不同廢舊電路板的熱解行為

2014年第19期廣東化工第41卷總第285期www.gdchem.com37不同廢舊電路板的熱解行為張航,王佐侖,丁潔,令狐文生(紹興文理學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院,浙江紹興312000摘要利用HCT3綜合熱分析儀對四種不同的電路板處理樣品進(jìn)行熱重行為研究,分析了不同的廢舊電路板在相同條件下的失重率,失重速率最大時(shí)的溫度,熱解區間等等。結果表明1#電路板的熱解率遠大于2#,3#和4#電路板。四種電路板的失重最大時(shí)的溫度大約都在330℃左右。[關(guān)鍵詞]廢舊電路板;熱重行為;失重率[中圖分類(lèi)號]X705[文獻標識碼]A[文章編號]071865(2014)19003702a Study on Pyrolysis Behavior of waste Printed Circuit boardsZhang Hang, Wang Zuolun, Ding Jie, Linghu We(College Chemistry Chemgineering, Shaoxing University, Shaoxing 312000, ChinaAbstract: In the work the pyrolysis of four different kinds of waste printed circuit boards(PCBs )were investigated through TG technology. The results showedthat the pyrolysis conversion rate of 1# PCB was higher than that of 2#, 3#f and 4# PCB. The maximum mass loss rate was occurred at about 330 C for all of PCBsKeywords: printed circuit board; pyrolysis; thermogravimetry隨著(zhù)經(jīng)濟的不斷發(fā)展,科技的發(fā)展也越來(lái)越快,電子產(chǎn)業(yè)作著(zhù)巨大的污染。其中阻燃劑是指能使物質(zhì)不易著(zhù)火或者著(zhù)火后減新速度也就隨著(zhù)經(jīng)濟科技的發(fā)展越來(lái)越快,從而產(chǎn)生的電子垃圾溴有機阻燃劑稱(chēng)為多溴聯(lián)苯醚,簡(jiǎn)稱(chēng) PBDES,是一種永久性的污染物。因此,無(wú)論是出于對環(huán)境的保護還是資源的重復利用,研電線(xiàn)、電路板等等。據不完全統計可得,中國每年產(chǎn)生的電子垃究一種可行的處理廢舊電路板的方法勢在必行。就超過(guò)200萬(wàn)噸,此外,還有大量的電子垃圾通過(guò)不同的渠道1材料與方法電子垃圾作為時(shí)代發(fā)展不可避免的產(chǎn)物,若不對其進(jìn)行有效11材料的選取與處理的處理,不僅會(huì )占據大量的空間,而且電子垃圾中的有都廢舊電路板上的金屬元件和電子元件,然后使用鉗子將其分解為最后危及人類(lèi)的健康。印刷電路板(簡(jiǎn)稱(chēng)PCB)是當今世界上最為粒徑約為mm左右的微小粒子,篩選出層狀結構未被破壞的電及的一種電子元件,是各類(lèi)電子元件的重要組成部分,被廣泛的應用于計算機,通訊設備,家庭電器等領(lǐng)域23。以中國為例,僅12實(shí)驗方法中國大陸每一年就有超出50萬(wàn)噸的廢棄電路板需要處理,這其中幾種不同的電路板預處理樣品在HCT-3綜合熱分析儀上進(jìn)行包括了在加工生產(chǎn)中產(chǎn)生接近10萬(wàn)噸的電路板廢棄材料。熱重分析實(shí)驗,實(shí)驗升溫速率為10℃rmin,實(shí)驗在氮氣氣氛下進(jìn)廢舊電路板主要由金屬,氧化物,有機物、塑料以及添加劑行,氮氣吹掃速率控制在10mLr其中金屬和塑料就占據了34.換而言之,廢舊電路板如果可2結果與討論以回收利用,相當于非常豐富的金屬資源和塑料資源,而且在廢21四種不同電路板的 TG-DTG分析舊電路板中存在的各種重金屬(如鉛,鎘,錫),以及氟氯乙烯塑料、阻燃劑等有毒物質(zhì)。假如處理不當,那么將會(huì )對環(huán)境有-DIG010020304005060801000304050607080圖11#電路板的TG-DTG圖圖22#電路板的 TG-DTG圖Fig 1 TG-DTG of I# printed circuit boardFig 2 TG-DTG of 2# printed circuit board200300400500600700800圖33#電路板的 TG-DTG圖圖44#電路板的 TG-DTG圖Fig 3 TG-DTG of 3# printed circuit boardFig 4 TG-DTG of 4# printed circuit board[收稿日期]201407-30[基金項目]受到2013年地方高校國家級大學(xué)生創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)訓練計劃項目“含多溴聯(lián)苯醚電子廢棄物的熱解處理研究”(200310349004)的資助,特此感謝[作者簡(jiǎn)介]張航(199,男,浙江慈溪人,浙江紹興文理學(xué)院,化學(xué)化工學(xué)院本科生,主要研究方向為廢舊電路板的熱解研究廣東化工2014年第19期38www.gdchem.com第41卷總第285期圖1-4所示的是1#,2#,3#和4#電路板的 TG-DTG圖。