一种以废旧电路板为原料制备活性炭的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种以废旧电路板为原料制备活性炭的方法，属于废物资源回收利用 制备活性炭领域。
【背景技术】
[0002] 印刷电路板属于复合材料，是由环氧树脂、玻璃纤维和高纯度的铜组成的。目前， 废旧电路板中的金属部分通过机械分离的方法可以有效的回收，但是，在机械分离过程中 产生的非金属粉末已经成为电子废弃物处理的重要问题。非金属粉末在废旧电路板中占了 70%，通常都会以填埋或者焚烧的方式处理，这将导致了二次污染。
[0003] 废旧电路板中的非金属部分主要成分是环氧树脂，含有环氧基团的的高分子化 合物。其固定碳含量在63.7%左右，因此适合制备活性炭。利用废旧电路板中的非金属 部分制备活性炭，不仅可以充分利用废弃物而且可以节约原料的成本。中国专利文献CN 102923702A(【申请号】201210380085. 1)公开了一种以废旧印刷电路板制备活性炭的方法， 包括步骤：（1)将印刷电路板粉末装入炭化炉，在350?500°C下炭化0. 5?1小时。（2) 炭化粉末与活化剂0^2(1)3或似2〇) 3)质量比1 :1?1 :4. 5,研磨混勾，在队或(：02保护下， 600?950°C活化0. 5?2小时。但该专利存在以下的缺点：1.步骤繁琐，首先进行炭化， 其次进行活化。2.活化剂为1(20) 3或似20)3属于碱性物质，在工业生产中，对设备会有腐蚀 作用，因此不适合应用于工业生产。
[0004] 中国专利文献CN 101948110A(【申请号】201010504085. 9)公开了一种采用磷酸浸 渍，微波加热制备活性炭的方法。此种方法也存在一定的缺点，在进行机械粉选的过程中非 金属部分会存在少量的铜，磷酸对铜没有腐蚀作用，因此此种方法制备出来的活性炭存在 金属铜。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明提供一种以废旧电路板中的非金属部分为原料，采 用磷酸-水蒸气同时作用制备活性炭的方法，该方法不仅为废旧电路板的利用开拓了一种 新途径，变废为宝，而且降低了固体废弃物造成的污染。
[0006] 原料说明：
[0007] 废旧电路板：主要来源于各种废旧的电脑，通讯设备，家用电器以及淘汰的电子仪 器仪表等的线路板，PCB板，铝基板，高频板，厚铜板，阻抗板，PCB，超薄线路板，超薄电路板。
[0008] 本发明的技术方案如下：
[0009] -种以废旧电路板为原料制备活性炭的方法，包括步骤如下：
[0010] (1)废旧电路板粉碎后，将金属物和非金属物分离出来，非金属物粉碎至粒径 0. 2?0. 3mmX0. 2?0. 3mm，得废旧电路板非金属粉末；
[0011] ⑵将废旧电路板非金属粉末置于质量浓度50%?75%的呀04溶液中，于20? 80°C下浸溃8?12小时；
[0012] (3)步骤（2)浸渍后的废旧电路板非金属粉末在水蒸气保护下以2?10°C /min 的升温速率升温至700?850°C，在700?850°C下恒温反应20?60min，冷却至室温后得 到活性炭中间产物；
[0013] (4)所得的活性炭中间产物去离子水洗涤至滤液pH值为6?8,烘干或自然晾干， 研磨过筛，即得环氧树脂活性炭。
[0014] 本发明优选的，步骤（2)中，H3P〇d§液的质量浓度60%?70%，废旧电路板非金 属粉末的加入量与比?0 4溶液的质量比为（0. 5?3) :1。
[0015] 本发明优选的，步骤（2)中浸渍温度优选50?60°C，浸渍时间优选为：10?12小 时，最为优选：12小时。
[0016] 本发明优选的，步骤（3)中水蒸气的通入速率为0. 5?lL/min。
[0017] 本发明优选的，步骤（3)中的冷却是在水蒸气保护下进行冷却，水蒸气的通入速 率与反应时通入的速率相同。
[0018] 本发明优选的，步骤（3)中，浸渍后的废旧电路板非金属粉末反应温度为800? 850°C，反应时间为：30?50min，升温速率为6?8°C /min。
[0019] 本发明优选的，步骤（4)中烘干是将洗涤后的活性炭中间产物于100?110°C烘箱 内烘烤3?4小时。
[0020] 本发明优选的，步骤（1)中，废旧电路板粉碎后，采用比重法将金属物和非金属物 的分呙出来。
[0021] 比重法：利用材料间比重的差异进行分离，颗粒在气流的作用下分层，下面的重颗 粒受板的摩擦和振动作用向上移动，而轻颗粒由于板的倾斜度而向下漂移，从而将废旧电 路板中的金属和非金属部分筛选分离。
[0022] 本发明制得的废旧电路板活性炭，具有微孔、中孔和大孔多级结构，微孔孔隙发 达，比表面积可达691?730m 2/g，在水蒸气气氛保护下，可明显缩短升温时间，增大活性炭 的比表面积。
[0023] 本发明意外发现，釆用水蒸汽与1^04共同作用活化原料，与只用11丨0 4活化相比有 很大进步。在本发明的活化过程中，H3P04既起到脱水作用又起到酸催化的作用，H #04进入 原料的内部与之发生反应，促使废旧电路板活性炭前驱体低分子化，在热作用下使得原料 膨胀。由于废旧电路板中的有机物含量较高，因此在活化过程中易形成大量的焦油等复杂 的有机物，堵塞了活性炭的孔结构。在高温作用下的水蒸气恰好可以将这些有机物带出物 料体系，同时侵蚀炭体进行造孔，在原料内部或表面形成了大小不等的孔径。因此，与只用 耻0 4活化相比，水蒸气对炭体既可以起到"清洗"的作用又能进一步造孔，缩短了活化反应 时间，制备出孔隙发达的环氧树脂活性炭。
[0024] 本发明的优点如下：
[0025] 1、本发明以废旧电路板中的非金属部分为原料制备活性炭，实现了废物资源的利 用，减少了污染，并且缓解了活性炭原料资源紧缺的问题，降低了生产活性炭的成本。而且 制备工艺简单，制备的活性炭有优良的吸附性能。
[0026] 2、本发明采用管式炉直接活化得活性炭，工艺简单，操作时间短，省去了炭化的步 骤。所用的磷酸腐蚀性小，减少了对设备的腐蚀。
[0027]3、本发明制备的活性炭孔隙发达，比表面积为691?730m2/g。其比表面积大于只 用磷酸活化制备的活性炭。
【附图说明】
[0028] 图1是实施例2制得的环氧树脂活性炭的扫描电镜照片。
[0029] 图2是实施例2制得的环氧树脂活性炭的孔径分布图。
[0030] 图3是实施例2制得的环氧树脂活性炭的队吸脱附曲线图。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合实施例子对本发明做进一步的详细说明。
[0032] 实施例1
[0033] -种以废电路板为原料制备活性炭的方法，步骤如下：
[0034] (1)废旧电路板粉碎后，采用比重法将金属物和非金属物分离出来，非金属物粉碎 至粒径0? 2mm X 0? 2mm，得废旧电路板非金属粉末；