂解无害化处理技术，该技术包括以下步骤：对废油墨渣进行干燥；对干燥后的废油墨渣进行真空热裂解；对热裂解产物进行分离。本发明的方法工艺简便、快速，处理效果好，不会对环境造成有害影响。
Description
技术领域
本发明属于环保处理领域，具体涉及一种印刷电路板废油墨渣的真空热裂解无害化处理技术。
背景技术
印刷线路板(即PCB)是重要的电子部件是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。随着电子产品的普及和发展，全球PCB的应用非常广泛。PCB油墨是指PCB制作中所采用的油墨，是制作PCB板中重要的一环。PCB油墨通常由树脂基料、功能助剂、填料等部分组成，多为单组分和双组分，也存在三组分的油墨。
据统计，2016年，仅我国大陆地区的PCB专用油墨市场需求量就达到10万吨，每年还有20％递增，2018年PCB专用油墨市场需求量达到15万吨，而每吨的油墨产生废油墨渣达到4000-5000吨，加上未处理的油墨渣，估计全国废油墨渣达到100万吨以上，每年还有20％递增。如何安全有效地处理急剧增长的废弃印刷电路板是我国环境保护面临的巨大挑战。
废油墨渣中含有大量的水、酸、碱、有机颜料、无机颜料及有机溶剂，是个典型的复杂体系，这些废油墨渣不经过妥善处理就随意排放，势必会污染生态环境，危害人类健康，必须经过处理，实现资源化利用。目前处理废油墨渣的方法主要有物理粉碎、焚烧、酸洗等方法。其中，物理粉碎方式并不能改变废油墨渣的化学组成，其中有害的成分依然会污染环境；如果在有氧环境中进行焚烧，废油墨渣中的有机物受热分解，会释放出多卤代二噁英、多卤代苯并呋喃类物质，这些物质具有强致癌作用，无论对生物还是环境都会造成损害；酸洗方式则会引入新的化学物质，一方面增加了处理的复杂性，还会引入新的反应物，使处理后的产物成分更复杂，产生更多废气、废液。
热裂解通常是指在无氧或低氧环境下,物质被加热升温引起分子分解产生焦炭、可冷凝液体和气体产物的过程。与有氧焚烧方式相比，热裂解反应在密闭体系中进行，没有氧气参与反应，整个回收处理工艺过程中几乎不产生有毒的二噁英等致癌气体，对大气污染小，因此热裂解工艺被普遍认为是一项具有广阔应用前景的固体废弃物回收技术。
真空热裂解是在真空条件下进行热裂解反应，真空热裂解的优势在于：(1)不需要使用氮气等载气，能够提高气体产物的纯度并降低成本；(2)真空条件使热裂解产物迅速离开高温反应区，从而减少发生二次反应的几率，降低卤代烃产生；(3)整个热裂解反应过程在负压中完成，有效避免有害有毒气体逸出，保护处理现场的环境安全。
发明内容
本发明的目的是针对以上要解决的技术问题，提供一种工艺简单、处理效果好、对环境友好的印刷电路板废油墨渣的无害化处理方法。
为了实现以上发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种印刷电路板废油墨渣的真空热裂解无害化处理技术，该技术包括以下步骤：
步骤一、对废油墨渣进行干燥；
步骤二、对干燥后的废油墨渣进行真空热裂解；
步骤三、对热裂解产物进行分离。
作为一种优选的实施方式，所述步骤一中，干燥的温度为100℃至150℃，时间为至少2小时。
作为一种优选的实施方式，所述步骤二中，真空热裂解的温度为350℃，并升温至500℃-700℃，升温速率为10℃/分钟至20℃/分钟，体系压力15-30kPa，真空热裂解的时间为至少6小时。
作为一种优选的实施方式，所述步骤三中，所述热裂解产物包括废气和废渣。
作为一种优选的实施方式，所述步骤三中，将所述热裂解产物中的废气冷却至室温，得到油状物和可燃烧气体。更优选地，将所述可燃烧气体重新燃烧，为所述步骤一和所述步骤二供热。
