PCB 기술 - 폐기된 PCB 회로 기판을 보물로 만드는 방법

전자제품의 세대교체가 빨라지면서 전자쓰레기의 주성분인 폐인쇄회로기판의 수도 늘고 있다.폐회로기판이 환경에 미치는 오염도 각국의 관심을 끌고 있다.폐회로기판에는 납, 수은, 6가크롬 등 중금속과 난연제로 쓰이는 폴리브롬페닐(PBB)과 폴리브롬디페닐에테르(PBDE) 등 유독화학품이 자연환경에 포함돼 있다.그것은 지하수와 토양에 거대한 오염을 초래하여 사람들의 생명과 심신건강에 거대한 위해를 가져다준다.폐회로기판에는 거의 20종의 비철금속과 희귀금속이 있어 재활용 가치와 경제적 가치가 높다.이것은 정말 채굴해야 할 광상이다.

1 물리법칙

물리적 방법은 기계적 수단과 PCB의 물리적 성능의 차이를 이용하여 재활용을 실현하는 방법이다.

1.1 파손

파쇄의 목적은 가능한 한 폐기 회로 기판의 금속과 유기물을 분리하여 분리 효율을 높이는 것이다.연구에 따르면 금속이 0.6mm에서 깨질 때 금속은 기본적으로 100% 분해될 수 있지만 깨지는 방법과 급수의 선택은 후속 공정에 달려 있습니다.

1.2 정렬

분리는 재료 밀도, 입경, 전도율, 자기전도율과 표면 특성 등 물리적 성질의 차이를 이용해 분리하는 것이다.현재 광범위하게 응용되고 있는 것은 진동 체 기술, 부선 분리 기술, 회전 분리 기술, 부유 탱크 분리 기술과 와류 분리 기술이다.

2 초임계 기술 처리 방법

초임계 유체 추출 기술은 압력과 온도가 초임계 유체 용해도에 미치는 영향을 이용해 화학성분 변화 없이 추출·분리하는 순화 방법을 말한다.초임계 CO2 추출 공정은 전통적인 추출 방법에 비해 환경 친화적이고 분리가 편리하며 독성이 낮고 잔류물이 적거나 잔류가 없으며 실온에서 조작할 수 있다는 장점이 있다.

초임계 유체를 이용하여 폐회로기판을 처리하는 주요 연구 방향은 두 가지 방면에 집중되어 있다: 첫째, 초임계 CO2 유체는 인쇄회로기판의 수지와 브롬화 난연제 성분을 추출하는 능력을 가지고 있기 때문이다.초임계 CO2 유체를 통해 인쇄회로기판의 수지 결합재를 제거할 때 인쇄회로기판 내의 동박층과 유리섬유층을 쉽게 분리할 수 있어 인쇄회로기판 재료의 효율적인 회수 가능성을 제공한다.2. 폐회로기판에서 금속을 추출하기 위해 초임계 유체를 직접 사용한다.Wai 등은 아날로그 셀룰로오스 여과지나 모래에서 Cd2+, Cu2+, Zn2+, Pb2+, Pd2+, As3+, Au3+, Ga3+, Ga3+를 락합제로 불화 디에틸 디황산 리튬(LiFDDC)을 사용해 추출했다고 보도했다.Sb3+의 연구 결과에 따르면 추출 효율은 90% 이상이다.

초임계 처리 기술도 매우 큰 단점이 있는데, 예를 들면 추출 선택성이 높고 클램프제를 첨가해야 하기 때문에 환경에 유해하다;상대적으로 높은 추출 압력은 비교적 높은 설비를 필요로 한다;추출 과정에서 고온을 사용하고 에너지 소모가 높다.

3 화학적 방법

화학처리 기술은 PCB에서 각종 성분의 화학적 안정성 차이를 이용해 추출하는 과정이다.

3.1 열처리 방법

열처리 방법은 주로 고온을 이용하여 유기물과 금속을 분리하는 방법이다.주로 소각법, 진공분해법, 마이크로파법 등을 포함한다.

