废旧印制电路板中非金属的热解处理及金的回收技术研究

发布时间：2020-05-03 13:14

【摘要】：目前,废旧印制电路板(waste printed circuit boards,WPCBs)的处理及资源化是资源与环境领域的重要研究热点,也是二次资源循环再利用领域的难点。随着国家对电子废弃物污染问题的日益重视,相关法律法规相继出台。严苛的法律法规对电子废弃物的回收处理提出更高的要求,同时,也推动了电子废弃物的回收处理技术研发工作的开展。本文采用液-固流态化分选技术、催化热解技术、高效环保提金技术拟构建一套针对WPCBs的综合回收处理工艺流程,为实现WPCBs的资源循环利用提供技术支持和相关理论依据。主要研究内容包括以下几个方面:1.基于WPCBs的结构和界面特性,采用热风枪熔焊的方法将电子元器件拆除,并采用微型高速万能粉碎机对铜箔基板进行粉碎、解离。通过筛分分析和扫描电镜等手段,探讨铜箔基板的破碎解离特性。当铜箔基板颗粒的粒径变小时,金属的解离程度增大。通过破碎筛分实验,研究不同粒径颗粒随破碎时间的变化。结果表明:当单次粉碎时间为3-5 min时,既能保持良好的粉碎效率,又能避免基板物料的“过粉碎”现象。通过原子吸收分光光度计(AAS)等测试手段,分析铜箔基板颗粒中的金属含量,结果表明主要金属在破碎解离过程中得到有效的富集。2.采用液-固流态化分选技术对不同粒径的铜箔基板颗粒进行分离,研究铜箔基板金属颗粒与非金属颗粒的流态化分选行为。通过计算铜箔基板不同组分单一颗粒的最小流化速度和终端沉降速度,探讨不同粒径颗粒中金属品位、回收率与操作流速的变化关系,结果表明:在铜箔基板颗粒的流态化分选过程中,不同粒径颗粒能够得到有效的分离,不同颗粒的最小流化速度和终端沉降速度较好地预测了铜箔基板中金属颗粒与非金属颗粒的分离行为。通过液-固流态化分选实验,研究分布板开孔率、床层高度等因素对金属品位与回收率的影响,结果表明:开孔率的变化对金属品位、回收率的影响不明显,而床层高度的影响效果较为显著。3.采用催化热解技术对铜箔基板颗粒进行热解,研究铜箔基板颗粒的催化热解失重特性,研究结果表明:相较于其它添加剂,ZSM-5的催化效果显著,并优化了铜箔基板颗粒的热解过程。通过Miura的活化能分布模型(DAEM)计算铜箔基板颗粒的热解动力学参数,活化能范围为129.15-280.53 kJ/mol,频率因子的范围为9.02×1010-4.21×1022s-1。通过固定床热解实验,研究热解终温、终温持续时间、加热速率等因素对铜箔基板颗粒热解过程的影响,结果表明:当热解终温为700℃、恒温时间为30 min、加热速率为10℃/min时,铜箔基板颗粒的催化热解效果最佳。通过FTIR、GC-MS等表征手段,分析热解产物的组成,结果表明主要催化热解产物为H2、CO2、CO、H2O、芳烃类化合物以及酚类化合物。4.采用DMSO-Cu+-Br-无水溶剂浸金体系浸取废旧电子元器件中的金,研究温度、浓度、搅拌速率等因素对金浸出率的影响,探讨废旧电子元器件的浸金机理。结果表明:温度、浓度、搅拌速率对金的浸出率影响较大,最佳浸出条件为温度75℃、浓度为0.2M、搅拌速率为600 rpm。通过EDS能谱等表征手段,分析加水或硫酸后沉积物的元素组成,结果表明:硫酸的加入能够有效去除浸出液中的杂质元素,极大地提高了金的纯度。
【图文】：

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图 1-2 废旧印制电路板拆解工艺流程e 1-2 Disassembly process of waste printed circuit件的拆解主要由手工完成，采用热风枪使焊锡率和电子元器件的完整性，采用自动拆解的先工作。日本 NEC 公司开发了一套自动拆解 WP热条件下，利用装置垂直和水平方向的冲击力件的完整性。然后结合加热、冲击力和表面剥用作精铅、锡的原料。德国的 FAPS 一直在研板自动装配方式相反的原则进行拆卸，先将 W一种SCARA机械装置根据构件的形状分拣出可缺陷在于难以处理规格、安装方式不同的种类回收处理的生产需要。因此，废旧印制电路板

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第一章绪论，，图 1-3 为 WPCBs 颗粒的静电分选示意图。ma 等人[60]采用破碎-涡流-电选工艺从废弃线路为 0.03-1.00 mm 的颗粒，然后经过涡流、静电的分离。辊式电晕静电分选机是一种经典的料的分离具备一定的优势，但其在工业中的应用物的进一步处理，处理能力与分选效率之间的等人[61]发明一种新的双辊式电晕静电分选机，明，与传统分选机相比，新的静电分选机的分左右，而中间产物的质量降低了 45 %，新静电性也得到较大提高。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TF831;X705

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