在废旧印刷电路板(简称WPCBs)中,金属材料占据的比例为40%,非金属材料占据的比例为60%,大多数都是回收金属材料,而对于非金属材料则是直接进行焚烧或者是掩埋处理。由于废旧电路板当中含有大量的卤素,在燃烧的过程中会产生有害物质,对环境产生破坏,污染环境。这样不仅浪费了非金属资源,还污染了土地资源。如果采用合理的方式与技术,对废旧电路板当中的非金属材料进行回收利用,不仅能减少材料的浪费,还能够再次利用废旧电路板当中的非金属材料,减少对环境的污染。
采用热解工艺,能够实现非金属材料的回收再利用;也可采用机械物理方法获得WPCBs非金属颗粒,能作为填料或混凝土添加剂;而其颗粒作为粘弹性材料时,具有更高的温度敏感性。WPCBs非金属粉末可用来制备高密度聚乙烯复合材料、活性炭、吸附剂等。在聚乙烯复合材料中掺加30%的WPCBs非金属粉末时,复合材料的物理特性得到增强。经过处理后的WPCBs非金属粉末可作为吸附剂吸附重金属离子,且其吸附效率比工业吸附剂更高。
当前WPCBs的热解回收工艺主要有两种。第一种是将WPCBs预处理后直接进行热解,从固相残渣中回收金属,该工艺下WPCBs中的BERs等有机粘结材料在高温下首先被分解,破坏了树脂的粘结效果,金属和玻璃纤维等成分残留在热解炉中转化为残渣,进过简单的粉碎、磁选、涡电流等方法对残渣中的金属进行分选回收,热解产生的热解气和热解油可回用作燃料或化工原料,该工艺被称为“前置热解法”。
第二种工艺是首先采用机械物理法对WPCBs中的金属进行分选回收,然后对分选回收残留的非金属粉进行热解,该工艺将金属的物理回收和非金属粉热解两个过程串联起来,被称为“后置热解法”。综合考虑环境效益和处理成本,WPCBs的“前置热解法”具有更大的发展优势。WPCBs经热解后,WPCBs中树脂粘结剂的结构遭到破坏,削弱了WPCBs中金属和非金属的粘结力,在实现WPCBs中金属和非金属组分高效分离的同时避免了后续机械破碎能耗。此外,由于溴化环氧树脂在热解处理过程中已分解完全,可有效抑制后续金属回收过程中毒性气体的产生。热解过程中产生的热解气和热解油能进一步回用,提高了WPCBs的物质和能量回收效率。
废旧印刷电路板热解,固体产物中金属Cu和Ag得到了富集,可作为铜冶炼的优质原料;气体产物的主要成分为高热值富氢燃气,热值约为21MJ/Nm³,有较高的综合热值;液体产物热值较高,经处理可作为液体燃料。废旧印刷电路板通过热解可实现高值化利用。