厦门市源广鑫物资回收有限公司
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采用热重分析仪和固定床热解反应器对废旧电路板进行了低真空条件下的热分解实验.研究了混合废旧电路板在真空下的降解特性、热解动力学以及热解条件对热解产品产率的影响,并讨论了真空和氮气条件下电路板热解的差异.实验结果表明真空降低了电路板热解的表观活化能,提高了热解产物的挥发性,减少了二次裂解反应,因而真空有利于提高液体产品的产率,降低气体和固体产品的产率.废旧电路板的真空热解液体产品主要由酚、烷基酚、双酚A、水以及各种溴酚构成,液体中总溴高达13·47%,其中一半左右以有机溴的形式存在,因此液体产品适合用于分离提取化工原料而不宜用于作燃料.
本文以数字图像处理方法为研究内容,采用机器视觉测技术方案,运用模板参考比较的缺陷检测方法来设计并实现印刷电路板智能检测系统。在印刷电路板的生产过程中,会产生外观不整洁、阻焊不均匀、文字偏移、线路及焊盘破损等缺陷。对成批印刷电路板逐一进行检测时,需要及时发现各种缺陷并找出缺陷位置。印刷电路板智能检测设备的开发与应用成为解决这一问题的关键。为此,本文设计并实现了基于机器视觉检测技术的印刷电路板智能检测系统。该系统能够采集并分析印刷电路板的图像,从而发现印刷电路板的缺陷,实现印刷电路板的自动检测功能。同时,为了提高系统的检测能力与检测速度,在图像采集、图像预处理以及电路板缺陷的提取与识别方面进行了大量的工作。在图像采集方面,本文设计并实现了照明光源的光强自调整方法,完成了图像位图格式的快速转换,在保证图像质量的前提下提高了图像采集的速度;在图像的预处理方面,为了提高印刷电路板数字图像的信噪比,采用了灰度修正、图像平滑、中值滤波等X化图像质量的预处理算法;在电路板缺陷的提取与识别方面,采用基于序贯相似性检测的模板匹配算法与差影检测算法相结合的数字图像处理方法,实现了印刷电路板图像与模板图像之间的快速对准与参考比较。系统的可行性与X性在实验室环境下得到了验证。实验结果分析表明,该系统能够满足以较快的速度检测出电路板微小缺陷的要求。
由于技术革新和市场刺激,电器设备和电子产品的淘汰速度不断加快,这使得电子废弃物的无害化处理和资源化问题越来越重要和紧迫。印刷电路板(printed circuit boards,PCBs)是所有电子产品的基本组成部件,因此废弃印刷电路板是电子垃圾中的一个重要分支。电路板中含有许多有害重金属和溴化阻燃剂,如果处理不当将会对土壤和地下水造成严重的污染,严重损害人类和其他生物的健康。由于电路板回收的直接驱动利益主要是贵金属,占电路板约70wt%的非金属材料却没有得到合理的处理或回收。大部分的电路板非金属材料都被当成城市垃圾填埋、焚烧或被任意堆置。但是,焚烧会产生大量毒害气体,填埋和堆置会侵占大量宝贵的土地、提高电路板的回收成本、浪费有用的资源。因此,本文根据“减量化、资源化、再利用”的固体废弃物处理原则,采用机械物理法回收利用废弃电路板非金属材料,将废弃电路板经过二X破碎、高压静电分选后的非金属粉作为原料来制备不饱和聚酯团状模塑料(unsaturated polyester bulk molding compound, UP-BMC)和改性沥青。研究不同的成型温度和成型时间等制备工艺对新型不饱和聚酯团状模塑料的性能影响;研究不同粒径和不同添加量的非金属粉末对不饱和聚酯模塑料性能的影响;考察不同粒径和不同添加量的非金属粉末对改性沥青料性能的影响,分析改性沥青的高温和低温性能改善程度,探讨改性沥青的非金属粉X佳加入量和粒径。混合废弃电路板非金属粉粒径分布并不非常连续,粒径主要集中在50μm至91μm之间以及125μm至150μm之间,含量分别达到58 wt%和25 wt%。非金属粉的热解稳定温度为323°C,X高降解速率对应温度为343°C,800°C的热解残余率为33.4 wt%。非金属粉填充不饱和聚酯团状模塑料的X佳成型工艺条件为:上、下压头的加热温度分别为140°C和135°C,加压时间为5 min。非金属粉填充不饱和聚酯团状模塑料的冲击强度和弯曲强度都存在一个极大值,且极大值对应的非金属粉含量都为20 wt %。洛氏硬度随着非金属粉含量增加出现两个极大值,一个对应于10 wt %,另一个对应于30 wt %。当粒径为<0.07 mm、含量为20 wt %时冲击强度、弯曲强度分别达到极大值6.4 kJ/m2和68.8 MPa,洛氏硬度则为89.0 HRM。通过对非金属粉填充不饱和聚酯团状模塑料的SEM图分析得出,玻璃纤维都主要以单根的形式均匀地分散在材料中,非金属粉与树脂基体的界面粘结较好,与不饱和聚酯有较好的相容性。当非金属粉含量为25wt%,粒径为0.07-0.09 mm时,改性沥青的综合性能X好,其具体性能指标为135°C黏度为1225 cP,25°C针入度为53.7 dmm,软化点为54°C,15°C延度为43.5 cm,60°C的车辙因子G*/sinδ为3995.27 Pa,极限使用温度为69.4°C,所有这些指标都说明沥青的性能得到较大的提高和改善。因此,本文实现了废弃电路板非金属材料在不同X域内的再利用,从而为非金属材料引起的环境问题提供了新颖的解决方法,达到了节约资源和能源、保护环境的“节能减排”目的。
