[发明专利]一种基于热解的废电路板资源化回收工艺

说明书

技术领域

本发明属于废物资源回收与再利用技术领域，涉及到一种废电路板资源化的回收工艺。

背景技术

废印刷电路板作为电子器件的重要组成部分，近年来随着废弃电子电器设备数量的快速增长，废旧电路板的无害化处理、资源化再利用已成为全球经济发展中急需解决的关键问题。废印刷电路板中通常含有30％的塑料、30％的氧化物以及约40％的金属，同时也含有重金属和溴化阻燃剂等有毒有害物质，处理不当将造成严重的环境污染和资源浪费。火法冶金、湿法冶金和机械物理法等现有的回收方法多侧重线路板中金属的回收，较少涉及线路板中非金属成分的资源化和无害化。非金属物料除了少数用作填料外，更多是作为垃圾填埋，不仅树脂和玻璃纤维等有价物质得不到充分利用而流失，而且其中的阻燃剂、残余金属等有害物质也易通过各种途径污染环境。在自然资源供求矛盾日益加剧的今天，以金属的回收利用为主要目标的传统处理技术正面临挑战。因此现有技术需要进一步完善，以实现废电板中金属和非金属物质的无害化高效回收和资源化再利用。

发明内容

本发明提供了一种有效回收废电路板中有价资源的方法，实现废电路板中全组分的有效回收和资源转化，为废电路板产业的后续发展规划出完整的回收再利用体系。

为实现上述目的，本发明的技术方案采用如下步骤：

步骤1：将拆除了电器元件的废电路板置于热解炉中，加热至400-800℃，保温至完全热裂解，分别收集热解过程中产生的热解油、热解气和热解残渣，将热解过程中产生的热解气经净化后作为燃气导入热解系统为热解过程提供能量；

步骤2：由于废电路板热解油中含有大量的酚类化合物，主要是苯酚和异丙基苯酚，将步骤1收集到的热解油与甲醛聚合，合成热解油-酚醛树脂；

步骤3：将步骤2合成的热解油-酚醛树脂作为前驱体制备成具有不同形貌和功能的碳功能材料：

步骤4：由于热解后玻璃纤维布与金属层的结合强度大大下降，易于使两者分离；通过机械或手工将步骤1收集到的热解后的废电路板残渣中的玻璃纤维与金属层剥离开，回收玻璃纤维片及金属；

步骤5：采用部分氧化法对除去步骤4分离得到的玻璃纤维表面沉积的碳，将其与步骤2合成的热解油-酚醛树脂共同重新制备成能重新使用的层压板。

在步骤2中，可以将合成的热解油-酚醛树脂与二茂铁催化共热解制备碳纳米管，也可以采用氢氧化钾活化法将合成热解油-酚醛树脂制成多孔碳。

本发明的优点在于：

(1)本发明使废电路板中的物资回收形成闭循环体系，资源回收率高，符合我国当前循环经济发展的要求；

(2)本发明可分离得到与电路板等尺寸的玻璃纤维布，因完整且为大面积，再利用之可行性大增而使得加工容易；

(3)多种回收物均能创造良好回收价值，没有制程上的浪费。

附图说明

附图1为本发明工艺流程图。

附图2a为本发明所使用的废电路板。

附图2b为本发明热解后的废电路板。

附图2c为本发明收集到的热解油。

附图2d为本发明从热解残渣分离得到的玻璃纤维片和金属。

附图2e为本发明合成的热解油-酚醛树脂的扫描电镜图片。

附图2f为本发明制备的热解油-酚醛树脂基碳纳米管的扫描电镜图片。

附图2g为本发明制备的热解油-酚醛树脂基多孔碳的扫描电镜图片。

附图2h为本发明制备的层压板。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。

实施例1

本发明的实施例采用以下步骤：

(1)将拆除了电器元件的废电路板置于热解炉中，加热至450℃，保温50min，进行热裂解，分别收集热解过程中产生的热解油、热解气和热解残渣，将热解过程中产生的热解气经净化后作为燃气导入热解系统为热解过程提供能量；

(2)由于废电路板热解油中含有大量的酚类化合物，主要是苯酚和异丙基苯酚，采用水浴法，将步骤(1)收集到的热解油与甲醛在氨的催化作用下，95℃下反应3-4h，聚合合成热解油-酚醛树脂；

(3)将步骤(2)合成的热解油酚醛树脂制备成具有不同形貌和功能的碳功能材料：将步骤(2)合成的热解油-酚醛树脂与二茂铁在900℃氮气气氛下催化共热解制备碳纳米管；采用氢氧化钾活化法将步骤(2)合成的热解油-酚醛树脂依次经过氢氧化钾浸泡→干燥→氮气中碳化活化→酸洗→水洗等步骤后，烘干制得多孔碳；