香港廢舊印制電路板資源化處理現(xiàn)狀如何？
2022/1/27 23:20:06 點(diǎn)擊：582
隨著科技的進(jìn)步，在廢舊PCB上的貴重金屬的含量逐步減少，而一些非金屬材料含量逐步增多，所以采用溶蝕法來回收廢舊PCB具有一定的局限性。
簡稱PCB）的回收利用，可以達(dá)到雙贏的目的。當(dāng)前，我國正在大力倡導(dǎo)建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)，以緩解人口、資源和環(huán)境對社會(huì)可持續(xù)發(fā)展帶來的壓力。同時(shí)，隨著信息時(shí)代的快速發(fā)展，電子產(chǎn)品的淘汰也以驚人的速度增長，成為世界上增長*快的垃圾之一。廢舊PCB作為淘汰電子產(chǎn)品的主要組成部分，其對環(huán)境造成的污染已經(jīng)引起了各國的重視，在廢舊PCB中，含有重金屬鉛、汞、六價(jià)鉻等元素，以及作為阻燃劑主要成分的多溴聯(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、土壤造成重大污染，*終將給人類帶來難以預(yù)料的后果。
同時(shí)，在廢舊PCB上，包含有色金屬和稀有金屬近20種，具有很高的潛在利用價(jià)值，在廢舊PCB上，含有大量的可以直接利用或者間接利用的資源，如其上含有金、銀、鈀、銅等各種金屬，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，是一座真正的等待開采的都市礦山。在能源問題日益成為制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的今天，加大對廢舊PCB的合理利用已顯得格外重要。綜上所述，研究廢棄PCB的資源化，既可以保護(hù)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(jìn)了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
1PCB的組成要想使廢舊PCB做到完全意義上的資源化，我們必須了解廢舊PCB的組成及其特性。印刷電路板按結(jié)構(gòu)分有單面印制板、雙面印制板、多面印制板；按絕緣材料分，有紙基板、玻璃布基板、合成纖維板；按基材的性質(zhì)分，有剛性印制板、撓性印制板；按用途分，有通用性和特殊性。印刷電路板的種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但是其中所含的物料的種類卻有相似之處，各類印刷電路板都是由金屬、玻璃纖維和樹脂材料所組成，在基板上的樹脂材料中加入了鹵化物阻燃劑，目的是防止因電路板短路引起的燃燒。由于這些材料在物理化學(xué)性質(zhì)上存在著差異，因此可以借助于它們的差異性來設(shè)計(jì)合理的回收工藝流程。印刷電路板是以覆銅層壓板為基板而制成的主要的電子組裝基地，上面裝配有各類電子元件，如電阻、二極管、晶體管、電容器以及一些集成電路，這些構(gòu)件中含有多種金屬、具有很高的回收利用價(jià)值。
表1中列舉了瑞典Ronnskar冶煉廠對個(gè)人計(jì)算機(jī)中的主要組分及含量的分析。
始，已經(jīng)有40年的歷史。廢舊PCB的回收處理是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問題，其涵蓋了機(jī)械、化學(xué)、冶金、環(huán)境等多學(xué)科內(nèi)容。目前，在國內(nèi)外對廢舊PCB的回收處理技術(shù)主要有熱處理法、化學(xué)處理法和機(jī)械物理處理法。由于各種方法單獨(dú)處理廢舊PCB各有其優(yōu)缺點(diǎn)，所以對于廢舊PCB的回收利用常常采用多種方法聯(lián)合來進(jìn)行綜合處理。
2.1熱處理法熱處理法主要是借助于焚化、燒結(jié)、熔融等手段，除去廢棄PCB中的塑料和樹脂成分，以達(dá)到金屬富集的目的。對于廢舊PCB的熱處理技術(shù)包括焚燒、熱解、微波處理等。
