废旧电路板上晶体管中有机物的去除及其铅与铜的分离

发布时间：2020-09-07 17:12

　　废旧电路板作为电子废弃物的核心组成部分,其废弃量大、污染性强且价值含量高。现有技术主要针对废旧电路板基板的处理,对电子元器件的研究相对较少,因此,废旧电路板的完全资源化尚未实现。晶体管作为一类重要的电子元器件,被广泛应用于各种电子电器产品中,一方面,其含大量有价资源(大于50%含量的铜、少量银和单晶硅等),具有很高的回收价值;另一方面,晶体管内部焊料含铅,且塑封料中含溴化阻燃剂(Brominated Flame Retardants,BFRs)等有毒有害有机物,需要得到合理的处置。因而,对废旧晶体管的合理回收,是保护环境和资源利用的共同诉求。本文提出了以热解-真空冶金为核心的完整废旧晶体管处理工艺。首先,探究了废旧晶体管的的结构组成及材料热特性,作为后续处理的依据。其次,利用“氩气热解”处理废旧晶体管环氧模塑封料,考察热解温度和保温时间对环氧塑封料有机物去除的影响,确定最优工艺参数为600℃和30min;分析热解产物组成和含量,结合键能理论,揭示了塑封料的氩气热解机制。热解处理后,利用破碎筛分处理实现金属和非金属组分的解离,破碎时间5min,筛网孔径0.6mm,筛分后铜纯度达92.75%。为实现铅的去除和铜的进一步提纯,对金属富集体采取真空冶金处理,由于饱和蒸气压的差异,铅在低于铜熔点的温度下可蒸发分离。结果表明,真空分离的最佳工艺参数为真空度20Pa,900℃下加热60min,此时铅分离率达99.86%,铜纯度为97.82%。本研究提出了一套完整的废旧电路板晶体管高附加值资源化处理工艺,实现了废旧晶体管内有价资源的高效绿色回收,为废旧晶体管回收的工业化应用提供了理论和实践基础。
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X705
【部分图文】：

电子元器件,真空热解,铝电解电容

图 1-1 几类常见的电子元器件Fig. 1-1 Common types of electronic components旧电容器路板上的电容器种类繁多，包括铝电解电容、陶瓷电容、钽电40]提出了利用“真空热解-机械物理分离”从废旧钽电容器中回艺。首先，利用真空热解去除钽电容中的有机物质，热解残渣通过磁选去除镍-铁电极，残留物通过高压静电分选实现金属钽，其中钽的回收率和纯度可分别达到 97.02%和 71.35%。等[41]提出了一套环境友好的铝电解电容器的资源化回收工艺，进行热处理，实验确定最佳工艺参数为 500℃，保温时间 60m进行剪切破碎和筛分，实现金属和非金属的分离，最后通过磁的铝和铁分离并回收，金属铝和铁的回收率可分别达到 9收流程如图 1-2 所示。

选择性浸出,废旧电脑,工艺路线

镍在盐酸、硫酸和硝酸中的浸出特性，发现硝酸浸出效果最佳，镍浸出7%。2）废旧 CPU 插槽/内存条lzate 等[44]提出了回收废旧 CPU 插槽中金的方法，首先，利用过硫酸铵槽进行基板的部分氧化，使铁、镍、铜被部分氧化后与金分离，随后用滤分离浸出渣中的金，在最优条件下金回收率可达到 98%。该技术无需行破碎处理，可有效减少反应时间。Birloaga[45]等则提出先将 CPU 插槽径 0.1mm，用硫酸和过氧化氢混合液去除杂质，再用 CS(NH2)2、Fe3+和合溶液将金溶解，该过程中金的回收率为 82.1%。等[46]提出了从废内存条中回收贵金属金的“选择性浸出-萃取-蒸馏”的艺，如图 1-3 所示，所回收金的纯度可达到 99.74%。Li[47]等利用超临界批式反应器中降解废电脑内存条中的溴化环氧树脂，反应残渣中的金属维可实现较好的解离，金属回收率达到 99.80%，整个过程中无废弃物和物质产生，具有较高的环境友好性。

流程图,回收工艺,IC芯片,流程图

·- 8 -图 1-4 废旧 IC 芯片回收工艺流程图Fig. 1-4 Process route for recycling waste IC chips的电子元器件之一，其是放大、转化电信号的电子元件（如集成电路）的基础，被广泛应路板上必不可少的元器件。据统计，2014 年，且处于持续增长中，2020 年市场份额预

【参考文献】