随着科技和经济的发展,一些电子科技产品在普罗大众的生活中越来越普及,其更新换代的速度也越来越快。随之而来的电子垃圾问题也成为了突出的环境问题。电子废弃物俗称“电子垃圾”,是各种接近其使用寿命终点的电子产品的通称。其中废弃印刷电路板的处理也成为了亟待解决的技术难题。
印刷电路板(Printed circuit boards,简称PCBs)是电子元件产业中最大的行业,是各类电子产品不可缺少的组成部分。据有关报道,近几年内,全球印刷电路板年平均增长率已达8.7%,东南亚地区年增长率为10.8%,而我国的增长率竟高达14.4%。毫无疑问,印刷电路板的报废量也正以难以估计的速率增长着。已有资料表明,废弃电路板(Waste printed circuit boards,简称WPCBs)已占电子垃圾总量的4%左右。日本对主要家用电器废弃产品中所含PCB的量及在日本的处理量进行了调查,结果如表1所示。
表1 主要家电所含PCBs的量及其处理量
项目 |
电视机 |
电冰箱 |
洗衣机 |
空调 |
年处理量/吨 |
95134 |
1481662 |
71053 |
72009 |
废电路板含有量/% |
9.5 |
0.4 |
2.2 |
1.2 |
废电路板量/(吨/年) |
9038 |
595 |
1563 |
864 |
目前我国印刷电路板产量居世界首位,按照2006年我国印刷电路板产量13000万平方米计算,成型、加工等过程中产生的边角废料量达到8万吨,加上每年大量进口的废弃电器及中国大陆报废电子产品拆解的废旧电路板,中国大陆每年需要处理掉的废弃电路板在50万吨以上。电路板是玻璃纤维强化树脂和多种金属的混合物,其中金属和非金属紧密结合、分离难,是电子废弃物中最复杂、最难处理的。WPCBs又具有很高的回收利用价值。WPCBs中含有一定量的稀贵金属(金、银、钯等)和相当数量的常见金属(铜、铝、铁等)。1吨金矿石中含有 2 克黄金就具有开采价值了,而1 吨 WPCBs 中黄金的含量达 80 克,是天然矿藏的几十倍甚至几百倍,并且与传统的金属矿山开采、加工得到的价值相比,从 WPCBs中提炼各种稀贵金属要比开矿容易得多。因此出于经济利益的驱动,对WPCBs的回收主要集中在贵金属和含量较大的铜的回收上,而对于处理困难且经济效益不高的非金属材料主要是采用掩埋和焚烧处理,给环境带来了很大的负担。
PCBs是重要的电子部件,是电子元件的支撑体,其中也有金属导体连接电子元器件的线路。其结构见图1。图1所示的结构中,印刷电路板外层由导电的铜等物质组成,内层则是例如玻璃纤维的填料起着支撑作用。
图1 印刷电路板结构示意图