Mit der Beschleunigung der Aktualisierung elektronischer Produkte steigt die Anzahl der verworfenen Leiterplatte (PCB), der Hauptbestandteil von Elektronikschrott, nimmt ebenfalls zu. Auch die Umweltverschmutzung durch PCB-Abfälle hat die Aufmerksamkeit verschiedener Länder geweckt. In Abfall-PCBs sind Schwermetalle wie Blei, Quecksilber und sechswertiges Chrom sowie giftige Chemikalien wie polybromierte Biphenyle (PBB) und polybromierte Diphenylether (PBDE), die als flammhemmende Bestandteile verwendet werden, in der natürlichen Umwelt enthalten . Grundwasser und Boden verursachen eine enorme Verschmutzung, die dem Leben der Menschen sowie der physischen und psychischen Gesundheit großen Schaden zufügt. Auf dem PCB-Abfall befinden sich fast 20 Arten von Nichteisenmetallen und seltenen Metallen, die einen hohen Recyclingwert und wirtschaftlichen Wert haben, und es ist eine echte Mine, die darauf wartet, abgebaut zu werden.

So entsorgen Sie gebrauchte Leiterplatten

1 Physikalisches Gesetz

Die physikalische Methode ist die Verwendung mechanischer Mittel und der Unterschied in den physikalischen Eigenschaften der PCB, um ein Recycling zu erreichen.

1.1 Gebrochen

Der Zweck des Zerkleinerns besteht darin, das Metall in der Abfallleiterplatte so weit wie möglich von dem organischen Material zu trennen, um die Trennleistung zu verbessern. Die Studie ergab, dass das Metall, wenn das Metall bei 0.6 mm gebrochen wird, grundsätzlich eine Dissoziation von 100% erreichen kann, aber die Wahl der Zerkleinerungsmethode und der Anzahl der Stufen hängt vom nachfolgenden Prozess ab.

1.2 Sortieren

Die Trennung wird durch die Nutzung unterschiedlicher physikalischer Eigenschaften wie Materialdichte, Partikelgröße, Leitfähigkeit, magnetische Permeabilität und Oberflächeneigenschaften erreicht. Derzeit weit verbreitet sind die Windrüttler-Technologie, die Flotations-Trenntechnologie, die Zyklon-Trenntechnologie, die Schwimm-Sink-Trennung und die Wirbelstrom-Trenntechnologie.

2 Behandlungsmethode mit superkritischer Technologie

Die Extraktionstechnologie für überkritische Fluide bezieht sich auf ein Reinigungsverfahren, das den Einfluss von Druck und Temperatur auf die Löslichkeit überkritischer Fluide nutzt, um eine Extraktion und Trennung durchzuführen, ohne die chemische Zusammensetzung zu ändern. Gegenüber herkömmlichen Extraktionsverfahren bietet das überkritische CO2-Extraktionsverfahren die Vorteile der Umweltfreundlichkeit, der bequemen Trennung, der geringen Toxizität, der geringen oder keinen Rückstände und kann bei Raumtemperatur betrieben werden.

Die Hauptforschungsrichtungen zur Verwendung überkritischer Flüssigkeiten zur Behandlung von PCB-Abfällen konzentrieren sich auf zwei Aspekte: Erstens, weil die überkritische CO2-Flüssigkeit die Fähigkeit besitzt, das Harz und die bromierten flammhemmenden Komponenten in der Leiterplatte zu extrahieren. Wenn das Harzbindematerial in der Leiterplatte durch das überkritische CO2-Fluid entfernt wird, können die Kupferfolienschicht und die Glasfaserschicht in der Leiterplatte leicht getrennt werden, wodurch die Möglichkeit eines effizienten Recyclings von Materialien in der gedruckten Schaltung geschaffen wird Planke . 2. Verwenden Sie direkt überkritische Flüssigkeiten, um Metalle aus Abfall-PCBs zu extrahieren. Waiet al. berichteten über die Extraktion von Cd2+, Cu2+, Zn2+, Pb2+, Pd2+, As3+, Au3+, Ga3+ und Ga3+ aus simuliertem Zellulosefilterpapier oder Sand unter Verwendung von Lithium-fluoriertem Diethyldithiocarbamat (LiFDDC) als Komplexbildner. Nach den Ergebnissen der Sb3+-Forschung liegt die Extraktionseffizienz bei über 90%.

Die überkritische Verarbeitungstechnologie weist auch große Mängel auf, wie zum Beispiel: eine hohe Selektivität der Extraktion erfordert die Zugabe von Schleppmittel, das für die Umwelt schädlich ist; relativ hoher Extraktionsdruck erfordert eine hohe Ausrüstung; Beim Extraktionsprozess wird eine hohe Temperatur verwendet und daher ein hoher Energieverbrauch.

3 Chemische Methode

Die chemische Behandlungstechnologie ist ein Extraktionsverfahren, das die chemische Stabilität verschiedener Komponenten in PCB nutzt.

3.1 Wärmebehandlungsverfahren

Das Wärmebehandlungsverfahren ist hauptsächlich ein Verfahren zum Trennen von organischem Material und Metall mittels hoher Temperatur. Es umfasst hauptsächlich Verbrennungsverfahren, Vakuumcrackverfahren, Mikrowellenverfahren und so weiter.

