廢舊印刷線路板熱解油利用及輕質(zhì)化研究.pdf

1、現(xiàn)代社會，科技飛速發(fā)展，日新月異。各種家電設(shè)備、電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來越短，我們在享受最新科技成果給我們帶來的便利同時，也不得不面對越來越多各類報廢電子電器產(chǎn)品的處理處置問題。印刷線路板是各種電子電器產(chǎn)品中的重要零部件之一，也是現(xiàn)代城市中最典型的固體廢棄物。廢線路板具有種類繁多、數(shù)量巨大、增長迅速的特點。其主要成分為高分子有機樹脂、銅等貴重金屬、玻璃纖維。如果能將其中的組分盡數(shù)利用，不僅能帶來巨大的經(jīng)濟效益，還能夠切實減輕環(huán)境壓力。

2、在諸多廢線路板處理工藝中，熱解法處理廢線路板能夠?qū)⒕€路板中樹脂、玻纖和銅完全剝離，對于后續(xù)各組分分別回收利用提供了很大的便利。但是，相較高價的銅和回收利用難度較低的玻璃纖維來說，廢線路板熱解油因為成分復(fù)雜，含有鹵素阻燃劑等原因，回收利用難度較大，到目前為止，都沒有學(xué)者提出比較好的利用方案。
　　 本論文對將廢線路板真空熱解來制取熱解油全組分利用工藝進行了研究，首先確定了廢線路板制取熱解油的最佳工藝條件。并利用大型分析儀器對熱解油

3、的成分進行分析。在了解了熱解油成分的基礎(chǔ)上，對熱解油進行分餾，并探討熱解油較輕的液體組分合成熱固性酚醛樹脂的工藝。對于常溫下呈固體的熱解油重組分作為瀝青改性劑利用的可行性。最后，本文還對熱解過程中利用分子篩催化劑對熱解油進行輕質(zhì)化處理進行了系統(tǒng)研究。
　　 首先，本文研究了廢線路板制取熱解油的最佳工藝。研究結(jié)果表明:在熱解終溫為550℃，升溫速率為10℃/min，熱解壓力為20 KPa，恒溫時間為60 min，物料尺寸為40 m

4、m×40 mm時，有利于提高廢線路板熱解油的產(chǎn)率，降低固體和液體的產(chǎn)率。在該工藝條件下，液相產(chǎn)物可以達到18.6％，而固相產(chǎn)物達到76.1％，氣相產(chǎn)物占5.3％。
　　 接下來，將熱解油進行常壓實沸點蒸餾，并利用元素分析儀、氣質(zhì)聯(lián)用儀、紅外光譜分析儀對熱解油各餾分進行測試。結(jié)果表明:熱解油液體餾分主要集中在120℃-300℃溫度段;各餾分以碳氫化合物為主，碳氫比在0.8上下，并含有少量S、N元素;熱解油中含量最多的物質(zhì)是苯酚、3

5、-甲基、4-乙基苯酚，4-異戊基苯酚，4-異丙基苯酚，4、4'-亞乙基苯酚等物質(zhì)，這類物質(zhì)占到各餾分含量的60％以上;在紅外圖譜中，我們也看到了相應(yīng)的羥基及苯環(huán)相關(guān)的峰。
　　 在利用熱解油輕組分合成熱固性酚醛樹脂的研究中，先利用L9(34)正交試驗確定最佳工藝條件為:每38.5gWPCB輕組分、40g甲醛溶液、10g NaOH、第一階段溫度60℃、第一階段反應(yīng)時間3h、第二階段溫度95℃、第二階段反應(yīng)時間3h。通過紅外光譜、熱

6、重分析和力學(xué)性能測試發(fā)現(xiàn):輕組分合成的熱固性酚醛樹脂出現(xiàn)CH2、 CHOH等特征峰;輕組分酚醛樹脂的固化分解溫度為464.2℃，最終剩余質(zhì)量為64.71％;輕組分酚醛樹脂的拉伸強度能達到39.6Mpa，拉伸模量為8.8Gpa，與普通的熱固性酚醛樹脂的相關(guān)指標(biāo)相仿。
　　 在熱解油重餾分改性瀝青的研究中，我們發(fā)現(xiàn)熱解油重餾分能夠大幅度提升瀝青的高溫穩(wěn)定性和路用性能。研究結(jié)果表明:以4％作為瀝青中HFPO的最佳添加量時，改性瀝青的軟

7、化點為53.1℃，針入度為72.4dmm，15℃下延度為43.3cm，在軟化點指標(biāo)上優(yōu)于HFPO+SBR改性瀝青和SBR改性瀝青;重組分改性瀝青混合料在油石比為5.0％時，馬歇爾穩(wěn)定度達到19.50，動穩(wěn)定度可以達到10161次/mm，均高于HFPO+SBR瀝青混合料和SBR改性瀝青混合料。將重組分回收利用無論是從經(jīng)濟角度還是環(huán)境角度都是很有意義的。
　　 利用分子篩催化劑對熱解油進行輕質(zhì)化，可以提高熱解油的回收利用價值。該部分

8、使用HZSM-5、USY、Al2O3三種分子篩催化劑對廢線路板進行催化熱解。實驗結(jié)果表明: HZSM-5熱解液體產(chǎn)率最高;氧化鋁將廢線路板粉末分解最徹底;USY對三相產(chǎn)物產(chǎn)率影響較小。600℃時，Al2O3對熱解油的輕質(zhì)化效果最好，200℃以下輕組分含量最高，可達到56％; HZSM-5催化使熱解油重組分含量減少了9％; USY輕質(zhì)化效果不明顯。在催化熱解過程中，Al2O3能提高苯酚含量、并有一定的脫溴效果;HZSM-5和USY僅在一定