微波处理废印刷电路板的基础研究

摘要

随着科技的进步，电子产品的数量急剧增加而且使用周期越来越短，当今社会正面临着前所未有的电子废弃物浪潮。日益严格的法律法规对电子废弃物的处理与回收提出了更高的要求，同时人们日益增长的环境保护意识也推动了电子废弃物的回收处理工作的开展。印刷电路板作为电子产品的重要部件，废弃的数量十分庞大。由于废弃印刷电路板具有的资源性及危害性，对它的合理处置及回收越来越引起世界各国研究者的广泛重视。 本文采用微波热解法进行废弃印刷电路板的处理与资源化回收，考察了微波功率、辐照时间、样品粒度、吸波介质的加入方式及加入量对热解效果的影响，从而确定了微波热解处理废印刷电路板的工艺条件。同时采用气相色谱、红外光谱、X荧光光谱分析、电子探针以及气质联用等分析手段对印刷电路板样品热解产物的组成、分布、分子结构进行了深入剖析。热解产物的回收利用是本文的另一重要内容，对得到的固体产物采用不同的活化法进行了活化，活化产物采用氮吸附进行了孔结构的表征，通过控制热解实现金属小球的分离及纯化。 结果表明，采用微波加热的方式，可实现对废印刷电路板的资源化回收利用。热解产物产率为：气体16-30％，液体23-29％，固体47-55％。热解气体主要由CO、CO<,2>、H<,2>及C<,1>-C<,4>低分子烃类组成，可燃性气体占80％以上，可作为燃料气使用。热解液体分为水相及油相，油相主要由酚类化合物组成，其中以单酚化合物为主，苯酚的含量高达50％左右，甲基苯酚含量为25％以上，是良好的化工原料。固体产物中除炭外还含有大量金属，通过回收，得到的金属占固体产物重量的30％以上，固体残渣经氮气水蒸气活化后，碘值最高可达900 mg/g，亚甲基兰值最高可达142 mg/g，苯吸附最高可达460mg/g。BET比表面积达710.3517 m<'2>/g，总孔容可达0.235881 m<'3>/g，微孔孔容可达0.128436m<'3>/g。通过控制热解，金属的纯度得到了明显的提高。 与传统加热方法相比，微波加热大大缩短了处理时间，减少了能源消耗，具有广阔的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

1文献综述

1.1引言

1.2国内外电子废弃物现状

1.2.1国内电子废弃物现状

1.2.2国外电子废弃物现状

1.3国内外电子废弃物处理的法律法规

1.3.1 国外

1.3.2 国内

1.4废印刷电路板的特性

1.5废印刷电路板回收意义

1.6废印刷电路板的处理技术进展

1.6.1火法冶金技术

1.6.2湿法冶金技术

1.6.3机械处理技术

1.6.4焚烧技术

1.6.5热解技术

1.7微波技术用于废印刷电路板的资源化处理

1.7.1微波技术基础

1.7.2微波加热机理

1.7.3物质在微波场中的热效应

1.7.4微波加热特点

1.7.5微波辐照热解废印刷电路板

1.8本课题的研究内容与意义

1.8.1课题的研究内容

1.8.2选题的意义及创新点

2实验部分

2.1实验原料

2.2实验设备

2.2.1微波加热设备

2.2.2微波泄漏问题与防护方法

2.3实验方法

2.4样品的测试表征方法

2.4.1热解产物产率的测定

2.4.2热解产物的组成与结构分析测定

3微波热解废印刷电路板工艺

3.1吸波材料的选择

3.1.1吸波介质种类的选择

3.1.2吸波介质加入量的确定

3.2热解工艺条件的确定

3.2.1微波辐照时间的确定

3.2.2微波功率的确定

3.2.3样品粒度的确定

3.2.4吸波介质加入方式的选择

3.3不同板材对热解反应的影响

3.3.1不同板质电路板的热解产率

3.3.2鼠标键盘类的热解产率

3.4热解产物组分分析

3.4.1气相产物分析

3.4.2液相产物分析

3.4.3固体产物的分析

3.5小结

4固体产物的再利用研究

4.1残渣的活化

4.1.1化学活化法

4.1.2物理活化法

4.2活化残渣的孔结构性能

4.3 小结

5废印刷电路板的控制热解

5.1吸波材料的调配

5.2金属的回收

5.3控制热解产物组分分析

5.3.1气体组分分析

5.3.2液体组分分析

5.3.3金属组分分析

5.4小结

结 论

参考文献

附录A气质联用谱图

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