Data PCB - Pembangunan Baru Teknologi Penggunaan Semuanya

1 Overview

1.1 Keperluan untuk melakukan penggunaan semula sampah Papan PCB

Pada masa ini, sekitar Direktif WWW EU dan pelaksanaan (atau hampir untuk memulakan penuh pelaksanaan) peraturan yang sama di berbagai kawasan dan negara di seluruh dunia, pengulangan dan penggunaan semula produk elektronik sampah telah menjadi tugas yang sangat penting. Dalam kerja ini, pengulangan dan penggunaan semula papan PCB dalam produk elektronik sampah adalah salah satu isu yang paling penting. Kertas ini mengungkapkan kemajuan teknologi di kawasan ini di Jepun pada tahun-tahun terakhir. Dalam tahun-tahun terakhir, pihak berwenang Jepun telah menyelidiki jumlah papan PCB yang terkandung dalam produk sampah peralatan rumah tangga utama dan jumlah pembuangan di Jepun. Kadar (mengikut massa) adalah di bawah 10%. Produk elektronik dengan kadar kandungan PCB yang tinggi adalah produk komputer. Kadar penurunan papan PCB dalam komputer adalah 20-30% (nisbah massa). Menurut statistik komite perniagaan promosi komputer 3R dari Persatuan Industri Teknologi Elektronik Jepun, kini ada sekitar 65,000 komputer syarikat di Jepun setiap tahun, yang perlu diulang semula dan diselesaikan untuk digunakan semula. Menurut penyelidikan dan spekulasi Persatuan Teknologi Maklumat Elektromagnetik Jepun, jumlah sampah komputer rumah di Jepun adalah kira-kira 10,000 ton pada 2003, 50,000 ton pada 2013, dan 80,000 ton pada 2015.

1.2 Prinsip yang perlu ditangkap dalam pengulangan papan PCB sampah

Pelbagai komponen papan sirkuit dicetak, mengambil papan ibu komputer sebagai contoh, it is composed of three major materials: metal materials (about 50.8% of the total mass of the board): glass fiber cloth (about 16.3%), and organic Resin (about 32.8%). Pemisahan tiga komponen ini papan PCB adalah tugas yang lebih sukar. Sebab itu, pada masa lalu, kaedah sampah sering digunakan untuk membuang sampah ini. Namun, kaedah perawatan ini gagal memenuhi keperluan arahan "WEEE" EU (arahan WEEE menyarankan kadar pemulihan IT dan produk elektronik rumah tangga kecil seharusnya mencapai lebih dari 75%; kadar pemulihan seharusnya mencapai lebih dari 65%). Oleh itu, usaha perlu dibuat untuk mengubah semula dan menggunakan semula. Untuk penggunaan semula papan PCB sampah, syarikat secara umum patut mempertimbangkan keuntungan dari tiga aspek dalam penerimaan teknologi: (1) Menerima keuntungan persekitaran. Untuk mencapai keuntungan perlindungan persekitaran seksual atau kawasan, iaitu, udara, kualiti air, tanah, dan kesehatan manusia tidak lagi terpengaruh. (2) Gunakan semula manfaat. Untuk mencapai penggunaan semula dan penggunaan semula papan PCB sampah, dan untuk mengurangi jumlah sampah yang tidak boleh digunakan semula ke had sebanyak mungkin. (3) Efektiviti biaya. Kost pemprosesan untuk penggunaan semula papan PCB sampah patut dibawah. Menerima keuntungan kosong rendah ini berkaitan dengan teknologi proses yang digunakan dalam pemprosesan.

