废弃电路板的综合处理与回收利用技术

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1、废弃电路板的综合处理与回收利用技术周益辉 1曾毅夫 1龙桂花 2湛志华 31凯天环保科技股份有限公司 长沙 4101002湖南科技学院 外语语言文学系 永州 4251003桂林师范高等专科学校 化学与工程技术系 桂林 541001摘要:对废弃电路板的材料成分进行了分析， 针对不同的两种废弃电路板提出了资源化处理 路线，并对废弃电路板金属和非金属资源的深加工处理技术进行了探讨。关键词:废弃电路板；金属;非金属;回收中图分类号：X705文献标识码:AThe recycle technologies of waste printed circuit boards Zhou Yi hui1Zeng Y

2、i- fu1Long Gui-hua2Zhan Zhihua31Kaitian Environmental Technology Co。, Ltd， Changsha 4101002Hunan University of Science and Engineering, Foreign Languages Institute, Yongzhou 425100 3Guilin Normal College， Department of Chemistry and Engineering Technology, Guilin 541001 Abstract： The material charac

3、teristic of waste printed circuit boards was analyzed ， and the recycle routes for the two types of waste printed circuit boards were put forward， and further processes for metals and nonmetals resources of waste printed circuit boardswas discussed.Keywords： waste printed circuit boards; metals; non

4、metals ； recycling0 前言经济的发展和科技的进步使得电子工业迅猛发展,给人类的生产、 生活方式带来了深刻 的 变革。同时由于电子产品的更新换代周期不断缩短， 大量的电子产品在达到使用寿命后报废 成为了电子废弃物， 由此产生的电子废弃物每年以 18%的速度增长, 成为世界上增长最快 的 垃圾之一1.废弃电路板是电子废弃物中成分和结构最为复杂、同时也是最难处理的部 件,如 果不加处理、任意堆放或填埋或处理不当将给周围的环境带来很大的威胁； 此外，我国正在（完整word版）废弃电路板的综合处理与回收利用技术.大力发展循环经济,倡导建立资源节约型社会,以缓解人口、资源、环境对社会可持

5、 续性发展带 来的巨大压力.废弃电路板的综合处理与回收利用已成为资源环境领域的一个重 要课题。废弃电路板中含有大量的可利用的塑料、 玻璃、金属和稀贵金属等资源， 若随意处置废 弃电路板不但会给环境带来潜在的危害， 而且会造成资源的极大浪费.因此废弃电路板的无 害 化与资源化处置，不仅能保护人类赖以生存的自然环境,同时也能够实现资源的回收利用。 本 文综合废弃电路板的特点，分别探讨了不同废弃电路板及金属与非金属资源的综合处理与 回 收利用技术.1 废弃电路板的材料成分分析废弃电路板的回收处理在很大程度上依赖于对其材料组成与结构的认识， 因此,从定性 1 周益辉 （1983-,男，硕士,环保工程师

6、，主要从事固体废弃物的资源化与产业化研究,Email: yihuizhou210yahoo。cn基金项目：湖南省社会科技发展支撑计划重点项目（项目编号：2009SK2004和定量的角度确定废弃电路板上各种物质的组成和含量非常必要。 印刷线路板的基板材料 通常为玻璃纤维强化酚醛树脂或环氧树脂, 其上焊接有各种构件, 成分非常复杂， 其中含有多种金属， 具有很高的资源回收价值。 瑞典 Ronnskar 冶炼厂 2算机中的印刷电路板的 组分进行了分析，结果如表 1所示。表 1电脑电路板的主要物质组成物质名称塑料铜铁溴化物铅锡镍锑锌金、银比例 /% 49。779 23。728 7.4674.646 4

7、。480 3.650 3。319 1.825 0。747 0。 166物质名称 镉钽钯钼铍钴铈铂镧汞比例 /% 0。066 0。032 0。021 0.026 0。015 0.014 0.008 0.006 0。005 0。002从材料组成来看, 废弃电路板中含有大量可回收的金属和塑料等非金属物质， 具有很高的回收利用价值。废弃印刷电路板含有的金属分为两大类:基本金属：如铝、铜、铁、 镍、铅、锡等;贵金属和稀有金属：如金、银、铂、巴等.一般而言,废弃印刷电路板中基 本金（完整word版）废弃电路板的综合处理与回收利用技术. 属含量高，贵金属和稀有金属含量低。然而废弃印刷电路板还含有铅、汞、镉等