2.1.1焚燒法廢舊PCB的焚燒處理法是一種比較傳統(tǒng)的處理廢舊PCB的方法，焚燒法是先將廢舊PCB用破碎機(jī)破碎至一定的粒徑，然后送入焚化爐進(jìn)行焚燒，在焚燒過程中，大約有40%的樹脂材料被焚燒破壞，剩余的殘?jiān)鼮槁懵兜慕饘俸筒ＡЮw維，經(jīng)粉碎后可以利用機(jī)械物理法或化學(xué)方法回收。值得注意的是，在PCB的制造過程中加入了阻燃劑，其中含有氯、溴等成分，若在焚燒過程中溫度控制不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生二英等劇毒物質(zhì)，因此，焚燒法對通風(fēng)和空氣污染防治要求非常高。
2.1.2熱解法熱解法的原理和焚燒法有些相似，熱解法工從表1可以看出，廢舊PCB上含有的金屬品位相當(dāng)于普通礦物中金屬品位的幾十倍至上百倍，其中*多的是銅，其含量為23.73%，鋁、錫、鎳、銻、鐵的含量也都很高。另外，廢舊PCB中的非金屬材料也可以通過處理回收作為燃料和化工原料或是用于涂料、建筑材料等重新利用。因此可以說，廢舊PCB是一座名副其實(shí)的都市寶藏。因此，加大對廢舊PCB的資源化研究，使這些固體垃圾變廢為寶，對保證資源的合理利用，環(huán)境的有效發(fā)展有著重要的作用。
2PCB的回收處理方法業(yè)上也叫干餾，是將廢舊PCB放在一個(gè)完全密封的爐膛內(nèi)，并將爐內(nèi)加熱至一定溫度（通常是800C左右），在高溫及缺氧的情況下，廢舊PCB中的成分被分為殘?jiān)蜔釟鈨刹糠?，其中殘?jiān)鼮榻饘俸筒ＡЮw維，至于熱氣，其中可凝結(jié)部分被轉(zhuǎn)化為油脂，剩余部分可用于對爐壁繼續(xù)進(jìn)行加熱。熱解技術(shù)是一種新型有效的回收廢舊PCB的方法，由于其具有環(huán)保和能源的雙重利用的效果，因而具有一定的吸引力。目前，廢舊PCB的熱解技術(shù)在國外尚處于實(shí)驗(yàn)研究階段，國內(nèi)的研究剛剛起步，離真正的工業(yè)化還有一段距離。是常用的熱解法處理廢棄電路板工藝過程簡圖。
對廢舊PCB的資源化，從20世紀(jì)60年代末，美國礦務(wù)局嘗試從廢棄軍事設(shè)備中提取貴重金屬開2.1.3微波處理法利用微波技術(shù)來處理廢舊pcb是一種新型的回收處理方法。微波是指頻率為300MHz ~300GHz的電磁波，其熱效應(yīng)顯著，能引起物質(zhì)溫度迅速升高。在利用微波技術(shù)處理廢舊PCB時(shí)，先將廢舊PCB破碎，然后放在微波爐中加熱30min的有機(jī)物先揮發(fā)出來。然后將微波爐溫度升高，余下的物料在1400 C下高溫熔化，形成一種玻璃化物質(zhì)。在冷卻這種物質(zhì)后，金、銀及其他的金屬就以顆粒的形式分離開了，余下的玻璃質(zhì)材料則可以用作建筑材料或燃料等。
了一套利用微波技術(shù)處理并回收廢舊PCB中貴重金屬的裝置。目前該技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室研究中取得了很好的效果，正在進(jìn)行商業(yè)化的放大研究。微波技術(shù)在回收廢舊PCB方面有著很大的發(fā)展?jié)摿Γ桥c之相關(guān)的基礎(chǔ)理論還是落后的，我們應(yīng)該努力開發(fā)完善微波技術(shù)，使其為廢舊PCB的資源化做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
2.2化學(xué)處理法化學(xué)處理法是利用廢棄PCB中各種成分的化學(xué)穩(wěn)定性不同而使廢棄PCB資源化的方法?；瘜W(xué)處理的方法主要有洗法、溶蝕法等?；瘜W(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)是*終可以得到較純的產(chǎn)品，但是相對投資較大，廢氣、廢水、廢碴難以處理等缺點(diǎn)。
用洗法來回收廢舊PCB開始于70年代，洗法主要用來回收廢舊PCB中的貴重金屬及有色金屬。洗法回收廢舊PCB，是將廢舊PCB先用強(qiáng)酸或強(qiáng)氧化劑溶解，先得到貴重金屬的剝離沉淀物及其它賤金屬的的廢酸溶液，再用王水等對貴金屬的剝離沉淀物進(jìn)行處理，分別將其還原成金、銀、銅等金屬產(chǎn)品。
