2014年第19期廣東化工第41卷總第285期www.gdchem.com37不同廢舊電路板的熱解行為張航,王佐侖,丁潔,令狐文生(紹興文理學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院,浙江紹興312000摘要]利用HCT-3綜合熱分析儀對(duì)四種不同的電路板處理樣品進(jìn)行熱重行為研究,分析了不同的廢舊電路板在相同條件下的失重率,失重速率最大時(shí)的溫度,熱解區(qū)間等等。結(jié)果表明1#電路板的熱解率遠(yuǎn)大于2#,3#和4#電路板。四種電路板的失重最大時(shí)的溫度大約都在330℃左右[關(guān)鍵詞]廢舊電路板;熱重行為;失重率[中圖分類號(hào)]X705[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]07-1865(2014)190037-02a Study on Pyrolysis Behavior of Waste Printed Circuit BoardsZhang Hang, Wang Zuolun, Ding Jie, Linghu Wensheng( College Chemistry Chemical Engineering, Shaoxing University, Shaoxing 312000, China)Abstract: In the work the pyrolysis of four different kinds of waste printed circuit boards(PCBs)were investigated through TG technology. The results showedthat the pyrolysis conversion rate of 1# PCB was higher than that of 2#, 3#f and 4# PCB. The maximum mass loss rate was occurred at about 330 C for all of PCBsKeywords: printed circuit board: pyrolysis; thermogravimetry隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,科技的發(fā)展也越來(lái)越快,電子產(chǎn)業(yè)作著巨大的污染。其中阻燃劑是指能使物質(zhì)不易著火或者著火后減為高端產(chǎn)業(yè)是每個(gè)國(guó)家都重點(diǎn)發(fā)展的對(duì)象。因此,電子元件的更隨著經(jīng)濟(jì)科技的發(fā)展越來(lái)越快,從而產(chǎn)生的電子垃圾溴有機(jī)阻燃劑稱為多溴聯(lián)苯醚,簡(jiǎn)稱 PBDES,是一種永久性的也就越來(lái)越多。電子垃圾種類繁多,包括各種電器的外殼、電池染物。因此,無(wú)論是出于對(duì)環(huán)境的保護(hù)還是資源的重復(fù)利用,研電線、電路板等等。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)可得,中國(guó)每年產(chǎn)生的電子垃究一種可行的處理廢舊電路板的方法勢(shì)在必行圾就超過(guò)200萬(wàn)噸,此外,還有大量的電子垃圾通過(guò)不同的渠道1材料與方法由國(guó)外轉(zhuǎn)入中國(guó)電子垃圾作為時(shí)代發(fā)展不可避免的產(chǎn)物,若不對(duì)其進(jìn)行有效1.1材料的選取與處理的處理,不僅會(huì)占據(jù)大量的空間,而且電子垃圾中的有毒物質(zhì)會(huì)實(shí)驗(yàn)廢舊電路板取自辦公室原有廢舊電器,實(shí)驗(yàn)之前,拆除廢舊電路板上的金屬元件和電子元件,然后使用鉗子將其分解為最后危及人類的健康。印刷電路板(簡(jiǎn)稱PCB)是當(dāng)今世界上最為粒徑約為1mm左右的微小粒子,篩選出層狀結(jié)構(gòu)未被破壞的電應(yīng)用于計(jì)算機(jī),通訊設(shè)備,家庭電器等領(lǐng)域。以中國(guó)為例,僅12實(shí)驗(yàn)方法中國(guó)大陸每一年就有超出50萬(wàn)噸的廢棄電路板需要處理,這其中幾種不同的電路板預(yù)處理樣品在HCT3綜合熱分析儀上進(jìn)行包括了在加工生產(chǎn)中產(chǎn)生接近10萬(wàn)噸的電路板廢棄材料。熱重分析實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)升溫速率為10℃min,實(shí)驗(yàn)在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)廢舊電路板主要由金屬,氧化物,有機(jī)物、塑料以及添加劑行,氮?dú)獯祾咚俾士刂圃?0 mL/min。,其中金屬和塑料就占據(jù)了34.換而言之,廢舊電路板如果可2結(jié)果與討論以回收利用,相當(dāng)于非常豐富的金屬資源和塑料資源,而且在廢21四種不同電路板的 TG-DTG分析舊電路板中存在的各種重金屬(如鉛,鎘,錫),以及氟氯乙烯塑料、阻燃劑等有毒物質(zhì)。