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廢舊PCB的熱解技術分析

我國廢舊家用電器已進入了報廢的高峰期,由此產生了大量廢舊電子電器產品(WEEE)。廢舊PCB是WEEE中重要的組成部分,目前對于廢舊印刷電路板的研究主要是以回收金屬為目的,進行火法冶金、濕法冶金提取金屬,或者是機械物理方法分離回收金屬,這些方法都會造成二次污染。
  用熱解技術回收處理固體廢棄物可以避免對環境的二次污染,受到國內外許多研究人員的關注。對于印刷電路板的熱解研究,以環氧樹脂基板電路板為對象進行較全面的研究,如熱解影響因素(溫度、加熱速率、顆粒大小、熱解氣氛、催化劑等因素)對熱解產物產量和分布的影響、熱解動力學及機理等。對于酚醛樹脂為基板的電路板研究則比較少,隨著酚醛樹脂為基板的廢舊電路板逐漸增多,研究其熱解回收利用有著重大的意義。以紙基酚醛樹脂基板的廢舊電路板為研究對象,用裂解氣相色譜質譜聯用儀(Py-GC/MS)和熱重差熱聯用分析儀(TG.DSC)對廢舊電路板進行熱解分析,研究其動力學參數及熱解產物等熱解特性。這些結果對于廢舊電路板熱解工藝條件確定以及熱解產物的進一步分析和利用提供重要依據。
  1、廢舊電路板熱質量損失經歷2個快速質量損失階段,第1個快速質量損失階段在270一350℃,最大質量損失溫度約在311℃,快速質量損失率為35%-40%,占整個質量損失過程失去質量的60%左右。第2個快速質量損失階段在350-480℃,占整個質量損失過程的30%左右,最大的質量損失溫度為445℃左右。不同升溫速率的熱質量損失表明,隨著升溫速率的提高,分解溫度向高溫區移動。
  2、熱質量損失的動力學分析表明,第1快速質量損失階段平均表觀活化能較低約為67kJ/mol,樹脂部分降解,低鍵能的鍵發生斷裂。隨后再發生高鍵能的鍵發生斷裂,所以第2快速質量損失階段平均表觀活化能約為97kJ/mol。
  3、Py-GC/MS分析表明廢舊電路板主要的熱解產物以苯酚、鄰甲苯酚、對異丙烯基苯酚、對異丙基苯酚、糠醛等化合物為主。熱解后的產物以酚類為主,可以作為化工原料回收.


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