3.1.1 소각

소각방법은 전자쓰레기를 일정한 립경으로 분쇄한후 1급소각로에 보내 소각하고 그중의 유기성분을 분해하여 기체와 고체를 분리하는것이다.소각된 잔류물은 노출된 금속이나 그 산화물과 유리섬유로 분쇄되면 물리적·화학적 방법으로 회수할 수 있다.유기성분이 함유된 가스는 2급 소각로에 들어가 연소 처리한 뒤 배출된다.이런 방법의 단점은 대량의 폐기와 유독물질을 발생시킨다는 것이다.

3.1.2 갈라짐 방법

열분해는 공업에서도 건류라고 한다.그것은 공기를 격리하는 조건에서 용기에 전자쓰레기를 가열하여 온도와 압력을 통제하고 그중의 유기물을 분해하여 석유가스로 전환시켜 응축과 수집을 거쳐 회수할수 있다.전자쓰레기를 소각하는 것과 달리 진공열분해 과정은 무산소 조건에서 진행되기 때문에 다이옥신과 푸란의 발생을 억제할 수 있어 배기가스 발생량이 적고 환경오염이 적다.

3.1.3 마이크로파 처리 기술

전자파 수거 방법은 전자쓰레기를 먼저 분쇄한 뒤 전자파를 이용해 가열해 유기물을 분해하는 것이다.약 1400도까지 가열하여 유리섬유와 금속을 녹여 유리화물질을 형성한다.이 물질이 냉각되면 금, 은 및 기타 금속은 구슬 형태로 분리되며 나머지 유리 물질은 건축 재료로 재활용 될 수 있습니다.이 방법은 전통적인 가열 방법과 현저하게 다르며 효율적이고 빠르며 자원 회수 이용률이 높고 에너지 소모가 낮은 등 현저한 장점을 가지고 있다.

3.2 습법야금

습법야금기술은 주로 금속을 리용하여 질산, 황산과 왕수 등 산성액체에 용해될수 있는 특성을 리용하여 전자쓰레기에서 금속을 제거하고 액상에서 회수한다.그것은 현재 가장 광범위하게 사용되는 전자 쓰레기 처리 방법이다.화법야금에 비해 습법야금은 페기배출이 적고 금속추출후 잔류물이 쉽게 처리되며 경제효익이 뚜렷하고 공예절차가 간단하다는 등 장점이 있다.

4 생물 기술

생물 기술은 미생물의 광물 표면에서의 흡착과 미생물의 산화를 이용하여 금속 회수 문제를 해결한다.미생물 흡착은 미생물 대사 산물을 이용하여 금속 이온을 고정시키는 것과 미생물을 이용하여 직접 금속 이온을 고정시키는 두 종류로 나눌 수 있다.전자는 세균에서 생성된 황화수소를 리용하여 이를 고정시키는데 세균표면의 이온흡수가 포화상태에 이르렀을 때 응결물을 형성하고 침전할수 있다.후자는 철이온의 산화성을 이용하여 귀금속합금 중의 기타 금속, 예를 들면 금을 산화시킨다.그것은 재활용을 위해 귀금속이 노출되어 용해되고 용액에 들어간다.생물기술에서 금을 추출하는 등 귀금속은 공예가 간단하고 원가가 낮으며 조작이 편리하다는 장점이 있지만 침출시간이 길고 침출률이 낮아 아직 실제로 사용에 투입되지 않았다.

5 폐기 회로 기판 처리에 대한 요약 의견

전자 쓰레기는 귀중한 자원이다.경제적, 환경적으로 전자 쓰레기 금속 회수 기술의 연구와 응용을 강화하는 것은 중요한 의미를 가진다.전자 쓰레기의 복잡성과 다양성 때문에 어떤 기술만으로는 그 속의 금속을 회수하기 어렵다.전자 쓰레기 처리 기술의 미래 발전 추세는 처리 형식의 산업화, 자원의 최대한 회수 이용과 과학적인 처리 기술이어야 한다.총적으로 페기된 다염소연벤젠의 회수리용을 연구하면 환경을 보호하고 오염을 방지할수 있을뿐만아니라 자원의 회수리용을 촉진하고 대량의 에너지를 절약하며 경제와 사회의 지속가능한 발전을 촉진할수 있다.