廢舊印刷線路板熱解油利用及輕質(zhì)化研究.pdf

1、現(xiàn)代社會(huì)，科技飛速發(fā)展，日新月異。各種家電設(shè)備、電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來(lái)越短，我們?cè)谙硎茏钚驴萍汲晒o我們帶來(lái)的便利同時(shí)，也不得不面對(duì)越來(lái)越多各類報(bào)廢電子電器產(chǎn)品的處理處置問(wèn)題。印刷線路板是各種電子電器產(chǎn)品中的重要零部件之一，也是現(xiàn)代城市中最典型的固體廢棄物。廢線路板具有種類繁多、數(shù)量巨大、增長(zhǎng)迅速的特點(diǎn)。其主要成分為高分子有機(jī)樹(shù)脂、銅等貴重金屬、玻璃纖維。如果能將其中的組分盡數(shù)利用，不僅能帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，還能夠切實(shí)減輕環(huán)境壓力。

2、在諸多廢線路板處理工藝中，熱解法處理廢線路板能夠?qū)⒕€路板中樹(shù)脂、玻纖和銅完全剝離，對(duì)于后續(xù)各組分分別回收利用提供了很大的便利。但是，相較高價(jià)的銅和回收利用難度較低的玻璃纖維來(lái)說(shuō)，廢線路板熱解油因?yàn)槌煞謴?fù)雜，含有鹵素阻燃劑等原因，回收利用難度較大，到目前為止，都沒(méi)有學(xué)者提出比較好的利用方案。
　　 本論文對(duì)將廢線路板真空熱解來(lái)制取熱解油全組分利用工藝進(jìn)行了研究，首先確定了廢線路板制取熱解油的最佳工藝條件。并利用大型分析儀器對(duì)熱解油

3、的成分進(jìn)行分析。在了解了熱解油成分的基礎(chǔ)上，對(duì)熱解油進(jìn)行分餾，并探討熱解油較輕的液體組分合成熱固性酚醛樹(shù)脂的工藝。對(duì)于常溫下呈固體的熱解油重組分作為瀝青改性劑利用的可行性。最后，本文還對(duì)熱解過(guò)程中利用分子篩催化劑對(duì)熱解油進(jìn)行輕質(zhì)化處理進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　 首先，本文研究了廢線路板制取熱解油的最佳工藝。研究結(jié)果表明:在熱解終溫為550℃，升溫速率為10℃/min，熱解壓力為20 KPa，恒溫時(shí)間為60 min，物料尺寸為40 m

4、m×40 mm時(shí)，有利于提高廢線路板熱解油的產(chǎn)率，降低固體和液體的產(chǎn)率。在該工藝條件下，液相產(chǎn)物可以達(dá)到18.6％，而固相產(chǎn)物達(dá)到76.1％，氣相產(chǎn)物占5.3％。
　　 接下來(lái)，將熱解油進(jìn)行常壓實(shí)沸點(diǎn)蒸餾，并利用元素分析儀、氣質(zhì)聯(lián)用儀、紅外光譜分析儀對(duì)熱解油各餾分進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明:熱解油液體餾分主要集中在120℃-300℃溫度段;各餾分以碳?xì)浠衔餅橹鳎細(xì)浔仍?.8上下，并含有少量S、N元素;熱解油中含量最多的物質(zhì)是苯酚、3

5、-甲基、4-乙基苯酚，4-異戊基苯酚，4-異丙基苯酚，4、4'-亞乙基苯酚等物質(zhì)，這類物質(zhì)占到各餾分含量的60％以上;在紅外圖譜中，我們也看到了相應(yīng)的羥基及苯環(huán)相關(guān)的峰。
　　 在利用熱解油輕組分合成熱固性酚醛樹(shù)脂的研究中，先利用L9(34)正交試驗(yàn)確定最佳工藝條件為:每38.5gWPCB輕組分、40g甲醛溶液、10g NaOH、第一階段溫度60℃、第一階段反應(yīng)時(shí)間3h、第二階段溫度95℃、第二階段反應(yīng)時(shí)間3h。通過(guò)紅外光譜、熱

6、重分析和力學(xué)性能測(cè)試發(fā)現(xiàn):輕組分合成的熱固性酚醛樹(shù)脂出現(xiàn)CH2、 CHOH等特征峰;輕組分酚醛樹(shù)脂的固化分解溫度為464.2℃，最終剩余質(zhì)量為64.71％;輕組分酚醛樹(shù)脂的拉伸強(qiáng)度能達(dá)到39.6Mpa，拉伸模量為8.8Gpa，與普通的熱固性酚醛樹(shù)脂的相關(guān)指標(biāo)相仿。
　　 在熱解油重餾分改性瀝青的研究中，我們發(fā)現(xiàn)熱解油重餾分能夠大幅度提升瀝青的高溫穩(wěn)定性和路用性能。研究結(jié)果表明:以4％作為瀝青中HFPO的最佳添加量時(shí)，改性瀝青的軟

7、化點(diǎn)為53.1℃，針入度為72.4dmm，15℃下延度為43.3cm，在軟化點(diǎn)指標(biāo)上優(yōu)于HFPO+SBR改性瀝青和SBR改性瀝青;重組分改性瀝青混合料在油石比為5.0％時(shí)，馬歇爾穩(wěn)定度達(dá)到19.50，動(dòng)穩(wěn)定度可以達(dá)到10161次/mm，均高于HFPO+SBR瀝青混合料和SBR改性瀝青混合料。將重組分回收利用無(wú)論是從經(jīng)濟(jì)角度還是環(huán)境角度都是很有意義的。
　　 利用分子篩催化劑對(duì)熱解油進(jìn)行輕質(zhì)化，可以提高熱解油的回收利用價(jià)值。該部分

8、使用HZSM-5、USY、Al2O3三種分子篩催化劑對(duì)廢線路板進(jìn)行催化熱解。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明: HZSM-5熱解液體產(chǎn)率最高;氧化鋁將廢線路板粉末分解最徹底;USY對(duì)三相產(chǎn)物產(chǎn)率影響較小。600℃時(shí)，Al2O3對(duì)熱解油的輕質(zhì)化效果最好，200℃以下輕組分含量最高，可達(dá)到56％; HZSM-5催化使熱解油重組分含量減少了9％; USY輕質(zhì)化效果不明顯。在催化熱解過(guò)程中，Al2O3能提高苯酚含量、并有一定的脫溴效果;HZSM-5和USY僅在一定