淺談廢舊電路板的處理方法

馬 瑩 于 健

（沈陽渾南現(xiàn)代有軌電車運營有限公司，110167）

淺談廢舊電路板的處理方法

馬 瑩 于 健

（沈陽渾南現(xiàn)代有軌電車運營有限公司，110167）

本文綜述了印刷電路板（PCB）的4種處理方法（物理法、超臨界技術(shù)處理法、化學(xué)法和生物法），簡單分析各種方法的優(yōu)缺點。由于PCB本身材質(zhì)和結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點，同時幾種處理技術(shù)也沒有達到完全成熟工業(yè)化的階段，所以很難使用一種方法能夠徹底解決PCB中的金屬回收問題，只有不斷的改進工藝、引進新技術(shù)新方法才能夠真正解決PCB金屬回收的問題。

印刷電路板 金屬 回收

引言

隨著電子產(chǎn)品更新速度的加快，電子垃圾主要組成部分的印刷電路板（PCB）的廢棄數(shù)量也越來越龐大。廢舊PCB對環(huán)境造成的污染也引起了各國的關(guān)注。在廢舊PCB中[1]，含有鉛、汞、六價鉻等重金屬，以及作為阻燃劑成分的多溴聯(lián)苯（PBB）、多溴二苯醚（PBDE）等有毒化學(xué)物質(zhì)，這些物質(zhì)在自然環(huán)境中，將對地下水、土壤造成巨大污染，給人們的生活和身心健康帶來極大的危害。在廢舊PCB上，包含有色金屬和稀有金屬近20種，具有很高的回收價值和經(jīng)濟價值，是一座真正的等待開采的礦藏。

1 物理法

物理方法是利用機械的手段和PCB物理性能的不同而實現(xiàn)回收的方法。

1.1 破碎

破碎的目的是使廢電路板中的金屬盡可能的和有機質(zhì)解離，以提高分選效率。研究發(fā)現(xiàn)[2]當(dāng)破碎在0.6 mm 時，金屬基本上可以達到 100%的解離，但破碎方式和級數(shù)的選擇還要看后續(xù)工藝而定。

1.2 分選

分選是利用材料的密度、粒度、導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性及表面特性等物理性質(zhì)的差異實現(xiàn)分離。目前應(yīng)用較廣的有風(fēng)力搖床技術(shù)、浮選分離技術(shù)、旋風(fēng)分離技術(shù)、浮沉法分離及渦流分選技術(shù)等。

2.超臨界技術(shù)處理法

超臨界流體萃取技術(shù)是指在不改變化學(xué)組成的條件下，利用壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而進行萃取分離的提純方法。與傳統(tǒng)萃取方法相比較，超臨界CO2萃取過程具有與環(huán)境友好、分離方便、低毒、少甚至無殘留、可在常溫下操作等優(yōu)點。

關(guān)于利用超臨界流體處理廢舊PCB主要研究方向集中在兩個方面：一、由于超臨界CO2流體具有對印刷線路板中樹脂及溴化阻燃劑成分的萃取能力[3]。當(dāng)印刷線路板中的樹脂粘結(jié)材料被超臨界CO2流體去除之后，印刷線路板中的銅箔層和玻璃纖維層即可很容易地分離開，從而為印刷線路板中材料的高效回收提供可能。二、直接利用超臨界流體萃取廢舊PCB中的金屬。Wai 等[4]報道了以氟化二乙基二硫代氨基甲酸鋰（LiFDDC）為絡(luò)合劑，從模擬樣品纖維素濾紙或沙子中萃取 Cd2+、Cu2+、Zn2+、Pb2+、Pd2+、As3+、Au3+、Ga3+和 Sb3+的研究結(jié)果，萃取效率均在 90%以上。

超臨界處理技術(shù)也有很大的缺陷如：萃取的選擇性高需加入夾帶劑，對環(huán)境產(chǎn)生危害；萃取壓力比較高對設(shè)備要求高；萃取過程中要用到高溫因此能耗大等。

3 化學(xué)法

化學(xué)處理技術(shù)是利用PCB中各種成分的化學(xué)穩(wěn)定性的不同進行提取的工藝。

3.1 熱處理法

熱處理法主要是通過高溫的手段使有機物和金屬分離的方法。它主要包括焚化法、真空裂解法、微波法等。

3.1.1 焚化法

焚化法是將電子廢棄物破碎至一定粒徑，送入一次焚化爐中焚燒，將其中的有機成分分解，使氣體與固體分離。焚燒后的殘渣即為裸露的金屬或其氧化物及玻璃纖維，經(jīng)粉碎后可由物理和化學(xué)方法分別回收。含有機成分的氣體則進入二次焚化爐燃燒處理后排放。該法的缺點是產(chǎn)生大量的廢氣和有毒物質(zhì)。

