一种印刷线路板中玻璃纤维布和金属层的分离方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于材料回收领域，涉及一种分离方法，具体涉及一种印刷线路板中玻璃 纤维布和金属层的分离方法。
【背景技术】
[0002] 废旧线路板是由各种废旧电脑、通讯设备、电视机和电冰箱等家用电器以及淘汰 的精密电子仪器仪表等等产生。据有关参考数估计，电子废弃物正以每年18%的速度增长， 成为世界上增长最快的垃圾。我国是电子电器生产和消费大国，截止到2010年产生的废旧 线路板数量就达27万吨以上，如果加上其他类型的线路板数量将会更大；近年来电子电器 产生的废旧线路板数量则呈几何倍数地增长。另一方面，我国已经超过日本成为世界最大 线路板制造生产国，而生产过程中产生的线路板边角余料是覆铜板总量的30%左右，是产 生废弃线路板重要来源之一。另外，我国还遭遇发达国家电子垃圾的入侵问题。据统计，全 世界数量惊人的电子垃圾，80%被运到亚洲，其中90%丢弃在中国，我国己成为世界最大的 电子垃圾桶，每年要容纳全世界70%以上的电子垃圾。因此目前我国废弃线路板如何环保 有效的处理是我们面临巨大的挑战。
[0003] 废旧线路板是由玻璃纤维布、树脂和金属层层压而成的复合材料，其中含有的 金属品位相当于普通矿物中金属品位的几十倍至上百倍，金属的含量高达40%，最多的是 铜，此外还有金、铝、镍、铅金属等，其中不乏稀有金属；而自然界中的富矿金属含量超不过 3%_5%。而废旧线路板中含有的玻璃纤维、树脂等非金属材料，也都可以被合理二次利用。根 据线路板中各个组分的性质不同，可以把金属与非金属层分离提纯出来。根据分离原理的 不同，又可分为机械物理处理技术、湿法冶金技术、热处理技术、生物处理技术等。
[0004] 申请号为CN200510084196. 8的中国发明专利公开了一种废旧印刷电路板资源回 收的方法。首先将拆除了电器元件的废旧印刷电路板投入双辊式剪切破碎机粗碎；将粗碎 后物料在氮气中通过热解系统进行热解；将热解产生的固体物采用剪切细碎机进行细碎， 使金属和非金属解离；用磁选机从细碎产物中选出铁磁性物质；对磁选后剩余物料采用高 频气力分选机按密度分离金属和非金属。这种方法对废旧线路板进行了剪碎，使得后续处 理复杂化，也限制了非金属的二次应用范围。此外，此过程能耗较高；前期粗碎时也会产生 有毒有害气体，对人体和环境造成损害。
[0005] 申请号为CN200810107532. X的专利公开了一种真空条件下高效回收废弃电路板 的方法及装置。将废弃电路板置于真空容器中，升温热解，大部分热解挥发物冷却液化为液 体油，另一部分进入气体收集器；热解时，利用离心分离装置将焊锡与电路板分离；分类收 集热解后的电路板基板和电子元件作进一步分离与回收。该装置包括真空热解和离心复合 机、冷阱、气体收集器、真空栗，所述真空热解和离心复合机的真空容器通过管道依次与冷 阱、真空栗、气体收集器相连；此发明可以同步回收废弃电路板焊锡和有机物质，使焊锡与 其它金属高效分离，为其它金属高效回收创造良好的条件。然而，目前的研究主要集中于高 温惰性气氛中或者真空条件下，不同裂解产物之间比例的调控以及回收利用。此外，为了 裂解方便，很多研究者在废旧线路板裂解前先行对其进行了粉碎，而这减少了金属层与非 金属层的应用范围，也增加了后期处理的复杂性。此外，由于考虑到线路板的阻燃性，线路 板中往往加入了阻燃剂，而这些阻燃剂在500-600°C的无氧或是缺氧条件下易生成多溴代 二苯并二噁英(简称PBDD)和多氯代二苯并呋喃(简称PBDF)等有毒有害物质。此类物质在 环境中极难降解，容易在生物体内积累，改变健康生物群体及其后代的内分泌功能，具有致 癌、致畸、致突变效应。
【发明内容】
[0006] 本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种印刷线路板中玻璃纤维布和 金属层的分离方法。
[0007] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种印刷线路板中玻璃纤维布和金 属层的分离方法，它包括以下步骤： (a) 取废弃线路板分别进行示差扫描量热法和热重分析测试得到对应的分析曲线，确 定裂解温度区域； (b) 将管式炉升温至所述裂解温度区域内的任一温度，连续通入惰性气体，随后将试样 推舟送入有效加热温区进行保温，直至金属层发生翘曲； (c) 在所述管式炉出口处连接收集容器，取热解过程中释放的气体进行气相色谱分析， 进行回收处理； (d) 将热解后的废弃线路板降温后，剥离玻璃纤维布和金属层即可。
[0008] 优化地，所述步骤（c)中，进行气相色谱分析后对释放的气体进行冷却收集液化形 成的热解油和液体；再将碱液吸收瓶与收集容器相连接，收集不凝结气体产物。
[0009] 优化地，它还包括步骤（e)称取热解前后废弃线路板的质量，计算质量损失率，确 定其最低时的温度和保温时间。
[0010] 优化地，步骤（a)中，所述裂解温度区域为300~450°C。
[0011] 优化地，步骤（b)中，所述保温时间为10~60分钟。
[0012] 优化地，所述示差扫描量热法和热重分析测试时的升温速率为10~3(TC /min。
[0013] 由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明印刷线路 板中玻璃纤维布和金属层的分离方法，通过示差扫描量热法和热重分析测试得到的分析曲 线确定裂解温度区域，此温度处于分解树脂效率最高的温度区间，节省能源，经济环保，仅 造成中间粘结树脂的分解而不会破坏玻璃纤维布和金属层，线路板无需进行破碎，简化了 分离工艺，还使玻璃纤维的性质没有遭到损害，金属也相对富集，大大拓展了其二次利用范 围。
【附图说明】
[0014] 附图1为本发明废旧线路板以10°C /min为升温速率时的TGA和DSC谱图； 附图2为本发明废旧线路板以20°C /min为升温速率时的TGA和DSC谱图； 附图3为本发明废旧线路板以10°C /min为升温速率时的TGA和DSC谱图； 附图4为剥离形成玻璃纤维布和金属层的废旧线路板； 附图5为利用质谱-色谱联用仪分析的375°C下裂解Ih的热解气气体分析谱图。
【具体实施方式】
[0015] 本发明印刷线路板中玻璃纤维布和金属层的分离方法，它包括以下步骤：（a)取 废弃线路板分别进行示差扫描量热法（DSC)和热重分析（TGA)测试得到对应的分析曲线， 确定裂解温度区域；此温度处于分解树脂效率最高的温度区间，节省能源，经济环保，仅造 成中间粘结树脂的分解而不会破坏玻璃纤维布和金属层，线路板无需进行破碎，简化了分 离工艺，还使玻璃纤维的性质没有遭到损害，金属也相对富集，大大拓展了其二次利用范 围；需要注意的是裂