废旧印刷电路板火法冶金处理技术研究进展

废旧印刷电路板既属于危险废弃物,又是重要的有色金属二次资源,寻求一种清洁高效的工业化回收处理方法,对保护生态环境、发展循环经济以及实现铜工业“双碳”目标都具有重要意义。系统梳理了焚烧法、热解法以及熔炼法等火法冶金处理技术的国内外最新研究成果,指出了影响其工业化应用的关键问题,并对未来的发展趋势进行了展望,旨在为废旧印刷电路板的大规模工业化回收处理提供参考。

废旧印刷电路板资源化技术及无害化对策评述

阐述了废旧印刷电路板的特性,全面介绍了目前废旧印刷电路板资源化处理技术方法及其局限性,讨论了当前废旧印刷电路板资源化过程中存在的问题,并根据我国国情,就今后废旧印刷电路板资源化利用提出了相应的对策及建议,对实现废旧印刷电路板的资源化、无害化处理具有一定的指导意义。

热空气脉冲喷吹法拆卸废旧印刷电路板的试验

电子元器件的拆卸对于废旧印刷电路板(waste printed circuit boards,WPCBs)的资源化利用具有重要意义,是废旧印刷电路板回收利用必不可少的环节。文章利用热空气作为预热气源和脉冲喷吹气源,采用自主设计的WPCBs拆卸设备进行拆卸实验,运用正交试验方法研究了拆卸工艺参数对电路板拆卸率的影响,优化了工艺参数,并对影响原因进行了分析。实验结果表明:小贴片元器件拆卸率与元器件总拆卸率随喷吹次数增加先增大后减小;当进气温度为240℃、加热时间为5min、喷吹次数为10次时,插槽元器件、通孔元器件、大贴片元器件拆卸率大部分在95%以上,小贴片元器件拆卸率最高达80%以上,且元器件总拆卸率达85%以上。利用热空气作为预热气源和喷吹气源拆卸WPCBs的最优实验参数为:进气温度为240℃,加热时间为5min,喷吹次数为10次。

液-固流化床回收废旧印刷电路板金属研究

采用液-固流化床对废旧印刷电路板资源化利用进行研究,通过分析颗粒在流化床中的运动机理,计算不同颗粒在流化床中的沉降末速度,并探讨影响颗粒沉降末速度的因素。结果表明,颗粒干扰沉降末速度随着颗粒密度和粒度的增大而增大,随着颗粒体积分数的增大而减小;对不同粒级不同给料量进行分选,随着上升水速的增大,金属回收率随之下降,品位随之提高;在实验范围内,给料量对液-固流化床中金属与非金属的分选效果基本无影响。

离子液体加热法处理废旧印刷电路板

针对废旧印刷电路板处理不当带来的环境污染和资源浪费,本研究使用由两步合成法制备的咪唑类离子液体1-丁基-3甲基咪唑硫酸氢盐([Bmim]HSO 4)为处理液,探究[Bmim]HSO 4分解电路板的特性,考察温度、加热时间及电路板尺寸大小对电路板分解程度的影响。在温度270℃、加热时间20±2 min、电路板尺寸大小为2×2 cm^ 2条件时,溴化环氧树脂的溶解程度最大,电路板的分解程度最大;另外,回收的[Bmim]HSO 4化学组分基本无变化,可循环使用。电路板经[Bmim]HSO 4处理后,铜箔、焊料和玻璃纤维自动分离便于后续的回收,为废旧印刷电路板的无害化处理和资源回收提供了一条新途径。

以废旧印刷电路板为原料制备超细铜粉的研究

介绍了一种以废旧印刷电路板为原料经物理分选、NH3-(NH4)2SO4-H2O体系浸出铜、萃取提纯、H2SO4反萃得到CuSO4溶液,而后蒸发冷却结晶获得CuSO4.5H2O晶体,以此为原料制备超细铜粉的方法。制备超细铜粉的最佳试验条件为:先制备出Cu2O沉淀配制成100 mL悬浊液,在PVP加入量为6 g(200 mL溶液)、搅拌速度为400 r/min、NaH2PO2.H2O加入量是理论量的4倍,加料方式为将NaH2PO2.H2O分两次加入100 mL的Cu2O悬浊液中,50℃时加入40mL后以1.2℃/min的速度升温到75℃时加入剩下的60 mL,用2 g/L的苯并三氮唑溶液浸泡清洗后的超细铜粉0.5 h进行表面改性,在此条件下制备的铜粉粒度均匀,结晶度高,无团聚现象,该超细铜粉可以用于多层功能陶瓷电容器(MLCC)的电极上。