1.3 Aspekt utama pembersihan sampahPapan PCB

Pemulihan dan penggunaan semula papan PCB sampah di dunia telah dilakukan awal, dan ia adalah pemulihan bahagian logam yang ia mengandungi. Kerja ini terutama dilakukan oleh beberapa tumbuhan mencium logam. Metal seperti tembaga, emas, dan nikel digunakan dalam sirkuit, terminal, dll. papan sampah PCB. Berbagai logam seperti lead dan tin telah digunakan untuk menyertai komponen pada PCB. Komponen elektronik yang diletak pada PCB juga mengandungi logam berharga seperti emas, perak, dan palladium. Menurut kajian dan statistik institusi yang berkaitan, papan utama yang digunakan dalam komputer desktop mengandungi pelbagai komponen bahan logam, dan proporsi mereka adalah tembaga 66.9%, tin 10.7%, besi 10.3%, lead 7.61%, emas 0.11%, palladium 0.02%, komponen logam lain 4.41%. Dalam minyak mentah yang mengandungi emas dan palladium, kandungan mereka hanya kurang dari 10 ppm, sementara kandungan emas dan palladium di papan PCB sampah adalah 2-20 kali lebih daripada yang di dalam minyak mentah. Oleh itu, pemulihan dan penggunaan semula emas dan logam palladium mempunyai prospek pembangunan yang besar. Komponen penyelamat api juga terkandung dalam resin untuk papan PCB. Penahan api adalah kebanyakan komponen yang mengandungi bromin, oksid antimoni, komponen fosfor, dan sebagainya. Kekotoran ini mesti dipisahkan sebelum rafinisi tembaga dan pengulangan papan PCB sampah, yang juga adalah kunci untuk memastikan keselamatan dalam proses pengulangan logam. Pada tahun-tahun terakhir, kajian dunia mengenai penggunaan semula papan PCB sampah telah fokus pada tiga aspek. Itu ialah, teknologi pengulangan logam, teknologi pengumpulan seluruh papan PCB, dan teknologi untuk menghapuskan komponen halogen dari papan PCB sampah.

2. Metal dalam papan PCB sampah

Pada masa ini, pemulihan logam dari papan PCB sampah terutama mengadopsi kaedah cair logam (kaedah ini disebut sebagai kaedah kering). Selain itu, kaedah pemulihan lain seperti kaedah penyelesaian logam dengan kaedah kimia (kaedah ini dikurangkan sebagai kaedah basah) dan kaedah biologi juga telah muncul.

2.1 Pemulihan kering logam dari papan PCB sampah

Kaedah cair logam digunakan untuk mengembalikan logam dalam papan PCB sampah, dan perawatan awal diperlukan sebelum cair dan perawatan. Perubahannya menggunakan penapisan kering atau penapisan untuk memisahkan logam dan komponen elektronik yang diletak di papan PCB. Projek pemisahan, pemisahan dan penyaringan ini agak mudah dilakukan. Pemisahan dan skrining komponen papan PCB sampah boleh dipisahkan dengan perbezaan saiz partikel dan densiti relatif. Ia juga boleh diseret dan dipisahkan oleh elektrik statik, kekuatan magnetik, kekuatan angin, dll. Tetapi tujuan utama sentiasa untuk meningkatkan kadar pemulihan logam. Perlu dicatat bahawa sejumlah gas akan dihasilkan oleh kaedah penapisan kering. Akan ada penyebab api yang dibromin dalam gas ini, jadi mereka perlu dibakar sepenuhnya di dalam kilang pembakaran kedua. Untuk mencegah kemungkinan generasi bromid dalam pembakaran tinggi, gas selepas pembakaran seharusnya segera dingin dengan air sejuk. Dalam terma fasilitas perawatan untuk membuang dan mengembalikan air sampah, perhatian istimewa perlu diberikan kepada mencapai keperluan piawai cairan bebas pencemaran. Melalui skrin dan pemisahan bermakna, kandungan logam bahan yang dikembalikan meningkat, dan kemudian ditempatkan ke dalam proses penarafan tembaga. Dengan menggunakan kaedah meleleh tembaga, proses ekstraksi komponen tembaga dalam papan PCB sampah adalah pertama-tama meletakkan papan sampah PCB ke dalam kilang meleleh sendiri, kemudian berbau melalui penukar dan kilang penarafin, dan ekstrak tembaga dengan elektrolisis. Slag yang diperoleh semasa mencair mengandungi sejumlah besar komponen SiO 2 yang ada dalam serat kaca dan dikembalikan untuk digunakan sebagai bahan mentah untuk melekat (penuhi), bahan untuk peletak, dan produk lain yang diulang semula. Untuk pengulangan dan penggunaan semula logam dalam telefon bimbit yang dibuang, kaedah rawatan yang sangat popular adalah kaedah kering. Ia adalah untuk pertama-tama membuang bateri dalam telefon bimbit, dan kemudian mengembalikan seluruh tubuh. Pada masa ini, dalam kajian dan pembangunan penyulitan dan penggunaan semula papan PCB sampah di Jepun, fokus adalah pada projek praprojek penyulitan. kajian bagaimana untuk membuang komponen selain logam dengan cara yang efektif untuk meningkatkan efisiensi pemulihan logam.

