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作为电子电器的核心部件的线路板,含有金、银、铜、铝、铁、铅等多种有价金属,以及玻璃纤维、高分子树脂等非金属物质。废旧线路板的全组分回收利用是一个国内外广泛关注的研究课题。热解法处理废旧线路板是一种具有工业应用前景的方法。但是由于热解产物中,热解油含有较多的卤素,特别是溴,严重限制了热解油的综合回收利用。所以迫切需要研究出卤素的脱除机理,并开发一种技术,能够高效脱除热解油中的卤素。
本文以经过物理分选过程分离出有价金属后的废线路板粉末为研究对象,主要研究内容有三:一是研究热解条件对废旧线路板真空热解油的成分的影响;二是研究各种氧化物对废线路板热解产物的溴分布的影响;三是选取脱溴效果好的氧化物,研究该氧化物用量对脱溴效果的影响和溴的脱除机理。
首先,重点使用气相色谱—质谱仪,研究最终温度(400℃、500℃和600℃)和升温速率(5℃/min、10℃/min和15℃/min)对环氧型废旧线路板真空热解油的成分的影响,分析出最优试验条件,期望通过控制这两个影响因子来提高热解油的利用价值。结果表明:不同热解条件产出的热解油含有22~28种碳数目为6~18的化合物,并以低碳数物质C6~C9为主。热解油均以苯酚、4-(1-甲基乙基)苯酚和双酚A为主要成分,三者共占65%以上。从热解油产量和GC-MS检测结果看,10℃/min为升温速率、500℃为最终温度恒温1小时,热解充分,热解油产量高(22.14%)而不冷凝气体产量较低(12.29%),热解油中C6~C9含量高,有较高的综合利用价值。
继而选用Fe系、Ca系和Al系三类氧化物作为添加剂,在优化后的试验条件下,与环氧型废线路板粉末进行真空共热解脱溴试验,通过离子色谱分析和氧弹燃烧法,研究不同氧化物对固、液、气三相热解产物中有机溴和无机溴分布的影响。结果表明,脱溴效果最好的是Fe3O4和CaCO3,分别有78.74%和90.84%的溴以无机溴的形态残留在热解渣中,热解液体中溴分布率从没有添加时的72.10%降低至8.91%和7.69%。
最后以Fe系氧化物添加剂中脱溴效果最好的Fe3O4作为最终选用的添加剂,研究Fe3O4的用量对环氧型废线路板粉末的真空热解产物的溴分布的影响,选出最优的Fe3O4用量。Fe3O4会使溴从气相和液相向固相转移,添加比例达到1∶1时,热解液体中的溴最多减少87.30%。