废旧印刷线路板热解处理的可行性分析

废旧印刷线路板热解处理的可行性分析

1. 前言

2. 废弃印刷线路板处理技术的研究背景与进展

2.1 研究背景

2.2 处理技术的研究进展

3. 废弃印刷线路板处理技术的比较

3.1 高温冶金

3.2 湿法冶金

3.3 生物技术

3.4 电化学法

3.5 热解技术在废弃印刷线路板处置中的应用

4. 废弃印刷线路板的热解过程、影响因数

4.1 废弃印刷线路板的原料

4.2 热解技术的有效回收

4.3 印刷线路板热解过程

4.4 印刷线路板热解的影响因素

4.5 印刷线路板热解产物资源回收利用途径

5. 厦门绿洲万强设备选用的可行性探究

5.1 万强设备简介

5.2 万强设备热解系统及环境可行性概述

5.3 烟气在线检测系统

5.4 万强设备热解的经济效益

6. 具体工艺流程设计

7. 拟用设备清单及价值

小结

废弃印刷线路板是典型的电子废弃物，填埋时占用大量空间，其中的金属及高分子有机物在自然条件下很难降解，有害成分通过水、大气、土壤进入环境，给人类健康和生态环境造成潜在的、长期的和不可恢复的危害。

废弃印刷线路板中含有很多可回收再利用的物质。有研究分析结果显示，1t 随意搜集的电子板卡中，可以分离出2861b铜、11b黄金、441b锡，其中仅lib 黄金的价值就是6000美元(1lb=0.45359kg)。可以说，“电子垃圾”中蕴藏着重大商机，如果将“电子垃圾”中含有的金、银、铜、锡、铬、铂、钯等贵重金属分离出来，将是一笔不可估量的财富。

由于处理手段极原始，只能通过焚烧、破碎、倾倒、浓酸提取贵重金属、废液直接排放等方法处理，造成了非同寻常的环境污染。电子垃圾对人体健康的影响已经成为突出的社会问题。对废弃印刷线路板处理的要求也愈加严格，要求在经济上，尤其是对环境的危害尽可能减少。

2. 废弃印刷线路板处理技术的研究背景与进展

2.1 研究背景

废弃印刷线路板作为一种典型的电子废弃物，其资源化研究已经成为电子垃圾处理的热点问题。高温冶金、湿法冶金和机械/ 物理法是目前主要的回收方法。高温和湿法冶金以回收金属为目标，处理过程中产生的废水、废渣、有毒烟气易造成严重的二次污染。机械/ 物理法利用破碎、筛分、分选等物理过程富集分离金属和非金属，环境污染小，在资源化回收中占据了主导地位。现有的回收方法多侧重线路板中金属的回收，较少涉及占总量50%以上的非金属成分的资源化和无害化。非金属物料除了少数用作填料外，更多是作为垃圾填埋，不仅树脂和玻璃纤维等有价物质得不到充分利用而流失，而且其中的阻燃剂、残余金属等有害物质也易通过各种途径污染环境。因此，合理回收处理这些物质成为废线路板资源化面临的新课题。

印刷线路板中通常含有30% 的塑料，30% 的难熔氧化物以及大约40% 的金属，几乎包含了元素周期表中所有的元素。丹麦技术大学公布的研究结果表明，在 1 吨随意收集的废弃印刷线路板中含有大约272 kg 树脂塑料，130 kg 铜，铁、锡、锑等金属的含量各约数10 kg,金、钯的含量在0.5 kg左右。Legarth 等[4]选择印刷线路板使用量最大的个人电脑和电视机作为研究对象，详细地分析

了其中印刷线路板的金属元素组成。印刷线路板中含有大量普通金属和痕量元素及贵金属。电脑中所使用的印刷线路板中包含较多的Ag、Au、Pd 等贵金属元素, 电脑中的电路板绝大部分属于FR-4型环氧玻纤布覆铜板，它主要是由环氧树脂、玻璃纤维和高纯度铜箔构成的复合材料；此外,电脑用电路板上安装了大量的插槽,主要包括ISA,PCI,AGP, SDRAMQDR类型,主要是由塑料和长条形铜线、铝线构成。而电视机中印刷线路板则包含的Al 、Fe、Sn 等普通金属元素较多。台湾的研究者[5]分别对 5 个印刷线路板生产厂家的报废产品的成分进行了分析, 得到了相似的结果。因此,在自然资源供求矛盾日益加剧的今天, 废弃印刷线路板的回收具有很高的资源效益。

目前扮演回收利用角色的主要是一些乡镇企业或个体作坊。由于没有规范的体系和技术, 他们在回收利用过程中, 往往采用酸泡、火烧等落后的工艺提炼废弃印刷线路板等部件中的贵金属, 产生了大量废气、废水和废渣, 造成了很大的资源浪费和严重的环境污染。在广东、浙江、福建沿海的一些地区已经发生了多起严重的污染事件,对居民健康和自然环境造成了永久性的伤害。

值得欣慰的是，近几年来，电子废弃物的回收处理在我国正受到越来越多的重视。作为一项基础性工作，深入研究废弃印刷线路板的基本物理化学性质以及回收处理过程中发生的物理化学变化，对于发展我国废弃印刷线路板回收处理技术十分必要和迫切。

2.2 处理技术的研究进展

20 世纪90 年代以前，国外在资源化处置印刷线路板等电子类固体废弃物中主要采用高温冶金、化学湿法冶金以及电解沉淀等工艺方法，主要目标是回收其中的Au 、Ag、Pb 和Cu 等贵重金属。70 年代到80 年代中期，占优势的处理工艺是鼓风炉熔炼加上二级Cu 或Pb 熔炼。80 年代中期以后，趋向于采用湿式冶金的方法。由于工艺过程中存在着较为严重的污染问题，同时忽视其它材料的回收利用，上述传统的回收手段越来越难以适应资源回收和环境保护的要求。随着材料科学的发展，越来越多的新型材料、特别是新型复合材料被用于电子产品生产。资料表明[6]，废弃印刷线路板中金属材料的使用量在逐渐减少，非金属材料的使用量则越来越多。因此，从经济效益的角度来看，有色金属和非金属材料的回收再利用将越来越重要，以贵重金属的回收利用为主要目标的传统处理技术正面临挑战。随着环境保护要求的不断提高，传统技术在处理过程中所存在的严重的环境污染也使得这些工艺技术越来越无法满足要求。目前，在世界范围内，尤其在一些发达国家，围绕着废弃印刷线路板的合理处置与资源回收等方面的研究和探索工作非常活跃，提出了许多新的处理技术与方法。

在传统技术的基础上，德国、瑞典和日本等国相继研究并提出了一些新的处理技术和方法。通常，一项完整的废弃印刷线路板回收处理技术包括三个步骤：拆卸（包括手工和自动拆卸），分离与富集，机械或化学精炼（提纯）。图 1 是废弃印刷线路板处理过程简图。在对印刷线路板成分性质充分了解的基础上，通过拆卸过程将可直接回收使用的以及包含有害成分的元器件从废弃印刷线路板上拆卸、分离，以便分别处理。如果采用机械和热处理工艺，在其它步骤之前必须进行不同材料的分离/ 富集。分离过程之后，对破碎成小颗粒的废弃印刷线路板进行进一步的机械或化学提纯，从而最终得到可回收产物以及残渣。

3. 废弃印刷线路板处理技术的比较

3.1 高温冶金

高温冶金包括燃烧/ 焙解、烧结、熔解、热析以及在高温气相中反应等过