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废电路板热解处置
新闻来源:     点击数:    更新时间:2017/11/22 10:13:46    收藏此页

废弃电路板(Waste printed circuit boards,简称WPCBs)的热解在不同的实验条件下都是不同的,很多研究者对废电路板的热解过程、热解产物,热解特性以及热解机理都进行了一定程度的研究。他们的研究成果对热解作为WPCBs的处理处置技术的推广和应用都奠定了一定的基础。研究表明,温度、升温速率、反应气氛、反应时间、物料特性等因素都会对WPCBs的热解过程受温度、反应气氛、反应时间、物料特性、升温速率等因素的影响。

华中科技大学的孙路石在实验室管式炉上进行了不同温度下WPCBs的热解试验研究,深入研究了液体和固体产物的组成和性质,探讨了热解产物再利用的可能途径。他在氮气氛围下对电路板进行热解,实验产物的产率分别为:液相产率5-21 wt.%、气体产率15-20 wt.%,固体残渣产生率维持在60 wt.%左右。气体产物主要由CON2、溴代甲烷等物质组成。液体油经过常压蒸馏后,可以得到4种馏分:14 wt.%的轻石脑油、30.5 wt.%的重石脑油和7.9 wt.%的重石脑油,其余为沥青。Quan等利用TG-FTIRPy-GC/MS相结合的方式研究了废弃电路板热解实验的产物组成,热解温度在293 ℃以下热解产物主要是H2OCH4HBrCO2CH3COCH3,温度在293 ℃到400 ℃的产物为溴苯酚、双酚A、对异丙基苯酚、苯酚等有机物质,高于400 ℃生成的产物则主要为焦炭。Guo等比较了大块电路板低温(500 ℃以下)以及小粒径电路板高温热解(800 ℃)实验,得到结果:WPCB热解产生10.17 wt.%的气体产物、18.23 wt.%的裂解焦油以及71.60 wt.%的固体残渣。热解气主要含有COCO22-甲基丙烯,裂解油主要为苯酚和烷基芳烃类物质,热解后得到残渣中的金属和玻璃纤维更易于分离,铜箔和玻璃纤维通过手工方式即可分离,分离出的玻璃纤维上只含有少量的残碳,残渣中只有含量非常少的金属物质。Guan等使用固定床反应器考察了300400500600以及700 ℃热解温度下废电路板的热解实验,得到75-80 wt.%的固体残渣、9 wt.%的裂解焦油以及12-14 wt.%的气体产物。裂解气中富含COCO2H2CH4,另有少部分的O2。裂解油热解较高,为30 KJ/kg,主要成分为芳香烃类物质。William等考察了废电路板在固定床反应器上的热解实验,实验温度为800 ℃,结果发现热解油中主要含有苯酚、4-1-甲乙基)-苯酚、对羟基苯酚等苯酚类物质,除此之外还有大量的有机磷酸酯化合物以及四溴双酚A的热分解产物。

清华大学的李金惠运用了TG-FTIR研究了不同气氛下的WPCB热解实验(180–350 ℃),结果发现废电路板的热解过程可以分为三个过程:(1)没有发生化学反应的少量失重阶段;(2)粘合剂分解的慢速失重阶段;(3)树脂分解的快速失重阶段。在主要失重阶段的活化能分别是127.87 KJ/mol(氮气氛围)、115.36 KJ/mol(空气氛围)和53.59 KJ/mol(真空条件)。

综上所述,废弃电路板热解过程中溴在固体与液体产物中会生成溴代有机物,对环境产生危害。在热解过程中需要特别关注溴的迁移转化过程以及溴的存在形态。


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