废旧印刷电路板回收自动化生产线的评估试验

在现有废旧印刷电路板(WPCBs)机械-物理法回收技术基础上,完善电子元器件(ECs)拆解工艺,利用分级式冲击磨实现粗碎产物的细碎-分离一体化,建立WPCBs回收自动化生产线;分别进行WPCBs拆解试验、废旧印刷电路板基板(WPWBs)粗碎试验和粗碎产物的细碎-金属分离试验;对金属和非金属回收产物进行微观形貌表征;研究分级式冲击磨的分级机转速对金属与非金属回收产物的分离效率的影响;最后对生产线进行了经济性评估。结果表明:该生产线工艺简便,设备投资低,运行能耗低,利润高;产量达到300 kg/h,金属与非金属的分离效率达到94. 4%;回收的铜粉呈球状,其铜品位达95. 4%;符合WPCBs资源化技术的要求,实现WPCBs回收的大规模、工业化生产。

顶吹炉处理废旧印刷电路板的生产实践

介绍某公司2万t/a废旧印刷电路板火法处理工艺及试生产情况,详细阐述了顶吹炉熔池熔炼技术在废旧印刷电路板火法处理和提取稀贵金属的生产实践。

废旧印刷电路板回收利用的研究进展

简要介绍了印刷电路板的组成及特点,重点分析了常规方法和新技术在废旧印刷电路板回收利用中的应用及研究进展,并展望了废旧印刷电路板回收利用技术的发展方向。

废旧印刷电路板熔池熔炼技术节能降碳分析

分析了废旧印刷电路板主要种类的理化特性,结合顶吹熔池熔炼技术的优势,在控制入炉料热值为8.5~9.5 MJ/kg时,通过增加富氧空气使炉料中的有机质充分燃烧,基本能够实现自热熔炼。经过计算,粗铜能耗为220 kgce/t,与矿铜相比可节约2520 kgce/t,减少CO_(2)排放6.60 t/t,与再生铜相比节约170 kgce/t,减少CO_(2)排放459 kg/t。废旧印刷电路板熔池熔炼技术示范工程实际生产过程中,维持进料时间在2.5~3.0 h时,除停炉放渣及停炉期间需补加燃料外,正常生产时,超过80%生产时间能够实现自热熔炼。

火法熔炼废旧印刷电路板回收有价金属的现状

废旧印刷电路板含有多种有害物质和可回收有价金属,其清洁、高效资源化处置是目前国内外研究人员的关注热点。相比于湿法工艺,火法处理废旧印刷电路板更具优势,但不同的炉型在投资、环保、能耗、金属收率等方面也各不相同。目前处理废旧印刷电路板常用的炉型包括鼓风炉、卡尔多炉、侧吹炉、顶吹炉等,综合来看,顶吹炉处理废旧印刷电路板具有原料适应性强、工艺灵活、贵金属回收率高、环境友好、能源消耗较低等优点,且国内已有成熟的工业化实践案例,应加快推广。

利用机械处理技术回收废旧印刷电路板的研究

随着近几年电子电器产品的广泛应用,电子废弃物的数量也与日俱增,再加上电子电器产品的更新换代速度较快,每隔不长时间便会生产出性能更全的电子电器产品,人们便会丢弃大量的电子废弃物。本文对废旧印刷电路板的回收现状进行了论述,阐述了机械处理技术中常用的设备有哪些,最后从三个方面分析了机械处理技术的具体应用。希望通过本文的论述,为废旧印刷电路板的回收提供有效的方式。

废旧印刷电路板中铜的回收生产现状

铜是电路板中含量最高的金属,也是资源化回收废旧电路板时研究和关注的重点。本文主要阐述废旧印刷电路板中有价金属铜的回收生产现状,并给出了对策及建议。

废旧印刷电路板差速破碎分析

为了解决废旧印刷电路板资源化过程中的粗碎问题,提出差速破碎方法;根据差速机理分析,利用自主研制双齿辊粗碎机对废旧印刷电路板基板进行差速破碎实验;最后利用Ansys APDL模块对粗碎机辊齿进行校核模拟。实验结果证明,利用差速破碎可以充分利用材料的抗拉、抗剪强度小于抗压强度的特性,能够取得良好的破碎效果,差速破碎结果呈拱形分布形式;模拟结果证明,在差速破碎过程中设备能够保持良好工作状态,可以交换2个齿辊的运转速度减小疲劳破坏。差速破碎为废旧印刷电路板资源化过程中的破碎理论提供支持,并且为废旧印刷电路板粗碎的设备选择提供参考。

基于Ansys APDL的废旧印刷电路板基板破碎分析

为解决废旧印刷电路板资源化中的粗碎问题,利用Ansys APDL模块和CATIA V5三维设计模块,运用以点代线的方法对电路板受力进行了数值模拟;并根据废旧印刷电路板破碎实验,对数值模拟结果进行验证;同时利用实验测得的数据对辊齿进行数值模拟与分析,验证辊齿在破碎过程中的可靠性。结果显示,铜和复合材料在一点的应力均大于其许用应力,判断其发生了断裂;废旧印刷电路板基板在两齿辊差速运行工况下破碎效果最好,证明以点代线方法可靠;辊齿根部的应力小于其许用应力,可靠性良好。为废旧印刷电路板的粗碎方法研究提供参考。其他差速工况(如9~18 r/min)对破碎效果的影响以及齿辊直径对产量的影响仍有待研究。

