微波辅助控制热解废印刷电路板的研究

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随着信息技术的飞速发展,电子产品更新换代速度不断加快,随之产生的是大量的电子废弃物。作为一种典型的电子废弃物,废印刷电路板的数量也迅速激增。如何有效处置和回收日益增长的电子废弃物,成为目前各国研究者们面临的一项挑战。本文采用微波辅助热解法进行废弃印刷电路板的处理与资源化回收。探讨了通过不同吸波介质调配控制微波热解温度的可行性,设计了一种可控温微波辅助加热材料,并用于微波辅助热解废印刷电路板实验。尝试通过控制热解温度实现对高熔点和低熔点金属小球的分别回收。考察了微波功率、辐照时间、样品粒度、电路板种类等因素对控制热解效果的影响,确定了微波辅助控制热解处理废印刷电路板的工艺条件。同时采用气相色谱、红外光谱、X荧光光谱分析、电子探针以及气质联用等分析手段对印刷电路板样品热解产物组成和结构进行了深入分析。实验结果表明,通过在强微波吸收介质SiC中添加微波惰性材料能够实现对微波热解温度的控制。控制到相同的终温,添加的微波惰性材料种类不同,其与SiC的质量比也不相同。不同电路板用同一控温管热解终温均能控制在700-800℃范围。微波辅助控制热解废电路板产物由气相、液相和固体残渣组成。电路板种类不同三相产物产率也有差异。单面覆铜板(单面板)热解气、液、固产物产率分别为气体10-16%、液体37-43%、固体43-48%;多层覆铜板(多层板)热解气、液、固产物产率分别为气体8-13%、液体10-14%、固体76-79%。气体产物主要由H2、CO、CO2及C1-C4的低分子烃类组成,两种电路板热解气体组成相似、含量各异,可燃气体体积含量达75%以上,是很好的燃料气。热解液体油主要由酚类化合物组成,以单酚化合物为主,其中苯酚的含量高达50%以上,是良好的化工原料。多层板热解固体残渣中金属回收率为22%左右,回收金属后剩余玻璃纤维和少量的碳(7%左右),经过燃烧处理可回收其中的玻璃纤维。单面板热解固体残渣中金属回收率约为32%,回收金属后的残渣含碳量高达80%以上,可经过活化成为吸附性炭材料得到应用。可见,多层板与单面板适宜分别回收利用。通过控制热解温度,基本实现了高熔点金属和低熔点金属的分别回收。
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