[发明专利]一种湿法氧化分离WPCB非金属粉中玻璃纤维和环氧树脂的方法

说明书

本发明属于电子废弃物资源回收利用技术领域，具体为一种湿法氧化分离WPCB非金属粉中玻璃纤维和环氧树脂的方法。本发明通过将废旧印刷线路板经机械破碎分选回收金属后的非金属粉末使用稀硝酸溶液充分浸泡，过滤烘干后，与膨胀剂和无机氧化剂混合进行湿法高温氧化反应，所得产物经后续回收处理分别得到高纯度玻璃纤维和环氧树脂固体。回收得到的环氧树脂的分子结构和特征官能团没有发生变化。将分离后的玻璃纤维（含少量有机成分）对塑料进行改性，经改性的复合塑料表现出优于原始塑料的性能。从而实现WPCB非金属粉末的资源化回收利用价值。本发明方法主要涵盖WPCB非金属材料化学降解分离方法，实验方案对环境友好，分离效果良好。

技术领域

本发明涉及电子废弃物资源回收利用技术领域，具体的说，涉及一种湿法氧化分离WPCB非金属粉中玻璃纤维和环氧树脂的方法。

背景技术

电路板(PCB)是电子电气设备的关键组成部分。随着技术创新的加速和市场竞争的加剧，电子电气设备更新速率加快，电子产品寿命缩短，因此废旧印刷电路板WPCB的产量显著增加。数据显示，每年全世界WPCB生产量约为2.70百万吨，仅中国大陆每年WPCB的产量就以14.4％的速率急剧上升。WPCB主要由铜、锡等金属和非金属材料组成。其中非金属材料占其总质量的70％～80％，主要为玻璃纤维、环氧树脂和溴化阻燃剂，已被纳入国家《危险废物名录》(2016年)。WPCB的传统处理处置方式主要为焚烧和填埋，若焚烧不完全，极易产生二噁英和呋喃等高毒物质；非法填埋则会使有毒有害物质进入水体和土壤，危害环境和人体健康。而WPCB粉末中的高含量玻璃纤维和环氧树脂具有较好的再生资源回收价值。因此，寻找一种高效方便的无害化处理方式将其有效分离并回收利用具有环境保护和资源利用的双重价值。

目前国内外主要提出的处理方法有物理法、热解法和化学法。物理工艺简单成熟、易操作、投资低、利用率高、二次污染少，但再生产品性能不稳定、档次低，且环氧树脂资源化回收利用具有局限性；热解法可将热固性环氧树脂分解成小分子量化合物，但回收得到的气体、液体热值较低而难以用作燃料或其他化工原料；化学法能量消耗较少，处置过程不会产生有毒有害物质，溶剂可循环使用，不产生二次污染，具有较好的推广应用前景，但在普通的化学反应条件下环氧树脂和玻璃纤维分离不完全(低于90％)，使用强酸强碱的情况下产生的废液难处理且成本高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种湿法氧化分离WPCB非金属粉中玻璃纤维和环氧树脂的方法。本发明使用高温高压反应釜，配合膨胀剂和氧化剂的使用，破坏玻璃纤维增强环氧树脂复合材料交联剂结构，使玻璃纤维和环氧树脂高效分离并资源化回收利用，解决WPCB非金属粉末难以处理且污染环境等问题，同时实现其深度资源化再利用价值。

本发明采用的技术方案具体如下。

本发明提供一种湿法氧化分离WPCB非金属粉中玻璃纤维和环氧树脂的方法，其通过将废旧印刷线路板WPCB非金属粉末经筛分后，以稀硝酸溶液充分浸泡，过滤烘干后，与膨胀剂和无机氧化剂混合进行湿法高温氧化反应，所得产物经后续回收处理分别得到玻璃纤维和环氧树脂固体；具体步骤如下：

步骤一：将WPCB非金属粉末进行筛分得到粒径在1～4mm之间样品，以稀硝酸溶液加热充分浸泡，再过滤，得到的滤渣烘干得到非金属粉末；

步骤二：将非金属粉末、膨胀剂和无机氧化剂混合置于水热釜中进行高温氧化反应，反应温度为160～250℃，反应时间为10～20h；其中：膨胀剂选自醋酸、水或乙醇中的任意一种或几种，无机氧化剂选自ZnCl₂、CuCl₂、AlCl₃、FeCl₃或Fe₂(SO₄)₃中的任意一种或几种；

步骤三：反应结束后，自然冷却至室温，过滤反应所得产物，得到的滤渣依次用有机溶剂和水洗涤后，得到玻璃纤维；滤液用有机溶剂萃取，萃取液经浓缩得到环氧树脂固体。