[发明专利]废印刷线路板热解脱溴方法

说明书

技术领域

本发明属于固体废物的破坏或将固体废物转变为有用或无害的东西技术领域，具体涉及到废印刷线路板中非金属组分的热解脱溴。

背景技术

废印刷线路板(PCB)中的非金属组分主要采用物理和化学回收两类方法。物理回收是一种直接利用废弃线路板非金属碎屑作为填料用于制备再生产品的方法，其商用价值较低。化学回收法主要有热解回收、溶剂回收和超临界处理回收等方法，即利用化学法将PCB分解成小分子碳氢化合物的气体、液体或者焦炭。热解(Pyrolysis)是将有机物在隔绝空气条件下加热，使之转化成具有使用价值的燃料或化工原料的热化学过程。热解技术被认为是一项很有发展前景的废弃物处理和资源化技术。

出于阻燃的要求，PCB中环氧树脂一般含有溴阻燃剂，在热处理过程中容易产生单质溴和含溴化合物。为避免二噁英、呋喃等类似的溴系污染物，热解工艺会考虑将电路板热解和产物脱溴结合在一起。

Balabanovich等(Polm degrad stab 85(2004)713-723)研究了线路板中溴化环氧树脂的热解过程，发现胺类固化剂可使溴代环氧树脂的热解温度比无溴环氧树脂低100℃左右。利用这一性质可分段热解混合树脂，使得溴代环氧树脂中的溴原子在加热初期以HBr形式脱去，剩余无溴环氧树脂在高温下进一步分解生成燃油和燃气。

欧盟一些机构合作开发了名为“Haloclean”的两段热解工艺回收处理废旧线路板，原料经两段裂解后得到含酚类物质80％的裂解油。在裂解油中加入聚丙烯进行脱溴，得到高质量的裂解油作为清洁燃料或化工原料(J.Anal.Appl.Pyrolysis70(2003)369/381)。

Hornung等人(J.Anal.Appl.Pyrolysis 70(2003)723/733)用聚乙烯和聚丙烯作为供氢体脱溴剂，与电路板热解后得到的液体产物以及二溴苯酚、四溴双酚A共热解，达到脱溴目的。

M.Blazso等(J.Anal.Appl.Pyrolysis 64(2002)249-261)研究发现溴化环氧树脂线路板与碱性添加剂(Na₂SiO₃、5A分子筛、13X分子筛、NaOH)共热解时，强碱性无机物的存在能显著改变含溴有机产物的分布，NaOH可以明显提高溴代甲烷的产量同时减少溴苯的生成，含有钠离子的硅酸盐也具有类似的效果。

Fe-C和Ca-C用于PCB的热解脱溴，添加方式可以分为直接与PCB混合或者与PCB分离，只与热解气接触两种方式，Fe-C充当的是吸附剂或反应物(AppliedCatalysis B：Environmental 43(2003)229-241)。

上述的线路板热解脱溴方法中，前三种方法对固体残余物和液相产物组成影响不大，后两种方法中催化剂或溴残余在固相残余物中，不利于进一步综合利用。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服上述线路板热解脱溴方法存在的缺点，提供一种方法简单、无有害物质生成的废印刷线路板热解脱溴方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是它由下述步骤组成：

1、从废印刷线路板中分离非金属物

依次用锤碎机、切碎机、旋转破碎机、球磨机将废线路板板粉碎成小于1mm的微粒，用低强度的磁选机分离出铁磁性物质，再通过静电分选分离线路板的破碎产物中除铁磁性物质以外的金属，剩余为废印刷线路板的非金属分离物，树脂含量在70％以上。

2、热解反应

将步骤1中剩余的废印刷线路板的非金属分离物与催化剂按质量比为1∶0.01～0.20加入到旋转炉反应器中，在N₂流量为14～40mL/分钟的N₂气氛中，以1～8℃/分钟的升温速率升温至150℃，恒温固化3小时，再以1～8℃/分钟的升温速率升温至250～300℃，恒温0.5～2小时，继续以1～8℃/分钟的升温速率升温至600℃，恒温0.5小时，自然冷却至室温。

上述的催化剂是尿素、六次甲基四胺、氨基二苯基砜、双氰胺中的任意一种。

3、收集产物

在旋转炉反应器出口连接冷凝装置，收集步骤2中冷却后的高沸点液体和焦油产物，低沸点气体产物通过物质的量浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液后用气袋收集，固体残渣直接从旋转炉中收集。