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探討脫除廢棄PCB中鹵素成分

    一般電氣產品、家用電器等為了安全性,而在PCB的樹脂中加入了鹵素、銻化合物等阻燃劑。

  目前認為它對環境、人體是有害的。因此在回收廢棄PCB的研究中,脫除廢棄PCB中鹵素成分,已經成為一個重要研究、開展的工作。國外有關研究部門的測試結果表明:在20世紀90年代出品的臺式計算機用PCB中,含溴成分占9%  (以PCB重量為100計的重量比)左右。電視機、辦公用電子產品(0E)等的PCB(一般多采用酚醛—紙基覆銅板為基材),它的含溴成分占4.4%-5.3%,銻成分占0.4%-0.9%。

  脫除廢棄PCB中鹵素成分,主要是脫除存在于PCB中的作為阻燃劑的溴素物。自20世紀60年代起,世界在脫除鹵素技術方面的研究工作開始興起。而現今的脫除鹵素工作,主要是要達到廢棄PCB回收、再利用的“無害化”。對PCB中含有的鹵素物的脫除處理,是將結合在苯環上的鹵原子與苯環分離,從理論上講,氯原子與苯環之間的分離需916KJ/mol的能量,而需879KJ/mol能量才可將溴原子與苯環實現分離。

  在脫除處理的方法上,解法、干式固相反應法等。

  (1)氫化法

  在近期出現的各種脫鹵發明專利中,其數量最多的是氫化法的工藝路線。這種通過氫化反應脫除PCB中鹵素的方法,主要是在金屬催化劑的存在下,被處理的PCB接觸氫氣,產生鹵原子與氫原子之間的反應。而所進行的金屬催化劑,一般是以活性碳作為載體的鈀等貴金屬,也有的研究成果采用了氫化鋰基鋁等氫化催化劑。而氫的給予劑多采用的是甲酸或甲酸鹽。

  (2)熱分解法

  對廢棄PCB設計中含有鹵素阻燃劑的樹脂進行熱分解加工,使含有鹵素的樹脂得到液相分解或導致油化(原油資源化),再將被游離出的鹵素物與所添加的堿性化合物進行反應,提取出含鹵素物。在這種脫除鹵素的一些專利(如:特開平10-24274、特開2001-172426、特開平9-262565、特開平9-249581等)中,各自所接觸性堿性催化劑品種、反應溫度有所差異。廢棄PCB中的含鹵素樹脂,多為含溴環氧樹脂。采用熱分解法分離出溴素后,所添加的堿性催化劑(鉀鹽),還與分離出的溴素進行反應,形成可便于回收的溴化鉀。這種熱分解法在回收鹵素物方面,表現得較比氫化法更嚴密些。其游離鹵素得到較完全的回收利用。

  (3)固相反應法

  采用金屬化合物與廢棄PCB中的樹脂進行干式混合,并產生固相反應,使存在于廢棄PCB的樹脂中的鹵素被分離,并以形成鹵化鹽的形態被提取出。這種脫除廢棄PCB中鹵素成分的固相反應法,所用的金屬化合物主要選用氧化鈣、氧化鐵、二氧化硅、氧化鋁等。

  (4)生化法

  利用微生物脫除廢棄PCB中鹵素的方法,在近年也有人提出。但是使用這類方法脫除、處理,使得鹵素的濃度達到ppm級,需要花費的時間較長(數天,甚至數月),因此對大批量的廢棄PCB中鹵素的脫除加工是不適宜的。

  (5)電解法

  有關研究成果提出了電解法脫除PCB中鹵素的方法。并認為這是在今后有廣泛采用可能性的一類工藝方法。它是將廢棄PCB的樹脂中鹵素化合物溶解在有機溶劑中,通過電解反應而分離出。

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