2.2 Pengulangan logam basah dari papan PCB sampah

Kaedah basah digunakan untuk menghancurkan osprey dalam papan PCB sampah. Amerika Syarikat: 2713231) melamar untuk menggunakan penyelesaian asid untuk ionisasi dan melenyapkan logam pada papan PCB, dan kemudian menambah alkali untuk merampas perak, dll., untuk mencapai tujuan pemulihan. Dalam kandungan kajian aspek ini, kaedah untuk menyelam bahan yang rosak papan PCB sampah ke dalam penyelesaian campuran asid mineral dan peroksid hidrogen, dan melenyapkan bahan logam yang akan diperoleh juga diusulkan.

3. Pemisahan komponen dalam papan PCB sampah

Dalam tahun-tahun terakhir, selain pengulangan logam dalam papan PCB sampah, kajian mengenai penggunaan semula komponen lain papan PCB juga telah membuat kemajuan yang besar, yang ditandakan dalam pemisahan dan pembersihan komponen yang dipulihkan. Dalam penghasilan bahan substrat untuk papan PCB, untuk mencapai kepercayaan tinggi dan pegangan antar lapisan tinggi papan PCB, lipatan resin yang biasanya digunakan adalah resin termoset seperti resin epoksi dan resin fenol. resin panas ini menjadi polimer yang tidak boleh ditetapkan dan boleh diberi infusi selepas menyembuhkan dan membentuk, yang membuat ia sukar untuk berpisah, buang dan menggunakannya semula. Untuk pemisahan resin pemisah panas yang telah diintegrasikan ke papan PCB, proses pemisahan aliran utama semasa di Jepun adalah untuk pertama-tama memisahkan resin pemisah panas dari papan PCB dan kemudian memisahkan komponen logam dan serat kaca yang tersisa. Ia memanaskan dan membakar papan PCB, dan kemudian mengembalikan sisa yang dihasilkan selepas pembakaran. Ujian ini dilakukan dalam kilang pembakaran jenis LPG berputar. Volum lubang dalaman oven pembakaran adalah 1.3m × 0.5m × 0.5m. Letakkan sampel papan PCB sampah untuk dikembalikan ke dalam oven (boleh ditempatkan dalam 5kg) dan panaskan ke 1173-1223°F (iaitu 634-662°C). Dalam kajian ini, ujian perbandingan juga dilakukan pada hubungan antara saiz berbeza papan PCB yang diulang semula dan kadar pemulihan. Hasil ujian yang diperoleh ialah sampel papan PCB dengan saiz besar mempunyai kadar pemulihan logam yang lebih tinggi daripada sampel papan PCB yang diulang semula dengan saiz dan saiz kecil (lihat Gambar 4). Ini kerana saiz kecil sampel papan PCB, lebih banyak gas yang dijana akan tersebar semasa proses pembakaran. Namun, dalam pengulangan dan pemprosesan sampel papan PCB sebesar mikro, konsumsi tenaga dan pengulangan biaya relatif rendah.

4. Pembuangan komponen halogen dalam papan sampah PCB

Secara umum, produk elektrik, peralatan rumah tangga, dll., demi keselamatan, penambah api seperti halogen dan komponen antimon ditambah ke resin papan PCB. Ia kini dianggap bahaya untuk persekitaran dan tubuh manusia. Oleh itu, dalam kajian papan PCB sampah penyulitan, pembuangan komponen halogen dalam papan PCB sampah telah menjadi kerja kajian dan pembangunan penting. Hasil ujian jabatan kajian asing yang relevan menunjukkan bahawa: dalam papan PCB untuk komputer desktop yang dihasilkan pada tahun 1990-an, kandungan bromin mengandungi kira-kira 9% (nisbah berat papan PCB adalah 100). Papan PCB TV, produk elektronik pejabat (OE), dll. (biasanya, laminat berasaskan kertas-fenolik diperlukan sebagai bahan as as), kandungan brominnya mengandungi 4.4%-5.3%, dan kandungan antimoni mengandungi 0.4%-0.9%. Pembuangan komponen halogen dalam papan sampah PCB adalah terutama untuk membuang bahan bromin yang ada dalam papan PCB sebagai penyebab api. Sejak tahun 1960-an, penelitian dunia pada teknologi pemindahan halogen telah mula meningkat. Kerja semasa untuk membuang halogen adalah terutama untuk mencapai pengulangan "tidak berbahaya" dan penggunaan semula papan PCB sampah. Pembuangan halogen yang ada dalam papan PCB adalah untuk memisahkan atom halogen yang terikat pada cincin bensen dari cincin bensen. Secara teori, pemisahan antara atom klor dan cincin benzen memerlukan 916KJ/mol tenaga, sementara ia memerlukan 879 KJ/mol tenaga untuk memisahkan atom brom dari cincin benzen. Dalam kaedah pembuangan rawatan, kaedah penyelesaian, kaedah reaksi fasa-tahi kering, dll.

