废旧印刷电路板的热解脱溴实验研究

论文摘要

废旧印刷电路板作为电子垃圾的一部分,它的资源化处理与利用引起广泛重视,热解技术被认为是回收废弃物资源和能量一种行之有效的方法。在应用热解技术处理废旧印刷电路板时起到了使固体废弃物减容,提高金属回收效率,部分资源和能量回收的作用。但同时电路板中的含溴阻燃剂在热解过程中产生的溴元素影响了热解得到液体和气体产物的品质,带来了潜在的环境影响。因此本文的研究在已开展的研究的基础上,着重研究印刷电路板热解时如何使液体产物和气体产物脱溴。借鉴塑料热解采用添加剂脱溴的思想,本研究试图通过选择添加剂达到印刷电路板液体产物脱溴的目的。本文考察了三种添加剂在印刷电路板热解过程中的对液体产物的脱溴作用,发现α-FeOOH脱溴效果最为显著,与不加添加剂的情况相比,280550℃各个温度下液体产物含溴量占总溴的从31.1765.27%降到4.3915.93%,固体产物中含溴量占总溴分别从50.7611.49%提高到84.6660.02%。CaCO3,K2CO3的脱溴效果要差。确定了在考察温度范围内,350℃为最合理热解温度,液体产物中含溴量最少。而400℃则更利于气体产物的回收。α-FeOOH不同的添加比例与固体产物中的无机溴含量表现了一致的线形关系,证明了α-FeOOH反应消耗印刷电路板热解中产生的HBr的特性。本文采用GC/MS分析方法,对固体产物和液体产物中的含溴有机物和主要的不含溴有机物进行了成分分析,液体含溴有机物主要有溴丙酮,一溴苯酚,2-溴-4-（1甲基乙基）苯酚,2-溴-4-（1-甲基乙烯基）苯酚,2,6-二溴苯酚,2,6-二溴-4-（1甲基乙基）苯酚,一溴、二溴、三溴双酚A;而2,4二溴苯酚和2,4,6-三溴苯酚只出现在固体产物中。通过对溴化环氧树脂结构和液体产物中有机物的可能的生成途径进行分析,完善了溴化环氧树脂的热解途径:C-O键的断裂是溴化环氧树脂热解的挥发性产物生成的第一步,热解过程中伴随着C-Br键和C-Benzene键的断裂,两者的竞争关系体现在各个不同温度下的含溴苯酚类和双酚类物质的含量变化,双苯环物质的可能的生成途径的推断丰富了溴化双酚A物质的气相合成的证据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 国内外电子电气废弃物的现状
• 1.1.2 废旧印刷电路板资源回收与处理技术现状
• 1.2 废旧印刷电路板的热解处理
• 1.2.1 废旧印刷电路板的热解处理现状
• 1.2.2 废旧印刷电路板中的含溴阻燃剂及在其热解产物中的分布
• 1.2.3 废旧印刷电路板的热解脱溴
• 1.3 论文主要内容
• 第2章 实验台架和实验方法介绍
• 2.1 实验台架设计思路及介绍
• 2.1.1 固定床实验台设计思路
• 2.1.2 固定床实验台结构介绍
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 固定床实验台架一般操作方法
• 2.2.2 产物中溴含量检测方法
• 2.2.3 产物中有机溴物质检测方法
• 2.3.4 其他一些相关实验分析方法
• 2.3 本章小结
• 第3章 废旧印刷电路板热解脱溴的影响因素
• 3.1 温度对印刷电路板热解脱溴的影响
• 3.1.1 实验工况设计及参数
• 3.1.2 不同温度下溴在三相产物中的分布
• 3.2 不同的添加剂比例对废旧印刷电路板热解脱溴的影响
• 3.2.1 实验工况设计及参数
• 3.2.2 不同添加剂比例下溴在三相产物中的分布
• 3.3 不同添加剂种类对印刷电路板热解脱溴的影响
• 3.3.1 实验工况设计及参数
• 3.3.2 不同添加剂类型下溴在三相产物中的分布
• 3.4 本章小结
• 第4章 废旧电路板热解产物的成分分析和资源化利用
• 4.1 废旧电路板热解产物的成分分析
• 4.1.1 固体产物成分分析
• 4.1.2 液体产物成分分析
• 4.2 溴化环氧树脂的分解途径探讨
• 4.3 热解产物的资源化利用分析
• 4.3.1 固体产物的资源化利用分析
• 4.3.2 液体及气体产物的资源化利用分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 总结
• 5.1 研究总结
• 5.2 未来工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果