废旧电脑印刷电路板的热解特性及动力学分析

为了分析废旧电脑印刷电路板热解过程中的反应机理,研究废旧电脑印刷电路板(DN)在常规热解条件下的升温特性和热解动力学。研究发现,DN粉末主要的质量损失发生在热解温度为553~773 K时的有机物分解阶段,且可分为主要热解和残渣分解两个过程,其相应的平均活化能分别为137.12 kJ/mol和31.31 kJ/mol。通过Coats-Redfern法计算发现,升温速率为10 K/min时,电脑电路板的主要热解段符合Mample单行法则一级函数,残渣热解段则符合反应级数为1.5的Avrami-Erofeev方程。升温速率为20、30、40 K/min时,电脑电路板的热解过程符合Mample单行法则二级反应。

废旧电路板非金属材料粉的能量利用实验与分析

为了实现废旧电路板非金属材料粉的资源化再利用,通过对废旧印刷电路板非金属材料的焚烧过程和机理进行研究与分析,采用流化床焚烧装置处理已经被破碎的废旧印刷电路板非金属材料粉,在提取其中的玻璃纤维的同时,使非金属粉中的树脂尽量充分焚烧,并且测量排气温度,从而确定废旧印刷电路板中树脂焚烧之后能量利用的可行性。结果表明:在600℃的床温下,废旧电路板非金属粉已经充分燃烧并能提取出高纯度的玻璃纤维,同时焚烧烟气中存在大量可利用的热能,且二英排放符合环保要求。

热解条件对废印刷电路板真空热解气相产物的影响

用管式炉对废印刷电路板环氧树脂粉末进行真空热解,通过GC/MS和IC对冷凝后气相中的有机和无机组份进行分析,考察了真空度、升温速率和终温对气相产物成份的影响。研究表明,冷凝后气相中主要有机组份为苯酚和苯系物,主要无机组份为HBr、NO_2、SO_2;随着真空度的提高,气相产率降低,苯系物和HBr的含量增加,苯酚和NO_2、SO_2的含量减少;加快升温速率导致气相产率降低,苯系物的含量增加,苯酚含量减少;提高终温使气相中苯酚和苯系物的含量降低,HBr、NO_2和SO_2的含量增加。为了降低气相产物对环境的影响,综合考虑最佳热解条件为真空度0.09 MPa、升温速率10℃/min、终温500℃。

微波强化电解溶出电路板金属及机理研究

针对废旧印刷电路板(WPCBs)中金属浸出时间长、浸出率低的问题,利用微波的高穿透性、可选择性加热、热惯性小和非电离性等特点,将微波和电化学相结合,利用微波强化氯气浸出WPCBs中的金属。结果表明:在微波功率500 W、电解浸出时间100 min的条件下,以泡沫为承载介质时WPCBs样品的质量损失率为63.49%,Cu的浸出率为83.50%;微波功率及电解时间的增加均有利于提高铜的浸出率。以量热法、升温法、介电常数等测试方法揭示纯金属粉末及WPCBs物料的微波损耗特性及微波强化浸出机理,测试结果表明:WPCBs中的金属在微波场中通过磁损耗被加热,WPCBs中金属吸收微波能量后其温度高于溶液温度,金属表面具有高能高温,容易与溶解的浸出剂和Cl2反应溶出,金属表面短暂高温与溶液形成明显的温度差,对溶液形成热扰动,促进溶液中浸出试剂迁移,促进反应的进行,最终起到微波强化浸出效果,在较短的电解时间和较低的酸性浓度下,提高了金属的浸出率。研究结果为WPCBs金属资源回收提供一种新的微波电化学浸出回收途径。

硅烷偶联剂溶液对废旧电路板非金属粉末改性沥青性能的影响试验分析

针对废旧电路板非金属粉末改性沥青在实际道路工程应用中存在的特点和不足,采用不同质量分数的硅烷偶联剂溶液(KH550)对非金属粉末(NMP)进行预处理,再用处理过的粉末作为改性剂改性沥青。通过对NMP改性沥青的高温性能、低温性能、感温性能和相容性能开展试验研究,最终得到KH550表面处理NMP的合理质量分数为2%。采用傅里叶红外光谱仪,研究了处理前后NMP的表面特性以及NMP改性沥青的微观改性机理。结果表明:采用硅烷偶联剂处理过的非金属粉末可显著提高NMP改性沥青的高温性能和存储稳定性,降低温度敏感性,但对其低温性能无明显改善。