作为一种优选的实施方式，所述步骤三中，将所述废渣进行烧结处理。更优选地与建筑废弃物混合，加上粘合剂，制成建筑用砖。
本发明提供的印刷电路板废油墨渣的真空热裂解无害化处理技术能够有效抑制二噁英、苯并呋喃等致癌物质的产生，实现对废油墨渣的无害化处理，废油墨渣经过物理和化学方法处理之后，得到能够重复利用的废气、废油、废渣，其中的废渣经过进一步烧结处理，能够直接排放或与建筑废弃物混合，加上粘合剂，制成新的建筑用砖材料，废气重新通入系统燃烧，为系统供热。本发明的技术工艺简便、快速，处理效果好，不会对环境造成有害影响。
附图说明
图1是根据本发明的印刷电路板废油墨渣的真空热裂解无害化处理技术的流程示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明，而非用于限制本发明的范围。
实施例1
PCB工厂印刷电路板制作过程中产生的废油墨渣随机取样100g，测定可知，油墨渣含水率高达56.3％，其中有机物质(包括树脂、光敏剂、聚酯化合物等)11.1％，还含有无机物(滑石粉、二氧化硅等)。
如图1所示，将以上废油墨渣样本在烘箱1中加热至100℃，持续至少2小时，使其干燥。然后将干燥后的废油墨渣置于真空热裂解反应器2中，真空热裂解起始温度为350℃，并升温至500℃，升温速率为10℃/分钟，体系压力15kPa，真空热裂解反应时间持续至少6小时。反应结束后，得到留在真空热裂解反应器中的废渣和排出的废气，该排出的废气通过冷凝器3冷却后收集得到油状物、以及未冷凝的可燃烧气体。真空热裂解反应器2连接有温度控制器1。
裂解率为96.5％。热裂解产物包括废气、废渣和油状物。其中，经分析鉴定，热裂解反应器2中的废渣主要含无机物如重金属、铜、锡、玻璃纤维等，Pb 23.20mg/Kg，Cd0.488mg/Kg，Hg未检出，As 0.817mg/Kg，Cr 4.77mg/Kg，Cu 1.02×103mg/Kg，经与土壤环境质量标准比较可知，除了铜之外，全部达到国家自然土壤的重金属排放标准，在此基础上，对重金属还可以进一步采取措施，进一步降低其含量，可以经过烧结处理(如单元系烧结、多元系固相烧结、多元系液相烧结、连续烧结、间歇烧结等方式)后使重金属颗粒化无害化，再排放到环境中，或与建筑废弃物混合，加上粘合剂，制成新的建筑用砖材料。未冷凝的可燃烧气体可以收集到集气罐中，或直接重新通入系统燃烧，为系统供热，实现循环利用。油状物主要含有苯酚、双酚A、异丙基苯酚、烷基苯酚、苯基丙烯酯、三对羟基苯基乙烷等物质，可以经过进一步化工处理得到新的可经济化利用的产物。
实施例2
PCB工厂印刷电路板制作过程中产生的废油墨渣随机取样100g，测定可知，油墨渣含水率高达56.3％，其中有机物质(包括树脂、光敏剂、聚酯化合物等)11.1％，还含有无机物(滑石粉、二氧化硅等)。
将以上废油墨渣样本在烘箱1中加热至150℃，持续至少2小时，使其干燥。然后将干燥后的废油墨渣置于真空热裂解反应器中，真空热裂解温度为350℃，并升温至700℃，升温速率为20℃/分钟，体系压力30kPa，真空热裂解反应时间持续至少6小时。反应结束后，得到留在真空热裂解反应器中的废渣和排出的废气，该排出的废气通过冷凝器冷却后收集得到油状物、以及未冷凝的可燃烧气体。
裂解率为97.1％。热裂解产物包括废气、废渣和油状物。其中，经分析鉴定，热裂解反应器2中的废渣主要含无机物如重金属、铜、锡、玻璃纤维等，Pb26.10mg/Kg，Cd 0.633mg/Kg，Hg未检出，As 1.25mg/Kg，Cr 5.03mg/Kg，Cu 1.09×103mg/Kg，经与土壤环境质量标准比较可知，除了铜之外，全部达到国家自然土壤的重金属排放标准，在此基础上，对重金属还可以进一步采取措施，进一步降低其含量，可以经过烧结处理(如单元系烧结、多元系固相烧结、多元系液相烧结、连续烧结、间歇烧结等方式)后使重金属颗粒化无害化，再排放到环境中，或与建筑废弃物混合，加上粘合剂，制成新的建筑用砖材料。未冷凝的可燃烧气体可以收集到集气罐中，或直接重新通入系统燃烧，为系统供热，实现循环利用。油状物主要含有苯酚、双酚A、异丙基苯酚、烷基苯酚、苯基丙烯酯、三对羟基苯基乙烷等物质，可以经过进一步化工处理得到新的可经济化利用的产物。
