不同废旧电路板的热解行为

2014年第19期广东化工第41卷总第285期www.gdchem.com37不同废旧电路板的热解行为张航,王佐仑,丁洁,令狐文生(绍兴文理学院化学化工学院,浙江绍兴312000摘要利用HCT3综合热分析仪对四种不同的电路板处理样品进行热重行为研究,分析了不同的废旧电路板在相同条件下的失重率,失重速率最大时的温度,热解区间等等。结果表明1#电路板的热解率远大于2#,3#和4#电路板。四种电路板的失重最大时的温度大约都在330℃左右。[关键词]废旧电路板;热重行为;失重率[中图分类号]X705[文献标识码]A[文章编号]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随着经济的不断发展,科技的发展也越来越快,电子产业作着巨大的污染。其中阻燃剂是指能使物质不易着火或者着火后减新速度也就随着经济科技的发展越来越快,从而产生的电子垃圾溴有机阻燃剂称为多溴联苯醚,简称 PBDES,是一种永久性的污染物。因此,无论是出于对环境的保护还是资源的重复利用,研电线、电路板等等。据不完全统计可得,中国每年产生的电子垃究一种可行的处理废旧电路板的方法势在必行。就超过200万吨,此外,还有大量的电子垃圾通过不同的渠道1材料与方法电子垃圾作为时代发展不可避免的产物,若不对其进行有效11材料的选取与处理的处理,不仅会占据大量的空间,而且电子垃圾中的有都废旧电路板上的金属元件和电子元件,然后使用钳子将其分解为最后危及人类的健康。印刷电路板(简称PCB)是当今世界上最为粒径约为mm左右的微小粒子,筛选出层状结构未被破坏的电及的一种电子元件,是各类电子元件的重要组成部分,被广泛的应用于计算机,通讯设备,家庭电器等领域23。以中国为例,仅12实验方法中国大陆每一年就有超出50万吨的废弃电路板需要处理,这其中几种不同的电路板预处理样品在HCT-3综合热分析仪上进行包括了在加工生产中产生接近10万吨的电路板废弃材料。热重分析实验,实验升温速率为10℃rmin,实验在氮气气氛下进废旧电路板主要由金属,氧化物,有机物、塑料以及添加剂行,氮气吹扫速率控制在10mLr其中金属和塑料就占据了34.换而言之,废旧电路板如果可2结果与讨论以回收利用,相当于非常丰富的金属资源和塑料资源,而且在废21四种不同电路板的 TG-DTG分析旧电路板中存在的各种重金属(如铅,镉,锡),以及氟氯乙烯塑料、阻燃剂等有毒物质。假如处理不当,那么将会对环境有-DIG010020304005060801000304050607080图11#电路板的TG-DTG图图22#电路板的 TG-DTG图Fig 1 TG-DTG of I# printed circuit boardFig 2 TG-DTG of 2# printed circuit board200300400500600700800图33#电路板的 TG-DTG图图44#电路板的 TG-DTG图Fig 3 TG-DTG of 3# printed circuit boardFig 4 TG-DTG of 4# printed circuit board[收稿日期]201407-30[基金项目]受到2013年地方高校国家级大学生创新创业训练计划项目“含多溴联苯醚电子废弃物的热解处理研究”(200310349004)的资助,特此感谢[作者简介]张航(199,男,浙江慈溪人,浙江绍兴文理学院,化学化工学院本科生,主要研究方向为废旧电路板的热解研究广东化工2014年第19期38www.gdchem.com第41卷总第285期图1-4所示的是1#,2#,3#和4#电路板的 TG-DTG图。其中TG为试样的热重曲线,DTG为试样的微商热重曲线,T为反应温度。Mas%)是试样在热解时的剩余质量百分比Mass%)(m-m)/m*100%,m为试样的初始质量,m为在热解过程中任意时刻或温度下的试样的质量。由图1-4可得(1)1#电路板热解失重主要温度出现在230-700℃之间,DTG曲线中也显示出在230420℃之间有一个较宽的最大失重峰,并且可得知最大的失重速率出现在328℃,并且电路板在420-700℃之间仍然在缓慢的被热解,最终的失重率约为72%。