8、重金属和 溴化阻燃剂等有毒有害物质，如果处理不当会对大气、土壤和地下水造成严重污染，对人类 健康造成巨大的危害。2废弃电路板整体综合处理技术废弃电路板是整个电子废弃物的核心，也是最难处理的部件。关于它的回收处理，国内外硏究机构和企业已经做了广泛的硏究。综合现有的产业化技术，根据废弃电路板的实际 情况，现提出废弃电路板的处理路线。2。1大中型电子产品废弃电路板处理路线来自于电脑、电视、冰箱等大中型电器的废弃电路板，面积较大,含元器件相对较多，成分复杂，如图1所示.因此，有必要先进行元件和基板的分离，以提高回收效率。图1大中型电子产品的废弃电路板图2大中型电子产品废弃电路板的处理路线图2是针对大中

9、型电子电器产品提出的回收路线。废弃电路板首先采用专门的设备实现 基板和电子元件的分离,然后分别进行处理。元件进行真空炭化蒸馏，目的是分离出电子元件 的有机物和蒸馏出低沸点金属（锌，还有少量的镉锑汞等.炭化渣经磁选分离出铁，再经破碎 和涡电流分选后得到炭渣和混合金属粉末。3。2小型电子产品废弃电路板的处理路线小型电器的电路板形状各异，一般来自于电子玩具、灯管、插座、手机等。虽然同样含有 各种元件，成分也比较复杂，元器件相对小，如图3所示。因此，此类废弃电路板不便于进行 元件和基板的分离，应采用整体破碎分选的方法较为适宜。图3小型电子产品的废弃电路板图4小型电子产品废弃电路板的处理路线图4是针对小

10、型电子产品的电路板提出的回收路线。废弃电路板整体破碎后，经过破碎经 过磁选除铁，再进行静电分选实现金属与树脂粉末的分离。金属粉体再经过真空蒸馏后分离出 低沸点金属，得到含有Cu、Pb、Sn和稀贵金属的混合金属粉末.（完整word版）废弃电路板的综合处理与回收利用技术.3废弃电路板金属与非金属资源的深加工技术3。1金属资源的分离与提炼经分选后，金属粉末与非金属粉末基本上得到了分离，但是非金属中不可避免地存在少量 的金属。Cu、Fe、Al、Pb、Sn、Zn、Ni、贵金属（如 Au、Ag、Pd、Pt，这些 都是废弃电路板中的主要金属，其中的铁可以用磁选机进行分离；Al可以通过涡电流分离； Zn、Cd

11、、Hg可以通过真空蒸馏分离；剩下混合金属粉末注体为Cu，还有少量的焊锡（即 Pb和Sn、贵金属和极少量的其他稀有金属.对于废弃电路板中的焊锡（即Pb和Sn来说，若在处理废弃电路板之前将其分离回收是最 理想的。中南大学丘克强教授课题组3利用焊锡低熔点这一性质,开发了一种废弃电路板焊锡 回收的装置，几乎实现焊锡的完全分离回收.因此，处理大中型电子产品的废弃电路板，在分 离电子元件和基板的过程中，完全有可能实现焊锡的同步分离。上面讨论过不同类型废弃电路板的处理方法，可知并不是所有的电路板适合于分离元件基 板，仍有大量的废弃电路板直接破碎分选，焊锡（即Pb和Sn进入混合金属粉末.从混合金属 粉末中分离

12、回收焊锡，若能开发一种装置能采用焊锡熔化后分离回收是废弃电路板资源化的 一大技术突破；一般采用“浸出+电积湿法冶金的方法剥离焊锡4，浸出液可采用包含硝 酸、硝酸铁,氨基苯甲酸的溶液或者含有Ti （IV的酸液。含铜和贵金属的混合金属粉末的资源化，仍是一个难以解决的问题.混合金属粉末的主体是 铜，处理路线根据实际情况而定。若是市场铜价很高,硫酸铜的价格低迷，则直接作为产品送 冶炼厂处理;如果是硫酸铜的价格较高，可采用湿法冶金的方法进行处理，采取的路线一般是 先浸出铜后进行贵金属提纯.如图5所示,废弃电路板被破碎分选等一系列工序后得到铜粉。据 有关文献5 报道，采用稀硫酸、氯化钠和硫酸铜的混合溶液对