3.1.1 Verbrennungsmethode

Die Verbrennungsmethode besteht darin, Elektronikschrott auf eine bestimmte Partikelgröße zu zerkleinern und zur Verbrennung in eine Primärverbrennungsanlage zu schicken, die darin enthaltenen organischen Komponenten zu zersetzen und das Gas vom Feststoff zu trennen. Der Rückstand nach der Verbrennung ist das blanke Metall bzw. dessen Oxide und Glasfasern, die nach der Zerkleinerung durch physikalische und chemische Methoden zurückgewonnen werden können. Das organische Komponenten enthaltende Gas tritt zur Verbrennungsbehandlung in die Sekundärverbrennungsanlage ein und wird abgeführt. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass es viel Abgas und giftige Stoffe produziert.

3.1.2 Rissmethode

Pyrolyse wird in der Industrie auch als Trockendestillation bezeichnet. Es besteht darin, den Elektronikschrott in einem Behälter unter der Bedingung der Luftisolierung zu erhitzen, die Temperatur und den Druck zu kontrollieren, so dass die darin enthaltenen organischen Stoffe zersetzt und in Öl und Gas umgewandelt werden, die nach Kondensation und Sammlung wiedergewonnen werden können. Im Gegensatz zur Verbrennung von Elektronikschrott wird die Vakuumpyrolyse unter sauerstofffreien Bedingungen durchgeführt, wodurch die Produktion von Dioxinen und Furanen unterdrückt werden kann, die Menge an erzeugtem Abgas gering ist und die Umweltverschmutzung gering ist.

3.1.3 Mikrowellen-Verarbeitungstechnologie

Die Mikrowellen-Recyclingmethode besteht darin, zuerst den Elektronikschrott zu zerkleinern und dann die Mikrowellenheizung zu verwenden, um die organischen Stoffe zu zersetzen. Erhitzen auf etwa 1400 schmilzt Glasfaser und Metall, um eine verglaste Substanz zu bilden. Nach dem Abkühlen dieser Substanz werden Gold, Silber und andere Metalle in Form von Perlen abgetrennt und die verbleibende Glassubstanz kann als Baumaterial recycelt werden. Dieses Verfahren unterscheidet sich deutlich von herkömmlichen Heizverfahren und hat wesentliche Vorteile wie hohe Effizienz, Schnelligkeit, hohe Ressourcenrückgewinnung und -nutzung und geringer Energieverbrauch.

3.2 Hydrometallurgie

Die hydrometallurgische Technologie nutzt hauptsächlich die Eigenschaften von Metallen, die in sauren Lösungen wie Salpetersäure, Schwefelsäure und Königswasser gelöst werden können, um Metalle aus Elektronikschrott zu entfernen und aus der flüssigen Phase zurückzugewinnen. Es ist derzeit das am weitesten verbreitete Verfahren zur Verarbeitung von Elektroschrott. Gegenüber der Pyrometallurgie hat die Hydrometallurgie die Vorteile geringerer Abgasemissionen, einfacher Entsorgung von Rückständen nach der Metallgewinnung, deutliche wirtschaftliche Vorteile und einfacher Prozessablauf.

4 Biotechnologie

Die Biotechnologie nutzt die Adsorption von Mikroorganismen an der Oberfläche von Mineralien und die Oxidation von Mikroorganismen, um das Problem der Metallrückgewinnung zu lösen. Die mikrobielle Adsorption kann in zwei Arten unterteilt werden: die Verwendung von mikrobiellen Metaboliten zur Immobilisierung von Metallionen und die Verwendung von Mikroben zur direkten Immobilisierung von Metallionen. Die erstere besteht darin, den von Bakterien produzierten Schwefelwasserstoff zur Fixierung zu verwenden. Wenn die Oberfläche der Bakterien Ionen absorbiert, um eine Sättigung zu erreichen, kann sie Flocken bilden und sich absetzen; Letzteres nutzt die oxidierende Eigenschaft von Eisen(III)-Ionen, um andere Metalle in Edelmetalllegierungen wie Gold zu oxidieren. Es wird löslich und gelangt in die Lösung, wodurch das Edelmetall freigelegt wird, um die Rückgewinnung zu erleichtern. Die Gewinnung von Edelmetallen wie Gold durch Biotechnologie hat die Vorteile eines einfachen Verfahrens, niedriger Kosten und einer bequemen Bedienung, aber die Auslaugungszeit ist länger und die Auslaugungsrate ist niedrig, so dass sie derzeit nicht tatsächlich angewendet wird.

Abschließende Bemerkungen

Elektroschrott ist eine kostbare Ressource, und es ist von großer Bedeutung, die Erforschung und Anwendung von Metallrecycling-Technologien für Elektroschrott sowohl aus wirtschaftlicher als auch aus ökologischer Sicht zu stärken. Aufgrund der komplexen und vielfältigen Eigenschaften von Elektroschrott ist es mit jeder Technologie allein schwierig, die darin enthaltenen Metalle zurückzugewinnen. Der zukünftige Entwicklungstrend der Elektroschrott-Verarbeitungstechnologie sollte lauten: Industrialisierung der Verarbeitungsformen, maximales Recycling von Ressourcen und wissenschaftliche Verarbeitungstechnologie. Zusammenfassend kann die Untersuchung des Recyclings von PCB-Abfällen nicht nur die Umwelt schützen, Umweltverschmutzung verhindern, sondern auch das Recycling von Ressourcen erleichtern, viel Energie sparen und die nachhaltige Entwicklung von Wirtschaft und Gesellschaft fördern.