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废弃印刷线路板基材资源化研究

李卉  
【摘要】: 随着科学技术的高速发展,废弃电子电器(Waste Electrical and ElectronicEquipment,WEEE)的日益增长已经对自然生态环境构成了严重威胁。WEEE所带来的环境问题及其所含有的金属、贵金属、塑料及玻璃等具有高利用价值的材料,使WEEE的资源化再循环处理成为世界关注的热点。印刷线路板(PrintedCircuit Board,PCB)作为电子元器件赖以组合的基体,对其进行有效的资源化回收利用是WEEE处理技术的关键。 本文对废弃印刷线路板的资源化回收过程展开研究,采用破碎解离-筛分-分选的机械/物理回收技术,在自行设计的气固流态化装置上对废弃印刷线路板中的金属和非金属进行分离富集。探讨了粉碎筛分后的物料解离状态、粒径分布情况及分选的操作气速对及金属富集效果的影响。采用高速旋转锤式粉碎机可将物料粉碎到1.25mm以下;经显微镜观察筛分后的物料可知粒径小于1.0mm以下的物料中金属和非金属基本解离;经微波消解及ICP-AES测试金属的含量了解到:铜是废弃印刷线路板中的最主要的金属,占总物料量的26.75%;在0.125~0.3mm、0.3~0.5mm、0.5~0.8mm三个粒径中金属的含量最高,同时说明筛分过程也是一个初步富集的过程;通过铜和总金属回收率和综合回收效率的计算,得到不同粒径有不同的最佳操作气速:其中0.125~0.3mm的最佳操作气速为0.78~0.85m/s,0.3~0.5mm的最佳操作气速为1.27~1.41m/s,且在最佳操作气速范围内金属的回收率可达到95%以上。可以认为气流分选技术应用于废旧印刷电路板粉碎料的分选富集是有效可行的。 在分选的基础上,选用0.125~0.3mm范围内的非金属粉末作为填充材料,研究了通过气流分选出的非金属粉碎料的物理回收利用工艺。通过非金属粉碎料充当填料与聚丙烯树脂共混压制复合材料,探讨了填料添加量、粒径及改性剂的使用对复合材料力学性能的影响。结果表明,非金属粉碎料未经处理与聚丙烯树脂简单共混,会造成材料力学性能整体的大幅下降;细粒径粉末填充的材料具有较好的力学性能;马来酸酐接枝聚丙烯(MAH-g-PP)能显著增强填料和树脂基体的界面结合力,提高材料的综合力学性能。经添加2.5%马来酸酐接枝聚丙烯改性后,填料填充量为20%的复合材料,可以使拉伸、弯曲和冲击强度比未改性复合材料分别提高36%、14%和35%。由废弃印刷线路板非金属粉末填充制得的板材其力学性能与常规填料滑石粉碳酸钙所制得的复合材料相当,具有良好的应用前景。


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