廢棄電路板中非金屬粉再利用的環(huán)境風(fēng)險評價.pdf

1、廢棄電路板（WPCBs）是電子垃圾的重要組成部分，具有良好的回收利用價值。面對資源日益短缺的現(xiàn)狀，如何積極有效地回收利用WPCBs中的有用物質(zhì)已成為一大熱點課題而受到越來越廣泛的關(guān)注。受到經(jīng)濟利益的驅(qū)動，目前對WPCBs的回收利用主要集中在金屬部分，而對回收困難且經(jīng)濟效益較低的非金屬材料則主要采用露天堆放或焚燒等處置方式，不僅造成資源浪費也增加了環(huán)境負(fù)擔(dān)。本課題組采用物理填充再利用的方法，用非金屬粉代替木粉等其它有價材料作填料成功地制備

2、了再生板材、酚醛模塑料、木塑復(fù)合材料這三種再生材料。但由于非金屬材料中含有多種有毒有害物質(zhì)，其資源化過程中存在的潛在危害不容忽略。因此，本文從非金屬粉回收再利用過程到再生材料最終處置對其潛在的環(huán)境風(fēng)險進行研究分析。
　　1．非金屬粉的特性及潛在危害性
　　粒徑<0.07mm的非金屬粉中基體樹脂和玻璃纖維基本剝離，玻璃纖維比較干凈，上面較殘留少量的樹脂。非金屬粉中樹脂與玻璃纖維解離越大，基體樹脂破碎得越分散，對有害物質(zhì)如重金屬

3、的包裹越小，其浸出程度也會越大。用能量散射型X射線熒光法對非金屬粉末中的元素進行測定發(fā)現(xiàn)，除C、H和O元素外，非金屬粉中主要還包括Ca、Br、Si、Cu、Pb和Hg等元素，其中存在潛在危害的有Cu，Pb, Hg和Br。按照歐盟的RoHS指令及我國《電子信息產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)的限量要求》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，非金屬粉末屬于低風(fēng)險材料，但其潛在的環(huán)境風(fēng)險和人體危害不可忽視。
　　2．非金屬粉及再生材料的揮發(fā)性
　　將經(jīng)破碎、分選所得的粒徑

4、<0.07mm的玻璃纖維布基板非金屬粉代替碳酸鈣、玻璃纖維和木粉分別按20wt％，20wt%和15wt%的填加量填充到再生板材、酚醛模塑料和木塑復(fù)合材料中制備得到三種再生板材。對這三種再生材料在使用過程中的揮發(fā)性進行檢測，發(fā)現(xiàn)非金屬粉中的揮發(fā)份中主要包括苯乙烯、檸檬烯、苯甲醛等，其中以苯乙烯的含量最高，達到1.1544μg/ml。再生板材的揮發(fā)物主要包括苯乙烯、苯酚、苯甲醛等。這些物質(zhì)主要來自樹脂、交聯(lián)劑和固化劑等粘結(jié)劑組分，其中苯乙烯

5、的含量最高，為1.2673μg/ml，比未填加的板材中高出1.1895μg/ml。非金屬粉的填加導(dǎo)致了苯乙烯揮發(fā)濃度的大大提高。酚醛模塑料的揮發(fā)份中主要檢測到苯酚、苯乙烯、苯甲醛、甲酚，其中苯酚的濃度最高，為0.3795μg/ml，其主要來自原料酚醛樹脂。非金屬粉的填加可導(dǎo)致苯乙烯和苯酚揮發(fā)濃度的升高，分別為0.0355和0.3715μg/ml，非金屬粉的填加對于酚醛模塑料的揮發(fā)性具有一定的影響。而木塑復(fù)合材料的揮發(fā)份中則主要包括酚類、

6、醛類和烷烴類物質(zhì)，其中醛類物質(zhì)主要來自木粉，包括苯甲醛、辛醛、壬醛和癸醛等。木塑復(fù)合材料的揮發(fā)性有機物濃度很小，濃度最大的苯乙烯的頂空濃度也只有0.0355μg/ml?？偟膩碚f，除再生板材中的苯乙烯外，各種再生材料揮發(fā)份中的主要物質(zhì)均來自于制備材料所用的粘合劑及添加劑，非金屬粉的填加對其揮發(fā)性影響較小。
　　3．非金屬粉及再生材料的浸出毒性及浸出規(guī)律
　　參照我國HJ/T298和美國EPA的TCLP方法，分別用硫酸/硝酸法和

7、醋酸法對非金屬粉及再生材料的浸出毒性進行檢測分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，根據(jù)《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)》，三種再生材料浸出液的各種重金屬離子濃度都遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)限值濃度，不屬于危險固體廢物，因此不需要特別處置。而用醋酸法測得非金屬粉中 Cu浸出濃度為893.3 mg/L，是毒性物質(zhì)鑒定限值八倍多?？梢酝ㄟ^優(yōu)化破碎及分選工藝，對非金屬粉進行再次分選，降低非金屬粉中的殘余Cu含量，從而實現(xiàn)Cu資源的回收和減小其對環(huán)境的影響。對浸出規(guī)律分析發(fā)現(xiàn)，非金屬粉及再生材料的