Технология PCB - Как превратить заброшенные PCB - платы в сокровища

По мере ускорения процесса обновления электроники увеличивается также количество использованных печатных плат (ПХД), которые являются основным компонентом электронных отходов. Озабоченность вызывает также загрязнение окружающей среды в результате использования использованных и отработанных плат. Тяжелые металлы, такие как свинец, ртуть и шестивалентный хром, а также токсичные химические вещества, такие как полибромированные дифенилы (ПБД) и полибромированные дифениловые эфиры (ПБДЭ), используемые в качестве антипиренов, присутствуют в отработанных платах в природной среде. Оно приводит к значительному загрязнению грунтовых вод и почвы и наносит огромный ущерб жизни и физическому и психическому здоровью людей. На использованных платах насчитывается около 20 видов цветных и редких металлов, которые имеют высокую рециркуляционную и экономическую ценность. Это действительно месторождение, ожидающее добычи.

1 Физические законы

Физический метод - это метод восстановления, который использует различия между механическими средствами и физическими свойствами ПХД.

1.1 Разрыв

Цель дробления состоит в том, чтобы максимально отделить металлы от органических веществ в отработанных платах, чтобы повысить эффективность разделения. Исследование показало, что, когда металл ломается на 0,6 мм, он в основном может достичь 100 - процентной диссоциации, но выбор метода и стадии дробления зависит от последующего процесса.

1.2 Сортировка

Разделение осуществляется с использованием различий физических свойств, таких как плотность материала, диаметр частиц, электропроводность, магнитная проницаемость и поверхностные характеристики. В настоящее время широко используются такие технологии, как ветровые вибрации, разделение флотации, разделение циклонов, разделение плавающих канавок и разделение вихрей.

2 Сверхкритические технические методы

Технология экстракции сверхкритической жидкости - это метод очистки, который использует влияние давления и температуры на растворимость сверхкритической жидкости без изменения химического состава. По сравнению с традиционными методами экстракции, процесс экстракции сверхкритического CO2 имеет преимущества, такие как экологичность, удобство разделения, низкая токсичность, меньшее количество остатков или отсутствие остатков и может работать при комнатной температуре.

Основными направлениями исследований, связанных с использованием сверхкритической жидкости для обработки отработанных плат, являются: во - первых, способность сверхкритической жидкости CO2 извлекать смолы и бромированные огнезащитные компоненты из печатных плат. Когда смоляные связующие материалы в печатных платах удаляются сверхкритической жидкостью CO2, слои медной фольги и стекловолокна на печатных платах могут быть легко отделены, что обеспечивает возможность эффективного восстановления материалов печатных плат. 2. Прямое извлечение металлов из отработанных плат с использованием сверхкритической жидкости. Wai et al. сообщили об использовании фторида диэтилдитионата лития (LiFDDC) в качестве связующего вещества для извлечения Cd2 +, Cu2 +, Zn2 +, Pb2 +, Pd2 +, As3 +, Au3 +, Ga3 + и Ga3 + из аналоговых целлюлозных фильтров или песка. Согласно результатам исследования Sb3 +, эффективность извлечения составляет более 90%.

Технология сверхкритической обработки также имеет большие недостатки, такие как: высокая избирательность извлечения требует добавления адгезивных добавок, которые вредны для окружающей среды; Относительно высокое давление извлечения требует более высокого оборудования; В процессе извлечения используется высокая температура и высокое энергопотребление.

3 Химический метод

Химическая обработка - это процесс извлечения с использованием различий в химической стабильности различных компонентов в PCB.

3.1 Методы термической обработки

Термическая обработка в основном осуществляется методом разделения органических веществ и металлов при высоких температурах. В основном это метод сжигания, метод вакуумного крекинга, микроволновый метод и так далее.

3.1.1 Сжигание

Метод сжигания состоит в том, чтобы измельчить электронные отходы до определенного диаметра частиц и отправить их в печь первой ступени для сжигания, разложить органические компоненты и отделить газ от твердого тела. Остатки после сжигания представляют собой голый металл или его оксиды и стекловолокно, которые могут быть извлечены физическими и химическими методами после дробления. Газ, содержащий органические компоненты, поступает в вторичную печь для сжигания и выбрасывается после сжигания. Недостатком этого метода является то, что он производит большое количество выхлопных газов и токсичных веществ.

3.1.2 Метод растрескивания

Термолиз в промышленности также называют сухой дистилляцией. Он нагревает электронные отходы в контейнерах в условиях изоляции воздуха, контролирует температуру и давление, превращая органические вещества в нефть и газ, которые могут быть переработаны после конденсации и сбора. В отличие от сжигания электронных отходов, процесс вакуумного пиролиза происходит в анаэробных условиях и, следовательно, может подавлять образование диоксинов и фуранов с небольшим количеством выхлопных газов и незначительным загрязнением окружающей среды.

3.1.3 Технологии микроволновой обработки

Метод микроволновой переработки состоит в том, чтобы сначала измельчить электронные отходы, а затем разложить органические вещества микроволновым нагревом. При нагревании до 1400 градусов Цельсия стекловолокно и металл расплавляются, образуя стеклопластик. После охлаждения этого вещества золото, серебро и другие металлы отделяются в виде бусин, а оставшееся стекло может быть переработано для использования в качестве строительных материалов. Этот метод значительно отличается от традиционного метода нагрева и имеет значительные преимущества, такие как эффективность, быстрота, высокая утилизация ресурсов и низкое потребление энергии.

3.2 Гидрометаллургия

Технология гидрометаллургии в основном использует растворимые свойства металлов в кислотных жидкостях, таких как азотная кислота, серная кислота и королевская вода, для удаления металлов из электронных отходов и рекуперации из жидкой фазы. В настоящее время это наиболее широко используемый метод обработки электронных отходов. По сравнению с пирометаллургией, гидрометаллургия имеет преимущества меньшего количества выбросов выхлопных газов, простоты обработки остатков после извлечения металла, значительных экономических выгод и простоты технологического процесса.

4 Биотехнология

Биотехнология использует микробную адсорбцию на поверхности минералов и окисление микроорганизмов для решения проблемы рекуперации металлов. Микробная адсорбция может быть разделена на две категории: фиксация ионов металлов с использованием микробиологических метаболитов и прямая фиксация ионов металлов с использованием микроорганизмов. Первый использует сероводород, производимый бактериями для его закрепления. Когда поверхность бактерии поглощает ионы до насыщения, она может образовывать хлопья и осаждаться; Последний использует окисление ионов железа для окисления других металлов в сплавах драгоценных металлов, таких как золото. Он становится растворимым и попадает в раствор, обнажая драгоценные металлы для облегчения рециркуляции. Биотехнологическое извлечение золота и других драгоценных металлов имеет преимущества простой технологии, низкой стоимости, удобной эксплуатации и т. Д. Однако длительное время выщелачивания, низкая скорость выщелачивания, в настоящее время не введена в эксплуатацию.

5 Обработка отработанных плат

Электронные отходы являются ценным ресурсом. С экономической и экологической точек зрения важно активизировать научные исследования и применение технологий рекуперации металлов из электронных отходов. Сложность и разнообразие электронных отходов затрудняют извлечение содержащихся в них металлов с помощью любой технологии. Будущие тенденции в области технологий удаления электронных отходов должны заключаться в индустриализации форм переработки, максимизации рекуперации ресурсов и научных технологиях обработки. Подводя итог, изучение утилизации отработанных ПХБ может не только защитить окружающую среду и предотвратить загрязнение, но и способствовать рециркуляции ресурсов, сэкономить много энергии и способствовать устойчивому экономическому и социальному развитию.