[发明专利]一种废电路板非金属粉末中玻璃纤维和环氧树脂分离的方法

说明书

本发明公开了一种废电路板非金属粉末中玻璃纤维和环氧树脂分离的方法。该方法包括以下步骤：（1）废电路板非金属粉末用酸进行预处理以除去其中掺杂的微量金属铜后，烘干；（2）将干燥后的非金属粉末、溶解剂和催化剂混合后加热搅拌反应；其中：溶解剂选自对二甲苯或聚乙二醇中的任意一种或两种；催化剂选自氢氧化钾或氢氧化钠中的任意一种或两种；（3）反应结束后，趁热过滤，过滤分离后分别得到滤液以及固体玻璃纤维，进而实现废电路板非金属粉末中玻璃纤维和环氧树脂的分离。本发明方法涵盖了废电路板非金属粉末中玻璃纤维和环氧树脂的分离，分离效果好，实现二者高附加值资源化，且整个过程不存在二次污染问题。

技术领域

本发明涉及电子废弃物资源回收利用技术领域，特别涉及一种废电路板非金属粉末中玻璃纤维和环氧树脂分离的方法。

背景技术

废电路板(Waste Printed Circuit Board，WPCB)中非金属材料是电子废弃物资源化处理的研究重点。WPCB主要由非金属材料和金属铜、锡等组成，其中非金属材料约占其总质量70％～80％，主要由环氧树脂、玻璃纤维和溴化阻燃剂组成，具有较好的再生资源回收价值。《危险废物名录》(2016年)将WPCB中非金属材料纳入了危险废物(HW13)，传统处理方法是将其焚烧或填埋。焚烧可以回收能量，同时也会产生二噁英、呋喃等有毒有害物质；填埋会使非金属材料中的有毒有害物质进入水体和土壤，对环境和人体身体健康有害。

我国是家用电器生产和消费大国，随着技术的创新和激烈的市场竞争，加速了电子设备的更新速率，从而缩短了电子产品的寿命，导致了WPCB的显著增加。据数据显示，目前每一年全世界电子废弃物产生量高达4500万吨，其中WPCB大约占6％，仅中国大陆每年电路板产量就以14.4％的速率急剧上升。WPCB非金属粉末作为一种危险废物，如果处理不当，非金属材料将会影响环境和人身健康。WPCB非金属材料中玻璃纤维和环氧树脂含量较高，具有较高的资源化回收价值，因此进行非金属粉末资源化处理已日益迫切。

针对WPCB非金属材料的资源化回收，目前国内外处理处置技术主要分为物理法、热解法和化学法。物理法是指将WPCB复合材料机械粉碎为粒子，再用水或空气等流体将金属和非金属粉末分开。得到的非金属材料主要由热稳定性较好的聚合物构成，经过特定处理后，具有填料的普遍性质。非金属材料作为填充剂不仅能降低复合材料的成本，而且提高了复合材料的力学性能。热解法是在无氧或缺氧的条件下将WPCB非金属粉末进行加热或燃烧，使其非金属粉末快速分解，将大分子量的热固性环氧树脂分解成低分子量的有机化合物以及气体，同时，还可以将热解过程中产生的大量热能回收。而化学法回收WPCB非金属材料，是利用有机或者无机溶剂将其分解成有机小分子化合物和无机化合物，实现环氧树脂和玻璃纤维的分离。分解后的环氧树脂(有机化合物)用以再生树脂复合材料的制备，玻璃纤维(无机化合物)作为填料用于建筑材料的制备，从而使二者均资源化回收的目的。

WPCB非金属材料资源化回收不仅对环境有益，而且对资源重新利用是非常有意义的。(1)物理法中焚烧和填埋均会对环境产生不同程度的危害，如焚烧会产生有毒有害物质，填埋会污染地下水体和土壤；而非金属材料作为填充材料，产业化推广具有很大的局限性；(2)热解法虽能够将热固性环氧树脂分解成小分子量化合物等，但是回收得到的气体、液体热值较低而难以用作燃料或者用作其他化工原料；(3)化学法溶解非金属材料可实现环氧树脂和玻璃纤维的有效分离，实现其高度资源化回收再利用。化学法可能将成为WPCB非金属材料今后研究、发展的方向。

目前利用化学法对非金属粉末资源化回收研究甚少，且现有通过分离非金属粉末中玻璃纤维和环氧树脂的方法中多采用硝酸等强氧化性酸，反应过程能耗高，成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种废电路板非金属粉末中玻璃纤维和环氧树脂分离的方法，来解决非金属粉末玻璃纤维和环氧树脂分离回收难、环境污染严重等问题。本发明提出利用有机溶剂和催化剂在油浴锅中进行加热搅拌的化学反应，打断环氧树脂与玻璃纤维之间的交联剂，使其稳定结构破坏，更加有利二者的分离。所得产物分离效果好，成本低，对环境污染小。