1#电路板的热解效率比较高2004006008002)2#电路板热解失重的主要温度集中在280-700℃之间,DTG曲线显示在300400℃间存在着一个狭窄的最大失重峰,可图73#电路板的TG-DTA图得最大失重的速率出现在335℃,随后仍旧缓慢地被热分解,但Fig7 TG-DTA of 3# printed circuit board是速率并不是很快,最终的失重率约为42%O(3)3#电路板热解失重的主要温度集中在300600℃之间TG曲线显示在310-350℃之间存在着一个狭窄的最大失重峰可得知最大失重速率出现在313℃,最终的失重率35%(4)4#电路板热解失重温度区间为310600℃,DTG曲线显示在310380之间存在一个狭窄的最大失重峰,可得知最大失重速980由此可知,1#电路板在热解条件下可以很好地被分解,而2#,-,-IG热4电路板则在热解下只是部分被分解。1#电路板可以考虑使来进行处理分解表1四种电路板的热重热解特征系数200400600800Tab 1 tGa pyrolysis characteristic coefficient of four printed图84#电路板的 TG-DTA图样品热解区间/℃最大失重速率的温度/℃失重率%Fig 8 TG-DTA of 4## printed circuit board1#电路板230-700328由图5~图8可知,这四种电路板都存在两个或两个以上的吸2#电路板28070042热峰这四种电路板在简单的处理后样品中的成分是很丰富3#电路板300600313的而且复杂。而且,这四种电路板所得出的四幅DTA曲线表明4#电路板31060032422四种不同电路板的 TG-DTA分析之后的降解中会出现更高的吸热峰,这是因为是前面分解的物质热值较小,吸热少分解快,热稳定性差,而后的物质热值高,热图58所示的是1#,2#,3#和4#电路板的 TG-DTA表示试样的热重曲线,DTA表示试样的差热分析曲线,向上的峰稳定性好,遇热不易分解。代表吸热峰,向下代表的是放热峰。3结论由以上讨论,可知在处理1#电路板时可以直接采用热解的方式将其进行讲解,而处理2#,3#,4#电路板时可以采用先在最大戈者可以进行探寻某种或者某类物质作为催化剂进行添加然后在对2#,3#,4#电路板进行热解DTA参考文献发达国家废塑料再生利用现状及对我国的影响门],再生资源与2013,6(4):38440100200300400500600700800路迈西.废旧电路板的组成与解离特性研究环境污染治理技术与设备,2005,64):28-3图51#电路板的 TG-DTA图[3]孙云丽,段晨龙,左蔚然,等.电子废弃物的资源循环研究[门中国资Fig 5 TG-DTA of l# printed circuit board源综合利用,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]温雪峰,李金惠,等.我国废弃电路板资源化现状及其对策[冂.矿冶,2005,14(1):66-696刘云兴,迟晓德.中国电子垃圾危害与处理技术研究门环境科学与管理,2013,38(5):57-6门王旭.新兴污染物质溴代阻燃剂的环境污染问题[,中国科技信息,2011,(12):38[8]郭晓娟热解技术处理废旧印刷线路板的实验研究[.天津大学,20080100200300400500600700800T(c)(本文文献格式:张航,王佐仑,丁洁,等.不同废旧电路板的热图62#电路板的 TG-DTA图解行为[J].广东化工,2014,41(19):37-38Fig 6 TG-DTA of 2# printed circuit board(上接第45页)庆建筑大学学报,2007,8:111-113[S]王子明,张瑞艳,王志宏.聚羧酸系高性能减水剂的合成技术[材料8赵彦生,吴风龙,马德鹏,等.聚羧酸系减水剂中间大分子单体的合成导报,2005,19:446.[.化学与生物工程,2010,27:33366]孙振平,赵磊,聚羧酸系减水剂的合成研究叮,建筑材料学报,2009,12:127-131(本文文献格式:马斐,陈昌青,王颖.一种高性能聚羧酸减水剂张智强,丁晓川,韦福海,等,聚羧酸系减水剂大分子单体的合成门重的合成研究[J].广东化工,2014,41(19):4-45)