随着電(diàn)子産品更新速度的加快,電(diàn)子垃圾主要組成部分的印刷電(diàn)路闆(PCB)的廢棄數(shù)量也越來(lái)越龐大(dà)。廢舊(jiù)PCB對環境造成的污染也引起了各國的關注。
在廢舊(jiù)PCB中,含有(yǒu)鉛、汞、六價鉻等重金屬,以及作(zuò)為(wèi)阻燃劑成分的多(duō)溴聯苯(PBB)、多(duō)溴二苯醚(PBDE)等有(yǒu)毒化學物質,這些(xiē)物質在自然環境中,将對地下水(shuǐ)、土壤造成巨大(dà)污染,給人(rén)們的生(shēng)活和(hé)身心健康帶來(lái)極大(dà)的危害。在廢舊(jiù)PCB上(shàng),包含有(yǒu)色金屬和(hé)稀有(yǒu)金屬近20種,具有(yǒu)很(hěn)高(gāo)的回收價值和(hé)經濟價值,是一座真正的等待開(kāi)采的礦藏。
1 物理(lǐ)法
物理(lǐ)方法是利用機械的手段和(hé)PCB物理(lǐ)性能的不同而實現回收的方法。
1.1 破碎
破碎的目的是使廢電(diàn)路闆中的金屬盡可(kě)能的和(hé)有(yǒu)機質解離,以提高(gāo)分選效率。研究發現當破碎在0.6mm時(shí),金屬基本上(shàng)可(kě)以達到100%的解離,但(dàn)破碎方式和(hé)級數(shù)的選擇還(hái)要看後續工藝而定。
1.2 分選
分選是利用材料的密度、粒度、導電(diàn)性、導磁性及表面特性等物理(lǐ)性質的差異實現分離。目前應用較廣的有(yǒu)風力搖床技(jì)術(shù)、浮選分離技(jì)術(shù)、旋風分離技(jì)術(shù)、浮沉法分離及渦流分選技(jì)術(shù)等。
2 超臨界技(jì)術(shù)處理(lǐ)法
超臨界流體(tǐ)萃取技(jì)術(shù)是指在不改變化學組成的條件下,利用壓力和(hé)溫度對超臨界流體(tǐ)溶解能力的影(yǐng)響而進行(xíng)萃取分離的提純方法。與傳統萃取方法相比較,超臨界CO2萃取過程具有(yǒu)與環境友(yǒu)好、分離方便、低(dī)毒、少(shǎo)甚至無殘留、可(kě)在常溫下操作(zuò)等優點。
關于利用超臨界流體(tǐ)處理(lǐ)廢舊(jiù)PCB主要研究方向集中在兩個(gè)方面:一、由于超臨界CO2流體(tǐ)具有(yǒu)對印刷線路闆中樹(shù)脂及溴化阻燃劑成分的萃取能力。當印刷線路闆中的樹(shù)脂粘結材料被超臨界CO2流體(tǐ)去除之後,印刷線路闆中的銅箔層和(hé)玻璃纖維層即可(kě)很(hěn)容易地分離開(kāi),從而為(wèi)印刷線路闆中材料的高(gāo)效回收提供可(kě)能。
二、直接利用超臨界流體(tǐ)萃取廢舊(jiù)PCB中的金屬。Wai等報道(dào)了以氟化二乙基二硫代氨基甲酸锂(LiFDDC)為(wèi)絡合劑,從模拟樣品纖維素濾紙或沙子中萃取 Cd2+、Cu2+、Zn2+、Pb2+、Pd2+、As3+、Au3+、Ga3+和(hé)Sb3+的研究結果,萃取效率均在90%以上(shàng)。
超臨界處理(lǐ)技(jì)術(shù)也有(yǒu)很(hěn)大(dà)的缺陷如:萃取的選擇性高(gāo)需加入夾帶劑,對環境産生(shēng)危害;萃取壓力比較高(gāo)對設備要求高(gāo);萃取過程中要用到高(gāo)溫因此能耗大(dà)等。
3 化學法
化學處理(lǐ)技(jì)術(shù)是利用PCB中各種成分的化學穩定性的不同進行(xíng)提取的工藝。
3.1 熱處理(lǐ)法
熱處理(lǐ)法主要是通(tōng)過高(gāo)溫的手段使有(yǒu)機物和(hé)金屬分離的方法。它主要包括焚化法、真空(kōng)裂解法、微波法等。
3.1.1 焚化法