假如處理不當(dāng),那么將會(huì)對(duì)環(huán)境有-IG01002003004005000780圖11#電路板的 TG-DTG圖圖22#電路板的 TG-DTG圖Fig. I TG-DTG of 1# printed circuit boardFig 2 TG-DTG of 2# printed circuit board010020030040050060圖33#電路板的 TG-DTG圖中國(guó)煤化工Fig 3 TG-DTG of 3# printed circuit boardHCNMH[收稿日期]201407-30[基金項(xiàng)目]受到2013年地方高校國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目“含多溴聯(lián)苯醚電子廢棄物的熱解處理研究”(20010490090的資助,特此感謝[作者簡(jiǎn)介]張航(1993-),男,浙江慈溪人,浙江紹興文理學(xué)院,化學(xué)化工學(xué)院本科生,主要研究方向?yàn)閺U舊電路板的熱解研究廣東化工2014年第19期38www.gdchem.com第41卷總第285期圖1-4所示的是1#,2#,3#和4#電路板的TG-DTG圖。其中TG為試樣的熱重曲線,DTG為試樣的微商熱重曲線,T為反應(yīng)溫度。Mass%)是試樣在熱解時(shí)的剩余質(zhì)量百分比,ass%)(m4-m)m*100%,m為試樣的初始質(zhì)量,m為在熱解由圖1~4可得(1)1#電路板熱解失重主要溫度出現(xiàn)在230-700℃之間,DTG曲線中也顯示出在230420℃之間有一個(gè)較寬的最大失重峰,并且可得知最大的失重速率出現(xiàn)在328℃,并且電路板在420-700℃之間仍然在緩慢的被熱解,最終的失重率約為72%。1#電路板的熱解效率比較高200400600800D(2)2#電路板熱解失重的主要溫度集中在280-700℃之間,曲線顯示在300400℃間存在著一個(gè)狹窄的最大失重峰,可圖73#電路板的TG-DTA圖得最大失重的速率出現(xiàn)在335℃,隨后仍舊緩慢地被熱分解,但Fig7 TG-DTA of 3# printed circuit board是速率并不是很快,最終的失重率約為42%(3)3#電路板熱解失重的主要溫度集中在300600℃之間DTG曲線顯示在310-350℃之間存在著一個(gè)狹窄的最大失重峰可得知最大失重速率出現(xiàn)在313℃,最終的失重率35%(4)A4#電路板熱解失重溫度區(qū)間為310-600℃,DTG曲線顯示在310-380之間存在一個(gè)狹窄的最大失重峰,可得知最大失重速80率出現(xiàn)在324℃,最終的失重率約為41%由此可知,1#電路板在熱解條件下可以很好地被分解,而2#,3#,4#電路板則在熱解下只是部分被分解。1#電路板可以考慮使用熱解來(lái)進(jìn)行處理分解。表1四種電路板的熱重?zé)峤馓卣飨禂?shù)200400600800Tab 1 tGa pyrolysis characteristic coefficient of four printed圖84#電路板的 TG-DTA圖樣品熱解區(qū)間/℃最大失重速率的溫度℃失重率%Fig 8 TG-DTA of 4# printed circuit board1#電路板230-70032872#電路板280-700由圖5~圖8可知,這四種電路板都存在兩個(gè)或兩個(gè)以上的吸熱峰,說(shuō)明這四種電路板在簡(jiǎn)單的處理后樣品中的成分是很豐富3#電路板300635而且復(fù)雜。而且,這四種電路板所得出的四幅DTA曲線表明電路板31060032電路板達(dá)到最大速率降解時(shí)所吸收的熱值并之后的降解中會(huì)出現(xiàn)更高的吸熱峰,這是因?yàn)槭乔懊娣纸獾奈镔|(zhì)22四種不同電路板的TG-DTA分析圖5~8所示的是1#,2#,3#和4#電路板的 TG-DTA圖,TC熱值較小,吸熱少分解快,熱穩(wěn)定性差,而后的物質(zhì)熱值高,熱穩(wěn)定性好,遇熱不易分解。表表破熱峰熱再代表的是故熱球樣的差熱分析曲線,向上的峰3結(jié)論由以上討論,可知在處理1#電路板時(shí)可以直接采用熱解的方式將其進(jìn)行講解,而處理2#,3#,4#電路板時(shí)可以采用先在最大降解溫度下進(jìn)行熱解,然后在對(duì)其熱解后的殘留物進(jìn)行其他處理或者可以進(jìn)行探尋某種或者某類物質(zhì)作為催化劑進(jìn)行添加然后在對(duì)2#,3#,4#電路板進(jìn)行熱解.-TG-DTA參考文獻(xiàn)[李叢志.發(fā)達(dá)國(guó)家廢塑料再生利用現(xiàn)狀及對(duì)我國(guó)的影響[門再生資源與環(huán)經(jīng)濟(jì),2013,6(4):38-44[2]周翠紅,路邁西.廢舊電路板的組成與解離特性研究[門環(huán)境污染治理rc)技術(shù)與設(shè)備,2005,6(4):28-3圖51#電路板的 TG-DTA圖[3]孫云麗,段晨龍,左蔚然,等.電子廢棄物的資源循環(huán)研究[門中國(guó)資Fig 5 TG-DTA of I# printed circuit board源綜合利用,2007,25(3):35-3[4 Hao J, Wang HF, Song SL, et al. 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