用洗法來回收廢舊PCB通常會(huì)產(chǎn)生大量的廢水、廢氣、廢渣，并且這些廢物具有腐蝕性和毒性，若處理不當(dāng)，很容易導(dǎo)致嚴(yán)重的二次污染。還有就是它只能用來回收貴重金屬及銅，不能用來回收其它的金屬和非金屬材料，可能會(huì)逐漸被*近幾年新型的物理機(jī)械方法所代替。
2.2.2溶蝕法溶蝕法主要用來回收含貴重金屬的接點(diǎn)、合金底材。溶蝕法是利用弱氧化劑溶液先把廢舊PCB中銅及賤金屬溶解，而金、銀、鈀等貴重金屬不溶解，因此可以將貴重金屬過濾回收。溶蝕后，母液再用氯氣氧化，氧化溶蝕液可以循環(huán)利用，*后再對母液加以處理，以回收其中的其他金屬。
2.3機(jī)械物理處理法機(jī)械物理法是將廢棄PCB粉碎到一定的粒徑，使非金屬材料和金屬材料相分離，再根據(jù)密度電磁性能的差別，將兩者分開。機(jī)械物理方法主要包括破碎、物料的分選富集等工藝過程。機(jī)械物理法回收廢舊PCB具有回收率高，投資成本低，分選系統(tǒng)簡單操作易行且對環(huán)境友好等特點(diǎn)，但*終得到的是金屬的富集體，還需后續(xù)工藝對富集體進(jìn)一步提純。是常用的機(jī)械物理法處理廢棄電路板工藝過程簡圖。
研制了ZKB剪切破碎機(jī)并對其性能進(jìn)行了分析，ZKB剪切破碎機(jī)主要采用純剪力對廢舊PCB進(jìn)行粗碎，可以將廢舊PCB粗碎至20mmX20mm的碎塊。日本的NEC公司開發(fā)了兩段式的破碎技術(shù)以及銅粉的回收工藝，分別利用剪切破碎機(jī)和特制的具有剪斷和沖擊作用的磨碎機(jī)將廢舊PCB粉碎至1mm左右的粉末，這時(shí)金屬與非金屬已基本解離，并且銅的粒徑大于玻璃纖維和樹脂的粒徑，在經(jīng)過兩級分選便可以得到品位較高的銅。
分選是機(jī)械物理處理法中另外一個(gè)重要的工藝。
根據(jù)破碎后金屬與非金屬混合顆粒的密度、粒度、導(dǎo)電導(dǎo)磁特性的差異，采用重力場分離、電力場分離、磁力場分離在內(nèi)的物理機(jī)械分離方法。重力場分選的設(shè)備主要有空氣搖床、溜槽、液-固流化床、氣-固流化床等。電力場分選包括渦流電選、電暈電選、靜電分選等方法。磁力場分選則是利用了被選對象在磁場中磁性的差異來進(jìn)行分離的一類方法。
目前對于廢舊PCB分選的研究，主要側(cè)重于建立高效的分選設(shè)備，以及建立合理的工藝流程，已經(jīng)有實(shí)踐證明：采用破碎一一篩分一一分級一一重選、電選和磁選相結(jié)合的機(jī)械物理回收分離技術(shù)，成本低、再資源效果好、不會(huì)引起二次環(huán)境污染且回收率高，又符合市場化的需要。因此，應(yīng)該成為目前及今后廢棄PCB資源化的主攻方向。
3結(jié)語綜上所述，熱處理法、化學(xué)處理法和機(jī)械物理法處理廢舊PCB各有其優(yōu)缺點(diǎn)，各種方法的側(cè)重點(diǎn)不同，處理的過程和結(jié)果也不同。至于各技術(shù)工藝的評價(jià)，可以從經(jīng)濟(jì)可行性（如設(shè)備、成本、回收收益、環(huán)保支出等）、再資源化效果（如回收效果、資源化產(chǎn)品承接程度等）、二次公害風(fēng)險(xiǎn)（如衍生污染防治難易程度）等角度進(jìn)行綜合分析，選取合適的工藝流程，爭取在*大程度上做到廢舊PCB的資源化和處理過程無害化。表2為現(xiàn)有的幾種處理廢舊PCB方法在經(jīng)濟(jì)性、資源化效果、二次污染、工業(yè)應(yīng)用等方面做了一個(gè)比較。
回收廢舊PCB既是環(huán)境和資源壓力的要求，也是落實(shí)環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)的要求，在當(dāng)今社會(huì)有著重要的意義。目前國內(nèi)外都在探討廢舊PCB資源化，但是想要達(dá)到理想的狀態(tài)，還需要加大對廢舊PCB資源化的研究力度，只有這樣才能真正的將廢舊PCB資源化和無害化處理。
表2各種處理方法工藝性能比較處理方法經(jīng)濟(jì)可資漉化效果二次污染工業(yè)焚燒法低高低熱處理法熱解法中高中微波處理法膚高中中洗法中高低化學(xué)處理法溶蝕法中高高中機(jī)械物理法