(1) Kaedah hidrogenasi

Di antara pelbagai penemuan dehalogenasi yang telah muncul baru-baru ini, laluan proses hidrogenasi adalah yang paling banyak. Kaedah ini untuk membuang halogen dalam papan PCB dengan reaksi hidrogenasi adalah kebanyakan dalam kehadiran katalis logam, papan PCB yang akan dirawat dihubungi dengan hidrogen untuk menghasilkan reaksi antara atom halogen dan atom hidrogen. Katalis logam yang digunakan secara umum adalah logam mulia seperti palladium disokong oleh karbon yang diaktifkan, dan beberapa hasil kajian telah menggunakan katalis hidrogenasi seperti hidrid aluminum berasaskan litium. The hydrogen administration agent is mostly formic acid or formate.

(2) Kaedah penyerahan panas

Pemutusan panas resin yang mengandungi penambah api halogen dalam papan PCB sampah, sehingga resin yang mengandungi halogen boleh diputuskan dalam fasa cair atau memimpin ke minyak (pengulangan minyak mentah), dan kemudian komponen halogen bebas digabung dengan alkaliniti tambahan. Komponen bereaksi untuk mengekstrak spesies yang mengandungi halogen. Dalam beberapa jenis pembuangan halogen (seperti JP 10-24274, JP 2001-172426, JP 9-262565, JP 9-249581, dll.), jenis katalis as as dan suhu reaksi yang berhubungan satu sama lain adalah seperti ini: perbezaan. resin yang mengandungi halogen dalam papan sampah PCB kebanyakan resin epoksi yang mengandungi bromin. Selepas bromin dipisahkan dengan pecahan panas, katalis asas ditambah (garam kalium) juga bereaksi dengan bromin terpisah untuk membentuk bromid kalium yang mudah dikembalikan. Kaedah pemisahan panas ini lebih ketat daripada kaedah hidrogenasi dalam terma pemulihan halogen. Halogen percuma itu lebih dikembalikan sepenuhnya.

(3) Kaedah tindakan fasa-kuat

Komponen logam digunakan untuk campuran kering dengan resin dalam papan sampah PCB, dan reaksi fasa-solid berlaku sehingga halogen yang wujud dalam resin papan sampah PCB dipisahkan dan diekstrak dalam bentuk garam halide. Kaedah reaksi fase-solid ini untuk membuang komponen halogen dalam papan sampah PCB menggunakan oksid kalsium, oksid besi, dioksid silikon, dan oksid aluminium sebagai komponen logam yang digunakan.

(4) Kaedah biokimia

Penggunaan mikroorganisma untuk menghapuskan halogen dari papan PCB sampah juga telah diusulkan dalam tahun-tahun terakhir. Namun, menggunakan kaedah ini untuk membuang dan memproses konsentrasi halogen ke aras ppm mengambil masa yang panjang (beberapa hari atau bahkan bulan), jadi ia tidak sesuai untuk membuang halogen dalam kuantiti besar papan PCB sampah.

(5) Electrolysis

Keputusan kajian yang relevan meletakkan maju kaedah kaedah elektrolitik untuk membuang halogen dalam Papan PCB. Dan dianggap ini adalah jenis kaedah proses yang mempunyai kemungkinan untuk diadopsi secara luas di masa depan. It dissolves halogen compounds in the resin Sampah Papan PCB dalam penyebab organik dan memisahkannya melalui reaksi elektrolitik.