实施例3
PCB工厂印刷电路板制作过程中产生的废油墨渣随机取样100g，测定可知，油墨渣含水率高达56.3％，其中有机物质(包括树脂、光敏剂、聚酯化合物等)11.1％，还含有无机物(滑石粉、二氧化硅等)。
将以上废油墨渣样本在烘箱1中加热至120℃，持续至少2小时，使其干燥。然后将干燥后的废油墨渣置于真空热裂解反应器中，真空热裂解温度为350℃，并升温至600℃，升温速率为15℃/分钟，体系压力20kPa，真空热裂解反应时间持续至少6小时。反应结束后，得到留在真空热裂解反应器中的废渣和排出的废气，该排出的废气通过冷凝器冷却后收集得到油状物、以及未冷凝的可燃烧气体。
裂解率为97.6％。热裂解产物包括废气、废渣和油状物。其中，经分析鉴定，热裂解反应器2中的废渣主要含无机物如重金属、铜、锡、玻璃纤维等，Pb 25.22mg/Kg，Cd0.545mg/Kg，Hg未检出，As 1.01mg/Kg，Cr 4.88mg/Kg，Cu 1.03×103mg/Kg，经与土壤环境质量标准比较可知，除了铜之外，全部达到国家自然土壤的重金属排放标准，在此基础上，对重金属还可以进一步采取措施，进一步降低其含量，可以经过烧结处理(如单元系烧结、多元系固相烧结、多元系液相烧结、连续烧结、间歇烧结等方式)后使重金属颗粒化无害化，再排放到环境中，或与建筑废弃物混合，加上粘合剂，制成新的建筑用砖材料。未冷凝的可燃烧气体可以收集到集气罐中，或直接重新通入系统燃烧，为系统供热，实现循环利用。油状物主要含有苯酚、双酚A、异丙基苯酚、烷基苯酚、苯基丙烯酯、三对羟基苯基乙烷等物质，可以经过进一步化工处理得到新的可经济化利用的产物。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和修改，这些改进和修改也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种印刷电路板废油墨渣的真空热裂解无害化处理技术，其特征在于，所述技术包括以下步骤：
步骤一、对废油墨渣进行干燥；
步骤二、对干燥后的废油墨渣进行真空热裂解；
步骤三、对热裂解产物进行分离。
2.根据权利要求1所述的技术，其特征在于，所述步骤一中，干燥的温度为100℃至150℃，时间为至少2小时。
3.根据权利要求5所述的技术，其特征在于，所述步骤二中，真空热裂解的起始温度为350℃，并升温至500℃-700℃，升温速率为10℃/分钟至20℃/分钟，体系压力15-30kPa，真空热裂解的时间为至少6小时。
4.根据权利要求1所述的技术，其特征在于，所述步骤三中，所述热裂解产物包括废气和废渣。
5.根据权利要求4所述的技术，其特征在于，所述步骤三中，将所述热裂解产物中的废气冷却至室温，得到油状物和可燃烧气体。
6.根据权利要求5所述的技术，其特征在于，所述步骤三中，将所述可燃烧气体重新燃烧，为所述步骤一和所述步骤二供热。
7.根据权利要求4所述的技术，其特征在于，所述步骤三中，将所述废渣进行烧结处理。
8.根据权利要求7所述的技术，其特征在于，所述步骤三中，将烧结处理后的产物与建筑废弃物混合，加上粘合剂，制成建筑用砖。
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