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    廢舊線路板回收現狀及非金屬材料利用


    廢舊線路板回收現狀及非金屬材料利用
    隨著電子產品的廣泛應用及其相應產業的高速發展,廢舊電子產品包括廢舊電腦、通信設備、家用電器、其它被淘汰的各種電子儀器儀表以及工業生產過程中產生的廢料、廢品,已成為新的環境隱患。目前我國電子產品的消費與生產量均處于世界前列,電子廢棄物污染環境的問題也日趨突出。
    作為電子工業基礎的印刷線路板(PCB)可稱為“電子系統產品之母”,是各類電子產品中不可缺少的關鍵電子互聯件,廣泛應用于大型計算機、辦公和個人電腦、家用電器、娛樂電器及其輔助性產品等各種電子設備中。目前國內PCB的年銷售額已占到世界電子產品總銷售額的19%,年產值現已達到500億元,僅次于日本和美國,位居世界第三位。
    PCB隨電子產品的淘汰而淘汰,其廢棄量也隨電子廢棄物總量的增加而高速增長(以電腦為例,PCB占電腦總重量的8%左右),而且電子產品在加工過程中產生的大量廢料、廢邊角料中也含有大量廢PCB,因此廢棄PCB所形成的電子污染已成為嚴峻的環境問題。
    1、廢PCB的組成
    廢PCB的來源主要為PCB制造過程中產生的次品、邊角料和廢棄電子產品拆除組裝元件的PCB基板。
    PCB基板一般由高分子聚合物(樹脂)、玻璃纖維或牛皮紙及高純度銅皮(也含有少量其它金屬)三種材料構成,這三種材料也是廢PCB的主要成分。
    廢PCB料中除含有C、H、O等元素外,Br元素的含量約達9%。熱值顯示在適宜的燃燒條件下,廢PCB能夠維持燃燒,但其燃燒會放出含溴的有害氣體。同時,由于廢PCB料含有氯及有機物,燃燒不當易產生二惡英,造成極為嚴重的大氣污染。PCB基板有多種類型,不同類型所含材料成分也不相同,表2所列為廢PCB中金屬和非金屬材料的組成。
    廣泛用于PCB基板中的金屬含量為6%~24%,非金屬材料(樹脂和玻璃纖維等)含量為76%~94%,非金屬材料的含量遠遠高于金屬材料的含量。
    2、廢PCB的處理技術
    (1)填埋法
    廢PCB如果直接填埋,則有價金屬無法回收,且有害金屬可能會溶出對環境造成污染。若采用填埋法,則建議采用安全填埋方式(專門設計安全填埋場且填埋前對廢PCB進行固化處理),但填埋費用會大幅增加。
    (2)焚燒法
    焚燒法的處理流程一般是先將廢板、邊料粉碎至1~5cm,然后送入焚燒爐進行焚燒,得到含有金屬成分和非金屬焚燒灰分的固體渣,對該渣進行二次處理可較易回收到其中的金屬資源。但廢PCB中含較大量溴和少量的氯,焚燒會造成空氣污染,特別是二惡英污染。
    (3)熱裂解法
    熱裂解法是將廢板、邊料粉碎后,置于密閉容器內,在一定的溫度和壓力下,一部分非金屬材料轉換為油氣,金屬剝落得以回收。因回收油中仍含有溴及少量金屬,因此,回收油若作為燃料使用仍會造成空氣污染。
    (4)機械破碎-物理分離法
    機械破碎-物理分離法分為干法和濕法兩種。
    干法:首先將廢板邊料粉碎成100~300μm的粒子,再以旋風分離將金屬及非金屬分開。金屬可直接進行利用,非金屬目前多采用填埋或堆集暫存的方式處置。但該方法產生的非金屬材料體積要比原廢物體積大數倍,如不能將其作為資源進行利用,其填埋和堆集都需占用較大土地面積,流失則會造成環境污染。
    濕法:采用濕法破碎將廢板邊料粉碎至小于3mm,再以水洗搖床的方式將金屬和非金屬分離。該方法在粉碎過程中不會產生粉塵污染,較干法的投資少,但獲得的非金屬成分含有水分,填埋或再利用都需要進行后續處理。
    (5)濕法化學回收金屬
    該方法以回收廢板邊料中的貴金屬為主,將含貴金屬的廢板、邊料以強酸處理,取得含貴金屬和非貴金屬的溶解物,再用化學方法將其還原成金、銀、鈀等金屬產品,含有高濃度銅離子的廢酸則可回收硫酸銅或電解銅。但該方法處理費用較高,產生的非金屬廢料無法再利用,必須進行安全填埋。
    3、廢PCB處理現狀
    廢PCB基板材料中金屬材料和非金屬材料都具有較高的經濟價值,特別是金屬材料的利用一直是熱點,而非金屬材料(如玻璃纖維強化酚醛樹脂或環氧樹脂)則大部分以無價值廢物形式進行處置。
    (1)PCB生產加工廢棄邊角料處理方式
    深圳市和整個珠江三角洲是目前國內PCB生產商的集中地,該地區PCB基板的產量約占全國總產量的2/3,約3200萬m2/a。每年產生的廢棄PCB約32~64萬m2。廢邊角料產生率按照1%~2%計算,僅深圳市的PCB生產加工廠家每年產生的廢邊角料就可達數千噸。
     
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