焚化法是将電(diàn)子廢棄物破碎至一定粒徑,送入一次焚化爐中焚燒,将其中的有(yǒu)機成分分解,使氣體(tǐ)與固體(tǐ)分離。焚燒後的殘渣即為(wèi)裸露的金屬或其氧化物及玻璃纖維,經粉碎後可(kě)由物理(lǐ)和(hé)化學方法分别回收。含有(yǒu)機成分的氣體(tǐ)則進入二次焚化爐燃燒處理(lǐ)後排放。該法的缺點是産生(shēng)大(dà)量的廢氣和(hé)有(yǒu)毒物質。
3.1.2 裂解法
裂解在工業上(shàng)也叫幹餾,是将電(diàn)子廢棄物置于容器(qì)中在隔絕空(kōng)氣的條件下加熱,控制(zhì)溫度和(hé)壓力,使其中的有(yǒu)機物質被分解轉化成油氣,經冷凝收集後可(kě)回收。與電(diàn)子廢料的焚燒處理(lǐ)不同,真空(kōng)熱解過程是在無氧的條件下進行(xíng)的,因此可(kě)以抑止二惡英、呋喃的産生(shēng),廢氣産生(shēng)量少(shǎo),對環境污染小(xiǎo)。
3.1.3 微波處理(lǐ)技(jì)術(shù)
微波回收法是先将電(diàn)子廢棄物破碎,然後用微波加熱,使有(yǒu)機物受熱分解。加熱到1400 ℃左右使玻璃纖維和(hé)金屬熔化形成玻璃化物質,這種物質冷卻後金、銀和(hé)其他金屬就以小(xiǎo)珠的形式分離出來(lái),回收利用剩餘的玻璃物質可(kě)回收用作(zuò)建築材料。該方法與傳統加熱方法有(yǒu)顯着差異,具有(yǒu)高(gāo)效、快速、資源回收利用率高(gāo)、能耗低(dī)等顯着優點。
3.2 濕法冶金
濕法冶金技(jì)術(shù)主要是利用金屬能夠溶解在硝酸、硫酸和(hé)王水(shuǐ)等酸液中的特點,将金屬從電(diàn)子廢物中脫除并從液相中予以回收。它是目前應用較廣泛的處理(lǐ)電(diàn)子廢棄物的方法。濕法冶金與火(huǒ)法冶金相比具有(yǒu)廢氣排放少(shǎo),提取金屬後殘留物易于處理(lǐ),經濟效益顯着,工藝流程簡單等優點。
4 生(shēng)物技(jì)術(shù)
生(shēng)物技(jì)術(shù)是利用微生(shēng)物在礦物表面的吸附作(zuò)用及微生(shēng)物的氧化作(zuò)用來(lái)解決金屬的回收問題。微生(shēng)物吸附可(kě)以分為(wèi)利用微生(shēng)物的代謝産物來(lái)固定金屬離子和(hé)利用微生(shēng)物直接固定金屬離子兩種類型。前者是利用細菌産生(shēng)的硫化氫固定,當菌體(tǐ)表面吸附了離子達到飽和(hé)狀态時(shí),能形成絮凝體(tǐ)沉降下來(lái);後者是利用三價鐵(tiě)離子的氧化性使金等貴金屬合金中的其他金屬氧化成可(kě)溶物而進入溶液,使貴金屬裸露出來(lái)便于回收。生(shēng)物技(jì)術(shù)提取金等貴金屬具有(yǒu)工藝簡單、費用低(dī)、操作(zuò)方便的優點,但(dàn)是浸取時(shí)間(jiān)較長,浸取率較低(dī),目前未真正投入使用。
結語
電(diàn)子廢棄物是寶貴的資源,加強電(diàn)子廢棄物的金屬回收技(jì)術(shù)的研究和(hé)應用,無論從經濟還(hái)是環境的角度出發,均具有(yǒu)重大(dà)意義。
由于電(diàn)子廢棄物具有(yǒu)複雜、多(duō)樣的特點,單憑任一技(jì)術(shù)很(hěn)難回收其中的金屬,未來(lái)處理(lǐ)電(diàn)子廢棄物技(jì)術(shù)的發展趨勢應該是:處理(lǐ)形式産業化,資源回收最大(dà)化,處理(lǐ)技(jì)術(shù)科學化。
綜上(shàng)所述,研究廢棄PCB的資源化,既可(kě)以保護環境、防止污染,又有(yǒu)利于資源的循環利用,節約了大(dà)量的能源,促進了經濟社會(huì)的可(kě)持續發展。