CN1927480A - 一种处理电子废弃物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环境科学技术领域，涉及到固体废弃物中电子废弃物的处理方法，特别涉及到微波辐射资源化处理电子废弃物的方法。其特征在于利用微波辐照电子废弃物，使其发生快速热解，不仅可得到可燃性气体和化工产品，同时通过调节微波辐照功率控制反应温度来回收各种金属产品。本发明的效果和益处是微波处理过程具有快速、高效节能、成本低等技术特点，较好地解决现有处理技术所存在的技术难题，可实现电子废弃物的资源化、无害化处理。
Description
技术领域
本发明属于环境科学技术领域，涉及到固体废弃物中电子废弃物的处理方法，特别涉及到微波辐射资源化处理电子废弃物的方法。
背景技术
电子废弃物(亦称电子垃圾)是指人们在日常生活中淘汰或报废的电视机、冰箱、洗衣机、空调器、电脑、手机、收录音机等家用电器及电子类产品。随着信息时代的到来，这些电子产品和家用电器已成为人们生活中不可缺少的物品。然而，科技的进步，新产品的更新换代，促使电子产品被淘汰的速度加快，数量增长，形成电子垃圾。由于在电子废弃物中，特别是废印刷电路板和电子原件中含有重金属和其他有毒有害成分，如多氯联苯、铅、汞、铬等，若不进行环境管理，由专门机构去进行收集和处置，它们将会对人类的生存环境和人们的健康构成严重的危害，所以电子废弃物属一种对生态、环境有害的固体废弃物，其数量的增长给环境带来极大的压力，如何有效的处理这些电子废弃物已成为一个亟待解决的问题。
电子废弃物主要有塑料机壳、铁制品、玻璃、电机、电路板及电子元件等无机与有机材料组成。其中除了含有一些有毒有害的组分外，还含有大量有价值、可回收利用的物质，所以有效地回收利用电子废弃物已成为研究热点。电子废弃物的回收是一个相当复杂的过程，常用的回收技术主要有机械处理、冶炼技术如湿法冶金、火法冶金和焚烧技术等。尽管这些在技术上已经取得了突破性进展，但还存在许多无法解决的问题。如机械处理技术得到物料的后续处理问题；冶炼技术着重于对金属的回收，无法实现资源化回收利用，湿法则由于使用化学药品，势必对环境造成二次污染；焚烧不仅使有价值、可利用物资被烧掉，而焚烧产生的二噁英、重金属等也容易产生二次污染。因此，研究开发新型高效、资源化程度高的电子废弃物回收处理技术已迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的是提供了一种以微波为热源，进行电子废弃物资源化处理利用的方法及工艺路线。
本发明的技术方案包括如下步骤：
(1)电子废弃物拆分：电子废弃物如电视机、电脑和手机等首先经人工拆分筛选分离出塑料机壳、电机、铁制品及可利用的电子元器件等物质，剩余部分为无法直接利用的废电路板、电子元件等部件。
(2)剩余部分的粉碎：把无法直接利用的剩余部分如电路板、电子元件等部件粉碎成10～30mm的颗粒，作为进行微波辐射热解反应的原料。
(3)把粉碎后的上述剩余部分加入微波反应器中进行微波辐照；微波频率为：2450MHz；微波辐照功率为：4kw～100kw，优选10kw～60kw；辐照时间为：5～50min，优选10～30min，温度控制为：600℃～1400℃；微波反应器的管壁是由吸波介质如炭材料、碳化硅、二氧化钛，三氧化二铁或四氧化三铁的一种构成。其具体过程包括：
a.选择微波辐照功率为4kw～20kw，控制反应温度为600℃～800℃，辐照时间为5～15min，使剩余电子废弃物在微波辐照下发生热解反应，析出的产物经冷凝，得到不凝性可燃气体和液体产物；同时，部分熔点较低的金属如铅、锡等也被分离出来。
b.继续调节微波辐照功率为20kw～100kw，控制反应温度为900℃～1500℃，辐照时间为15～30min，使具有不同熔点的金属在不同的温度下熔融，脱离电子元器件被回收，得到比较纯的金属如铜、锌、银、镍等。
(4)液体产物经油水分离后，得到油品，进一步精制后如精馏或萃取可得到化工产品。
(5)可燃气燃烧得到的热气体可用于活化含炭固体产物或用于油品的精制热源回收其热量。
(6)含炭固体产物可作为固体燃料或可进一步活化制成炭质吸附剂或在微波辐照下，加热到1400℃以上使其玻璃化制成建筑材料。
(7)本微波辐照反应过程或是间歇反应操作过程或是连续反应操作过程。
本发明的效果和益处是：
本发明利用微波辐照电子废弃物，使其发生快速热解，不仅可得到可燃性气体和化工产品，同时通过调节微波辐照功率控制反应温度来回收各种金属产品。因此，本发明具有快速、高效节能、成本低等技术特点，较好地解决现有处理技术所存在的技术难题，可实现电子废弃物的资源化、无害化处理。
附图说明
附图是本发明的工艺技术路线示意图。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式和实施例。
实施例1：