13、其中的铜进行浸出试验，处理 工艺如图6所示。图5废弃电路板破碎分选得到富铜粉末图6废弃电路板金属粉末湿法处理路线其浸出原理如下：Cu + Cu2+ = 2Cu+ ( 1Cu+ + Cl- = CuCl CuCl + Cl- = CuCI2- (24CuCl 2- + 02 + 2H2O = 2Cu(OH2CuCI 2 + 4CI- ( 34CuCI + 02 + 2H2O = 2Cu(OH2CuCI 2 (4Cu (0H2CuCI 2 + H2S0 4 = CuS04 +CuCI2 +2H2O (5CuSO 4 + 5H2O = CuSO45H 20 ( 6经过蒸发结晶后可得到纯硫酸铜产品，如

14、图7所示：图7硫酸铜产品实现铜的分离回收后，剩余的金属主要为贵金属（如金、银、铂、巴等，如图8所示，可 采用现有的湿法成熟工艺，实现其资源化。图8废弃电路板中贵金属可分离回收3。2非金属粉末的资源化电子废弃物中的非金属，大 多为有机塑料和纤维树脂。有机塑料，一般来自于电子废弃物的外壳，经破碎分选后，可以直 接作为产品出售给塑料再生厂家，也有的企业将热塑性塑料和木屑混合，加入添加剂，热压成(完整word版)废弃电路板的综合处理与回收利用技术. 塑木制品,如图9所示。还有一部分热固性树脂，多 指废弃电路板中的玻璃纤维环氧树脂粉 末，由于玻璃纤维和环氧树脂解离难度大， 目前还不能得到分离，因此，废弃

15、电路板非金属 粉的利用受到了限制. 有研究人员将其作为沥青或其他制品的添加剂，但再生资源厂家产出的 非金属粉末量 非常大,这种做法满足不了大规模工业需求。在广东清远等地，堆积如山的非金 属粉由于没 有合适的方法处理，露天堆放在路边,由于非金属粉中还有少量未选尽的重金属， 下雨冲淋后部分重金属浸出，给当地环境造成严重污染。 还有研究人员加入增塑剂等添加剂 压制成再生材料，很显然，这种处置方法有一定的 优势，但我们可以看到，添加的化学制品成 本很高,得到的制品目前还不能得到广泛使用， 目前还很难推广。 木质纤维 挤出机 热塑性塑料 冷却挤出成型定型挤出成型PCB非金属切割牵引助剂图9废弃电路板非金

16、属材料制备再 生型材工艺路线 对于树脂粉末来说，分离出玻璃纤维和树脂是理想化的资源化路线。若能采用 “机械解 离+气流分选或者溶剂溶解法分离，非金属粉体的再生价值将显著提高,这也是进一 步研究的方向，但目前这种技术要实现非金属粉末的产业化应用还有很长的路要走。 以非金 属材料作为填料制备建筑材料是其再生利用的方法之一， 也是实现非金属材料无 害化处理和 大规模产业化应用的重要途径. 4结论本文综合废弃电路板自身特点和产业化技术的现状， 为 废弃电路板整体回收利用提出了 “量身定做”的资源化路线，并对金属和非金属资源的深加工 处理提出了对策，为废弃电路板的合理化综合回收利用提供了新思路。参考文献

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18、oceedings of the 1st International Symposium on Dry Coal Cleaning ， Clean Coal Technology， Xuzhou， China， 2002， 259-262. 3 Yihui Zhou, Keqiang Qiu。 A new technology for recycling materials from waste printed circuit boards 。 Journal of Hazardous Materials, 2010，175(13: 823-828。4 R。W. Gibson, D。J. Fr

19、ay, J。G.Sunderland, I.M。 Dalrymple， Recovery of solder and electronic components from printed circuit boards , Electrochem。Soc。P 18(2003 346-354. 5 Zhu Ping , Fan Zeyun， Lin Jie， Liu Qiang， Qian Guangren， Zhou Ming。 Enhancement of leaching copper by electro-oxidation from metal powders of waste printed circuit board. Journal of Hazardous Materials, 2009 (166： 746-750.