随着经济和电子信息产业的迅速发展,电子电器产品更新换代日益加剧,导致大量的电子废弃物形成。废弃印刷电路板是电子废弃物的重要组成部分,其中金属的高回收价值与有毒有害物质的潜在危害性使得对其进行资源化回收和安全处置具有十分重要的意义。论文围绕废弃印刷线路板的资源化回收展开研究。X创了回收废弃印刷电路板中焊锡的油浴离心分离技术；建立了包括“油浴离心分离+真空热裂解”和“真空热裂解+真空离心分离"在内的环境友好且经济可行的回收流程,实现了废弃印刷电路板中有机树脂和焊锡的分离与回收利用；创造性地研制出真空热裂解-离心耦合技术回收处理废弃印刷电路板,实现了废弃印刷电路板有机物质、焊锡与其他金属的一步分离,大大提高了回收效率。本文X先概述了目前废弃印刷线路板的主要处理方法,并对不同处理方法的X势及存在的问题进行分析与评价。考虑到提前分离焊锡为废弃印刷电路板中其它金属的回收创造了良好条件,在分析废弃印刷电路板中焊锡具有低熔点这一特性的基础上,采用油作为加热介质将焊锡熔化,在自行设计的装置上利用固液离心分离的原理将焊锡从废弃电路板中分离出来。本文选择使用广泛、具有代表性的酚醛树脂类(FR-2)和环氧树脂类(FR-4)印刷线路板作为研究对象。实验结果表明：离心分离废弃电路板焊锡的影响因素有：转速、温度、旋转时间、旋转次数,其中主要的影响因素为实验温度和转速；分离焊锡的较好实验条件为：转速1400rpm,温度240℃,6min内均匀旋转6次。在油浴离心分离焊锡的基础上,结合真空热解技术在固体废弃物处理过程中所具有的固有X势,本文X先提出一种回收废弃印刷电路板的新方法,即“离心分离+真空热解”两步工艺。实验表明：油的温度为240℃,转速为1400rpm,采用间歇式的方式旋转6min以上,废弃印刷电路板焊锡得到完全分离回收。设置真空热裂解实验条件：体系压力为1.5kPa,升温速率为40℃／min,裂解终温为600℃,终温保温时间为30min,冷阱温度为-40℃,对脱焊后的废弃电路板进行真空热裂解。酚醛树脂类废弃印刷电路板裂解后裂解渣、热解油和气体的平均产率分别为69.5%、27.8%和2.7%；环氧树脂类废弃印刷电路板裂解后各种产物的平均产率分别为75.7%、20.0%和4.3%。为了提高回收效率和更好地进行实验操作,本文进一步调整了回收工艺,采用“真空热解+真空离心分离”流程处理废弃印刷电路板。设置真空热裂解条件为：体系压力400 Pa,升温速率40℃／min,裂解终温600℃,终温保温时间30min,冷阱温度-40℃。酚醛树脂类废弃印刷电路板热解后热解渣、热解油和气体的平均产率分别为67.97%,27.73%和4.30%；环氧树脂类废弃印刷电路板热解后各种产物的平均产率分别为72.20%,21.45%和6.35%。将热解渣在真空条件下(体系压力约为20Pa)进行离心分离以回收焊锡,实验表明：当温度为400℃,以转速为1200rpm旋转转鼓10min,废弃印刷电路板焊锡得到完全分离回收。在前期研究的基础上,本文更进一步研究了一种回收处理废弃印刷电路板的新技术——真空热裂解-离一心耦合技术,即将真空热裂解工艺与离心分离工艺合二为一,在真空条件下同时实现焊锡的分离回收与有机物质的热解分离,大大提高了回收效率,降低了回收成本。将两种废弃印刷电路板在真空条件下进行热解,设置体系压力为400 Pa,升温速率为20℃／min,裂解终温为600℃,终温保温时间30min,设置冷阱温度为-40℃。酚醛树脂类废弃印刷电路板热解后热解渣、热解油和气体的平均产率分别为67.91%,27.84%和4.25%；环氧树脂类废弃印刷电路板热解后各种产物的平均产率分别为72.22%,21.57%和6.21%。在400～600℃内以转速为1000rpm旋转转鼓10min,废弃印刷电路板焊锡得到完全分离回收。真空热裂解和焊锡分离回收后,基板和电子元件很容易分离。热解后的基板很容易分离出铜箔、玻璃纤维等物质；热解后的电子元件中的各种金属送后续工序回收。热解油可作为化工原料或进一步加工成燃料；热解产生的不可冷凝气体有较高的燃烧值,收集后可加以利用。
