随着电子产品更新速度的加快,电子垃圾的主要构成部分印刷电路板PCB的废弃数量也越来越大。由于废弃电路板造成的环境污染也引起了各国的关注。废电路板中含有铅、汞、六价铬等重金属、以及阻燃剂成分多溴联苯PBB、多溴二苯醚PBDE等有毒化学物质,这些物质在自然环境中会给地下水、土壤带来很大的污染,对人们的生活及身心健康造成巨大危害。废电路板中近20种有色金属和稀有金属,回收价值和经济价值高,是等待开采的矿物。
1物理法
物理方法是利用机械装置和PCB物理性质的差异来实现回收的方法。
1.1粉碎
破碎的目的是将废电路板中的金属尽可能地从有机质中分离出来,提高筛选效率。研究表明,当以0.6mm破碎时,金属几乎可以达到100%的解离,但是破碎方法和级数的选择取决于后续的过程。
1.2筛选
选择利用材料的密度、粒度、导电性、导磁性和表面特性等物理性质的差异来实现分离。现在,风力储物柜技术、浮动分离技术、气旋分离技术、浮沉法分离和涡流分离技术等广泛应用。
2超临界技术处理法
超临界流体萃取技术是利用压力和温度对超临界流体的溶解能力的影响而不改变化学组成而提取分离的精制方法。与传统的提取方法相比,超临界CO2萃取过程具有对环境好、分离方便、低毒性、残留少、常温操作等优点。
超临界流体对作废电路板的处理的主要研究方向之一是,超临界CO2流体具有印刷线路板中的树脂和溴化阻燃剂成分的提取能力。印刷线路板中的树脂结合材料被超临界CO2流体除去后,印刷线路板中的铜箔层和玻璃纤维层容易分离,能够有效地回收印刷线路板中的材料。二、直接使用超临界流体萃取废旧电路板中的金属。Wai等将氟化二乙基二硫代氨基甲酸锂(LiFDDC)设为络合剂,报告了模拟样品纤维素过滤器或来自沙子萃取Cd2+、Cu2+、Zn2+、pb2+、As3+、Au3+、Ga3+以及Sb3+的研究结果。
超临界处理技术也有很大的缺陷。例如,提取的选择性需要添加夹带剂,对环境造成危害。提取压力比较高,对设备要求较高。因为提取过程中使用高温,所以能量消耗很大。
3化学法
化学处理技术是利用PCB中的各种成分的化学稳定性的差异提取的过程。
3.1热处理法
热处理方法主要是利用高温手段分离有机物和金属的方法。主要包括焚化法、真空裂解法、微波法等。
3.1.1 焚化法
焚化法将电子废弃物粉碎成一定的粒度,送入一次焚烧炉焚烧,分解其中的有机成分,将气体从固体中分离出来。焚烧后的残渣是裸金属或其氧化物和玻璃纤维,粉碎后可以分别通过物理和化学方法回收。含有机械成分的气体进入二次焚烧炉燃烧处理后排出。这种方法的缺点是产生大量的废气和有毒物质。
3.1.2 裂解法
分解在工业上也被称为干馏,将电子废弃物放入容器,在切断空气的条件下加热,控制温度和压力,将其中的有机物质分解成油气,冷凝收集回收。与电子废弃物的焚烧处理不同,真空热解过程在无氧条件下进行,因此能够抑制二英呋喃的产生,废气产生量少,环境污染小。
3.1.3微波处理技术
微波回收法首先粉碎电子废弃物,然后用微波加热,将有机物热分解。加热到1400℃左右使玻璃纤维和金属熔化形成玻璃化物质,冷却该物质后,金、银和其他金属以小珠的形式分离,可以回收利用剩余玻璃物质作为建筑材料回收。这种方法与传统的加热方法明显不同,具有高效、快速、资源回收利用率高、能源消耗低等显著优点。
3.2 湿法冶金
湿法冶金技术主要利用金属可溶解于硝酸、硫酸及王水等酸液的特征,从电子废物中除去金属,从液相中回收。这是现在广泛应用的处理电子废弃物的方法。湿法冶金排气量少,金属提取后的残留物容易处理,经济效果显著,工艺简单等优点。
4生物技术
生物技术利用微生物在矿物表面的吸附作用和微生物的氧化来解决金属回收问题。微生物吸附分为使用微生物的代谢产物固定金属离子的类型和使用微生物直接固定金属离子的类型。前者由细菌的硫化氢固定,当离子吸附到菌体表面达到饱和状态时,可以形成凝集体并沉淀。后者由于三价铁离子的氧化性,将金等贵金属合金中的其他金属氧化为可溶物进入溶液,使贵金属暴露后易于回收。如生物技术提取金等贵金属工艺简单,成本低,操作方便,优点是浸出时间长,浸出取率低,现在没有实际使用。
5废电路板处理结语
电子废弃物是宝贵的资源,加强电子废弃物金属回收技术的研究和应用对经济和环境都有重要意义。电子废弃物具有复杂多样的特征,所以仅用哪种技术很难回收其中的金属。将来的处理电子废弃物技术的发展趋势是,处理形式产业化,资源回收最大化,处理技术应该科学化。综上所述,研究废弃物PCB的资源化有利于环境保护、防止污染、资源的再利用,可以节约大量的能源,促进经济社会的可持续发展。