3.1.2 裂解法

裂解在工業(yè)上也叫干餾，是將電子廢棄物置于容器中在隔絕空氣的條件下加熱，控制溫度和壓力，使其中的有機物質(zhì)被分解轉(zhuǎn)化成油氣，經(jīng)冷凝收集后可回收。與電子廢料的焚燒處理不同，真空熱解過程是在無氧的條件下進行的，因此可以抑止二噁英、呋喃的產(chǎn)生，廢氣產(chǎn)生量少，對環(huán)境污染小[5]。

3.1.3 微波處理技術(shù)

微波回收法是先將電子廢棄物破碎，然后用微波加熱，使有機物受熱分解。加熱到1400 ℃左右使玻璃纖維和金屬熔化形成玻璃化物質(zhì)，這種物質(zhì)冷卻后金、銀和其他金屬就以小珠的形式分離出來，回收利用剩余的玻璃物質(zhì)可回收用作建筑材料[6]。該方法與傳統(tǒng)加熱方法有顯著差異，具有高效、快速、資源回收利用率高、能耗低等顯著優(yōu)點。

3.2 濕法冶金

濕法冶金技術(shù)主要是利用金屬能夠溶解在硝酸、硫酸和王水等酸液中的特點，將金屬從電子廢物中脫除并從液相中予以回收。它是目前應(yīng)用較廣泛的處理電子廢棄物的方法。濕法冶金與火法冶金相比具有廢氣排放少，提取金屬后殘留物易于處理，經(jīng)濟效益顯著，工藝流程簡單等優(yōu)點。

4 生物技術(shù)

生物技術(shù)是利用微生物在礦物表面的吸附作用及微生物的氧化作用來解決金屬的回收問題。微生物吸附可以分為利用微生物的代謝產(chǎn)物來固定金屬離子和利用微生物直接固定金屬離子兩種類型[7]。前者是利用細菌產(chǎn)生的硫化氫固定，當(dāng)菌體表面吸附了離子達到飽和狀態(tài)時，能形成絮凝體沉降下來；后者是利用三價鐵離子的氧化性使金等貴金屬合金中的其他金屬氧化成可溶物而進入溶液，使貴金屬裸露出來便于回收。生物技術(shù)提取金等貴金屬具有工藝簡單、費用低、操作方便的優(yōu)點，但是浸取時間較長，浸取率較低，目前未真正投入使用。

結(jié)語

電子廢棄物是寶貴的資源，加強電子廢棄物的金屬回收技術(shù)的研究和應(yīng)用，無論從經(jīng)濟還是環(huán)境的角度出發(fā)，均具有重大意義。由于電子廢棄物具有復(fù)雜、多樣的特點，單憑任一技術(shù)很難回收其中的金屬，未來處理電子廢棄物技術(shù)的發(fā)展趨勢應(yīng)該是：處理形式產(chǎn)業(yè)化，資源回收最大化，處理技術(shù)科學(xué)化。綜上所述，研究廢棄PCB的資源化，既可以保護環(huán)境、防止污染，又有利于資源的循環(huán)利用，節(jié)約了大量的能源，促進了經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

[1]周兵，王占華.我國電子垃圾資源化處理對策研究[J].吉林建筑工程學(xué)院學(xué)報，2009，26（3）：37-40.

[2]Melchiorre M，Jakob R.Electronic scrap recycling[J].Micto-electronics Journal，IEEE，1996，28（8-10）：21-24.

[3]Wang H T，Maya H，Motonobu G，et al.Extraction of flame retardants from electronic printed circuit board by super-critical carbon dioxide[J].The Journal of Super-criticalFluids，2004，29（3）：251-256.

[4]Wai C M.Supercritical fluid extraction of trace metals from solid and liquid materials for analytical applications[J].Anal.Sci.，1995，11（1）：165-167.

[5]李愛民.有害固體廢物熱解焦油特性研究[J].重慶環(huán)境科學(xué)，2003，25（5）：2O-23.

[6]佟志芳，畢詩文.微波加熱在冶金領(lǐng)域中應(yīng)用研究現(xiàn)狀[J].材料與冶金學(xué)報，2004，3（2）：117-120.

[7]King R B，Long G M，Sheldon J K.Practical environmental bioremediation[M].Florida：CRC Press，2000.

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1007-6344（2015）05-0324-01