将电子废弃物拆分后得到的剩余部分粉碎至30mm以下，放入微波反应器中。微波反应器的管壁分别为炭材料和碳化硅材料、设定微波辐照功率为10kw～15kw，控制反应温度为750℃～800℃，辐照时间为10min，使剩余电子废弃物发生热解反应，分别得到气、液、固产物，它们的产物收率如表1所示。经分析得到的气体组成如表2所示，油品处理后的组成如表3所示，固体炭的组成如表4所示。
表1微波热解产物组成与收率
| 产物组成与收率 | ||||
| 气体％ | 油品％ | 固体炭％ | 铅锡合金％ | |
| 炭材料 | 21.50 | 25.20 | 42.80 | 10.50 |
| 碳化硅材料 | 19.80 | 23.60 | 45.00 | 11.60 |
表2微波热解产物气体组成与含量
| 产物气体组成与含量(％) | ||||||
| CO | CH4 | CO2 | C2H4 | C2H6 | H2+其它烃类气体 | |
| 炭材料 | 12.50 | 17.07 | 21.14 | 1.56 | 1.8 | 45.93 |
| 碳化硅材料 | 14.04 | 15.2 | 11.25 | 1.87 | 1.62 | 56.02 |
表3微波热解产物液体组成与含量
| 产物气体组成与含量(％) | |||||||
| 苯酚 | 邻甲基苯酚 | 对甲基苯酚 | 2，3-二甲基苯酚 | 2，4-二甲基苯酚 | 2，6-二甲基苯酚 | 对异丙基苯酚 | |
| 炭材料 | 49.49 | 13.29 | 13.79 | 3.33 | 6.38 | 1.44 | 5.23 |
| 碳化硅材料 | 45.68 | 15.25 | 16.30 | 3.98 | 6.62 | 1.98 | 6.20 |
表4.微波热解产物固体组成与含量
| Cu | Fe | Sn | Ca | Zn | Pb | Ti | Mg | Ni | Sb | Se | Rb | Ag |
| 29.9 | 11.6 | 10.8 | 3.08 | 2.98 | 3.45 | 1.68 | 0.71 | 0.85 | 0.24 | 0.406 | 0.43 | 0.27 |
实施例2：
将得到的含炭固体产物放入微波反应器中，微波反应器的管壁碳化硅材料，调节微波辐照功率为50kw～70kw，控制反应温度为1000℃～1500℃，辐照时间为15～30min，回收得到金属分别为铜、锌、银、镍等，其产率分别占固体产物总量的为铜：25％、银：0.1％、锌：1.5％、镍：0.5％
实施例3：
将经上述处理后得到的含炭固体放入微波反应器中进行活化制备炭质吸附剂。活化剂为可燃气体或过热水蒸汽，活化温度为800℃～1000℃，活化时间为30～45min，微波辐照功率为10kw。得到的炭质吸附剂的吸附性能为：比表面积＝780m2/g，碘吸附值＝690mg/g，苯吸附值＝400mg/g，亚甲基兰吸附值＝103mg/g。
Claims (5)
1.一种处理电子废弃物的方法，其特征包括以下步骤：
(1)将电子废弃物拆分为塑料机壳、电机、铁制品及其他可直接利用物质，不能直接利用物质，粉碎成10～30mm的颗粒，作为进行微波辐射热解反应的原料；
(2)原料加入微波反应器中进行微波辐照；微波频率为2450MHz；微波辐照功率为4kw～100kw，辐照时间为5～50min，温度控制为600℃～1600℃；微波反应器的管壁是由吸波介质构成；其具体过程包括：
a.调节微波辐照功率为4kw～20kw，控制反应温度为600℃～800℃，辐照时间为5～15min，使剩余电子废弃物在微波辐照下发生热解反应，析出的产物经冷凝，得到不凝性可燃气体和液体产物；同时，部分熔点较低的金属如铅、锡等也被分离出来；
b.调节微波辐照功率为20kw～100kw，控制反应温度为900℃～1500℃，辐照时间为15～30min，使具有不同熔点的金属在不同的温度下熔融，脱离电子元器件被回收，得到铜、锌、银、镍等金属。
2.根据权利要求1所述的一种处理电子废弃物的方法，其特征在于微波处理电子废弃物的工艺操作条件为微波频率为2450MHz；微波辐照功率为4kw～100kw，优选10kw～60kw；辐照时间为5～50min，优选10～30min，温度控制为600℃～1600℃。
3.根据权利要求1所述的一种处理电子废弃物的方法，其特征在于构成微波反应器的管壁的吸波介质为炭材料、碳化硅、二氧化钛，三氧化二铁或四氧化三铁的一种构成。
4.根据权利要求1所述的一种处理电子废弃物的方法，其特征在于微波辐照反应过程是间歇反应操作过程或连续反应操作过程。
5.根据权利要求1所述的一种处理电子废弃物的方法，其特征在于用于活化含炭固体的活化剂是产品可燃气体或过热水蒸汽的一种。
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