其中TG為試樣的熱重曲線(xiàn),DTG為試樣的微商熱重曲線(xiàn),T為反應溫度。Mas%)是試樣在熱解時(shí)的剩余質(zhì)量百分比Mass%)(m-m)/m*100%,m為試樣的初始質(zhì)量,m為在熱解過(guò)程中任意時(shí)刻或溫度下的試樣的質(zhì)量。由圖1-4可得(1)1#電路板熱解失重主要溫度出現在230-700℃之間,DTG曲線(xiàn)中也顯示出在230420℃之間有一個(gè)較寬的最大失重峰,并且可得知最大的失重速率出現在328℃,并且電路板在420-700℃之間仍然在緩慢的被熱解,最終的失重率約為72%。1#電路板的熱解效率比較高2004006008002)2#電路板熱解失重的主要溫度集中在280-700℃之間,DTG曲線(xiàn)顯示在300400℃間存在著(zhù)一個(gè)狹窄的最大失重峰,可圖73#電路板的TG-DTA圖得最大失重的速率出現在335℃,隨后仍舊緩慢地被熱分解,但Fig7 TG-DTA of 3# printed circuit board是速率并不是很快,最終的失重率約為42%O(3)3#電路板熱解失重的主要溫度集中在300600℃之間TG曲線(xiàn)顯示在310-350℃之間存在著(zhù)一個(gè)狹窄的最大失重峰可得知最大失重速率出現在313℃,最終的失重率35%(4)4#電路板熱解失重溫度區間為310600℃,DTG曲線(xiàn)顯示在310380之間存在一個(gè)狹窄的最大失重峰,可得知最大失重速980由此可知,1#電路板在熱解條件下可以很好地被分解,而2#,-,-IG熱4電路板則在熱解下只是部分被分解。1#電路板可以考慮使來(lái)進(jìn)行處理分解表1四種電路板的熱重熱解特征系數200400600800Tab 1 tGa pyrolysis characteristic coefficient of four printed圖84#電路板的 TG-DTA圖樣品熱解區間/℃最大失重速率的溫度/℃失重率%Fig 8 TG-DTA of 4## printed circuit board1#電路板230-700328由圖5~圖8可知,這四種電路板都存在兩個(gè)或兩個(gè)以上的吸2#電路板28070042熱峰這四種電路板在簡(jiǎn)單的處理后樣品中的成分是很豐富3#電路板300600313的而且復雜。而且,這四種電路板所得出的四幅DTA曲線(xiàn)表明4#電路板31060032422四種不同電路板的 TG-DTA分析之后的降解中會(huì )出現更高的吸熱峰,這是因為是前面分解的物質(zhì)熱值較小,吸熱少分解快,熱穩定性差,而后的物質(zhì)熱值高,熱圖58所示的是1#,2#,3#和4#電路板的 TG-DTA表示試樣的熱重曲線(xiàn),DTA表示試樣的差熱分析曲線(xiàn),向上的峰穩定性好,遇熱不易分解。代表吸熱峰,向下代表的是放熱峰。3結論由以上討論,可知在處理1#電路板時(shí)可以直接采用熱解的方式將其進(jìn)行講解,而處理2#,3#,4#電路板時(shí)可以采用先在最大戈者可以進(jìn)行探尋某種或者某類(lèi)物質(zhì)作為催化劑進(jìn)行添加然后在對2#,3#,4#電路板進(jìn)行熱解DTA參考文獻發(fā)達國家廢塑料再生利用現狀及對我國的影響門(mén)],再生資源與2013,6(4):38440100200300400500600700800路邁西.廢舊電路板的組成與解離特性研究環(huán)境污染治理技術(shù)與設備,2005,64):28-3圖51#電路板的 TG-DTA圖[3]孫云麗,段晨龍,左蔚然,等.電子廢棄物的資源循環(huán)研究[門(mén)中國資Fig 5 TG-DTA of l# printed circuit board源綜合利用,2007,25(3):35-38[4]Hao J, Wang HF, Song SL, et al. Status of recycling scrap printed circuitboards by pyrolysis[J]. China Resources Comprehensive Utilization, 200826:30-33.[5]溫雪峰,李金惠,等.我國廢棄電路板資源化現狀及其對策[冂.礦冶,2005,14(1):66-696劉云興,遲曉德.中國電子垃圾危害與處理技術(shù)研究門(mén)環(huán)境科學(xué)與管理,2013,38(5):57-6門(mén)王旭.新興污染物質(zhì)溴代阻燃劑的環(huán)境污染問(wèn)題[,中國科技信息,2011,(12):38[8]郭曉娟熱解技術(shù)處理廢舊印刷線(xiàn)路板的實(shí)驗研究[.天津大學(xué),20080100200300400500600700800T(c)(本文文獻格式:張航,王佐侖,丁潔,等.不同廢舊電路板的熱圖62#電路板的 TG-DTA圖解行為[J].廣東化工,2014,41(19):37-38Fig 6 TG-DTA of 2# printed circuit board(上接第45頁(yè))慶建筑大學(xué)學(xué)報,2007,8:111-113[S]王子明,張瑞艷,王志宏.聚羧酸系高性能減水劑的合成技術(shù)[材料8趙彥生,吳風(fēng)龍,馬德鵬,等.聚羧酸系減水劑中間大分子單體的合成導報,2005,19:446.[.化學(xué)與生物工程,2010,27:33366]孫振平,趙磊,聚羧酸系減水劑的合成研究叮,建筑材料學(xué)報,2009,12:127-131(本文文獻格式:馬斐,陳昌青,王穎.一種高性能聚羧酸減水劑張智強,丁曉川,韋福海,等,聚羧酸系減水劑大分子單體的合成門(mén)重的合成研究[J].廣東化工,2014,41(19):4-45)