中外废PCB中金属回收处理技术比较初探1224-1.docVIP

中外废PCB中金属回收处理技术比较初探 本文拟对废PCB中的金属回收处理技术做一下简要的归纳分析，并提出合适我们公司当前实际应用的方案建议，希望与公司研发中心、生产技术及其他相关部门的同仁商榷。PCB（Printed Circuit Board，印刷线路板）是由基板及装配在基板上的多种电子元器件组成，通常含有30%的塑料、30%的惰性氧化物和40%的金属。其中金属主要分为两大类：一类是基本金属，如铝、铜、铁、镍、铅、锡、锌等等；另一类是贵金属和稀有金属，如金、银、钯、铑、硒等等。目前中外废PCB中金属回收处理技术主要有以下一些： 一、热处理技术 （一）焚烧法 先将废PCB粉碎至一定粒径，然后送入温度约为600-800℃的一次焚化炉中焚烧，将有机气体与固体物分离；分离后固体物含多种金属，再处理回收；有机气体再送入二次焚化炉进一步燃烧，温度约1000-1200℃，燃烧后的气体含有溴气与烟尘等，再经急冷塔、碱液处理、除尘过滤等，然后排入大气。 （二）热解法 将废PCB置于缺氧或无氧条件下热解，不仅避免复杂的金属与聚合物材料分离过程，而且还能从热解产物中回收热能和化学原料，环境污染小，极具吸引力。但是目前废PCB的热解技术在国外尚处于试验研究阶段，国内研究不多，离真正工业化应用还有一段距离。 （三）微波处理法 将PCB粉碎后放入坩埚中用微波加热，使其中的有机物分解挥发出来；继续加热到1400℃左右，余下废料在此温度下熔化形成玻璃化物质，这种物质冷却后，金、银和其它金属就以小珠的形式分离出来。目前这一技术已经在实验室取得很好的效果，正进行商业化放大研究。 （四）等离子处理法 通过高效电弧在等离子体高温无氧状态下，将PCB在炉内分解成气体、玻璃体和金属三种物质，然后从各自的排放通道有效分离。整个过程高温无氧分解，不和氧气接触，不会对空气造成污染，实现了真正意义上的“零污染”排放。 二、机械处理技术 机械处理是根据PCB组成材料间物理性质的差异，采用物理方法分离回收的过程，主要包括破碎和物料分选两个阶段。 第一步：破碎 PCB组成材料的充分解离是高效分选的前提。物料的破碎程度不仅影响设备的能耗，还将影响到后续的分选效率。常用的破碎设备有锤碎机、球磨机、切碎机和旋转破碎机等。由于废PCB硬度较高、韧性较强，采用具有冲击或剪切作用的破碎设备可以达到较好的解离效果。针对常温破碎装置能耗大，粉尘多，二次污染与噪音污染严重的缺点，湿法破碎和低温破碎也逐渐被接受和采用。 第二步：物料分选 分选主要是根据粉碎物料中各组成物质的物理特性（如密度、粒度、导电性、导磁性及表面特性等）的差异性，采用重选（气流分选、摇床分选）、磁选、电选、浮选、涡流分选、形状分选及光学分选等技术来进行各个组分的分离富集。在废PCB回收过程中，几种分选方法搭配起来使用往往可以获得更好的回收率。 三、化学处理技术 （一）酸洗 利用强酸或强氧化剂将PCB中的金属溶解，得到贵金属的剥离沉淀物和富含铜离子的酸液。对贵金属的剥离沉淀物进行处理（如用硝酸和王水或其它苛性酸等），利用湿法冶金技术分别将其富集还原生成金、银、钯等金属产品回收。含有高浓度铜离子的金属浸取液则可回收得到硫酸铜或电解铜。 （二）溶蚀 将废PCB置于氯化溶蚀液中，在适当的氧化还原电位值控制下将PCB中的金属铜溶蚀，贵金属保持不溶而进行回收，溶蚀后的母液再用氯气氧化，生成氯化溶蚀液循环使用，对尾液加以处理，符合标准后再排放。 四、生物处理技术 实际上是利用微生物的吸附和氧化作用来浸取金属。有研究者从煤堆积水中分离得到氧化亚铁硫杆菌，利用该菌种对PCB中的金属铜进行浸出实验，结果表明添加量为10 g／L和20 g／L时，在15天内PCB中的Cu几乎全部浸出。生物技术具有工艺简单、费用低、操作方便的优点，是较有前途的新型金属回收技术。不足之处主要是已知菌种少且难以培养，浸取周期过长，目前尚未真正投入工业使用。 五、超临界流体技术 超临界流体技术是利用超临界流体的特殊物性来破坏PCB中的树脂粘结层，从而实现对PCB中物质的回收与处理。国外研究者用超临界水氧化处理废PCB，通过加入双氧水和碱液实现基体树脂完全分解，得到主要成分是铜的氧化物的残渣，目前工业应用尚不广泛。 笔者在研究中发现，随着材料科学的发展和生产工艺的改进，线路板中贵金属的含量将逐渐减少、非金属材料的使用量将越来越大，以贵金属为主要目标的传统回收技术将难以满足经济效益和循环经济的要求。目前废PCB回收技术的基本发展方向是实现包括贵金属、有色金属、铁磁体和有机物质等全部材料的吃干榨尽。从这个角度来看，机械处理技术由于能够分离富集废PCB中各种有价组分，便于实现材料的综合回收利用，而且具有成本不高，环境污染小，易于规模化生产的优点，将成为今后相当长一段时间内废PCB回收利