探究废旧电路板中非金属材料的处理与回收

李 征

广东省梅州市梅江区园区服务中心，广东梅州 514071

近几年来，随着社会发展与社会需求，电路板的需求量与生产量迅速扩张，呈现出暴涨趋势，各种样式的电路板出现在人们的生活当中。同样的，电路板的使用必定有损坏，每年都会出现大量的废旧电路板。废旧电路板直接丢弃，不仅会浪费大量的金属与非金属材料，还会对我国环境产生破坏，造成污染。所以，需要采用合理的方式对废旧电路板当中的非金属材料进行回收和利用。废旧电路板成分复杂，是进行回收利用的一大难点，对此，本文主要谈论几种常见的非金属材料回收利用的方式。

1 非金属材料回收利用的意义

电路板是电子产品必不可少的关键部位，应用非常广泛，一旦发生损伤，将会直接影响电子产品的使用。随着科学技术与互联网技术的快速发展，市场中电子产品的需求量越来越高，电路板的生产量越来越大，产生的废旧电路板数量也逐渐增多，回收废旧电路板成为了一个新兴的行业。根据材料的属性，电路板的组成材料可以分为金属材料与非金属材料两种，具有很高的回收价值。

在电路板中，金属材料占据的比例为40%，非金属材料占据的比例为60%，大多数都是回收金属材料，而对于非金属材料则是直接进行焚烧或者是掩埋处理。由于废旧电路板当中含有大量的卤素，在燃烧的过程中会产生有害物质，对环境产生破坏，污染环境。这样不仅浪费了非金属资源，还污染了土地资源。如果采用合理的方式与技术，对废旧电路板当中的非金属材料进行回收利用，不仅能减少材料的浪费，还能够再次利用废旧电路板当中的非金属材料，减少对环境的污染。同时，废旧电路板当中的非金属材料回收利用也成为当前社会研究的重点，获得大量学者的关注。

2 废旧电路板的组成

常见电路板主要有废覆铜板（CCL）、废印刷线路板（PCB）和废电路板卡。废覆铜板主要材料有基板、铜箔及粘合剂，其中，可以回收的非金属材料是基板中的酚醛树脂、环氧树脂和聚四氟乙烯等。将废印刷线路板粉碎，可以得到基板及各种电路、封装材料等组成的非金属粉，这种非金属粉具有良好的抗耐酸碱腐蚀性，几乎不受任何有机溶剂的影响，同时不与无机物反应，是一种非常稳定的材料。废电路板卡的成分较为复杂，不仅包括印刷线路板，还含有一些集成电路和电子元件，含有较多的微量重金属元素，其回收难度也较大。

3 废旧电路板回收利用现状研究

目前，我国废旧电路板中非金属材料回收技术主要有物理与化学两种回收方式。

3.1 非金属材料物理回收法

如图1所示，展示的是废旧电路板非金属材料物理回收工艺流程。物理回收法主要是通过物理手段，将废旧电路板粉碎成为不同大小的颗粒粉，再通过金属检测设备将粉粒当中的金属分离出来，剩余的材料为非金属材料。废旧电路板非金属材料物理回收流程如图1所示。

图1 废旧电路板非金属材料物理回收流程

之所以采用物流回收方法处理废旧电路板当中的非金属材料，是因为该方法具有很大的优点，可以直接将这些塑料颗粒作为塑料制品使用，不用对非金属材料进行二次加工利用。而且该技术的可行性非常高，处理效率快，污染比较小。但是具有一定的缺点，颗粒的范围具有限制，直径在1～3mm，甚至更小，很容易产生团聚效应，影响塑料材料的性能。其材料当中还有一些溴阻燃剂，在产生的过程中很可能对环境产生威胁。

3.2 非金属材料化学回收法

化学回收法分为热裂解回收法与溶剂回收法两种。

3.2.1 热裂解回收法

热裂解回收法也叫热解法，是利用无氧环境将废旧电路板金属与非金属分离。热解法是将非金属粉料进行无氧处理，将非金属中的环氧树脂进行热分解，从而将非金属材料分解成小分子有机物聚合物单体，完成回收。

图2 废旧电路板热解回收工艺流程

废旧电路板热解回收方法的优点是所有热解产物都可以以不同的形式使用，在减少和回收废物方面具有优势。缺点是热解回收方法对设备性能要求较高，尤其是耐高温、耐腐蚀等；能耗高、运行成本高：在热解过程中更难控制有毒有害气体的产生，无机物质（主要是玻璃纤维）热解后容易在反应器底部堆积，不均匀现象引起的传热对反应器寿命的影响更大。此外，热解产物的产量、品种和性质可能受温度、热解气氛、载气速度、升温速率、颗粒大小等因素的影响。此外，如果温度不够或废气处理方法不当，会产生一种有害化合物，不仅会影响热解产品的质量和特点，导致其应用范围有限，还会对环境造成不必要的危害。因此，热解回收方法大多处于实验阶段，工业应用较少。

3.2.2 溶剂回收法

使用有机或者无机溶剂将废印刷线路板的交联高分子通过水解成为小分子，然后溶解在溶剂中以回收。相对于热解法，溶剂回收法较为温和，对设备要求较低，但是其需要对回收的材料有特异性，即需要了解材料的组成再选择相应的溶剂。另外，其回收效率较低，时间较长，不适合大范围提取。所以现在溶剂提取法并没有广泛应用，还需要工程技术人员对其进行优化改良。

4 国内外废旧线路板回收利用技术研究进展及技术展望。

我国现阶段主要回收废旧电路板的手段是物理回收法，主要用于回收环氧树脂或者聚丙烯之类的非金属材料。但是，在回收的过程中往往出现不同材料发生团聚的现象，同时提取的材料不纯，掺杂较多的金属颗粒，不仅是对金属材料的浪费，同时也会影响再生产品的性能。针对这些问题，研究人员进行了一定程度的改进。（1）采取多级破碎-分选工艺。利用多种破碎方法及涡流、离心、静电等手段，将金属与非金属分开。这种方式针对每种不同的电路板有不同的组合方式，需要对其进行实验，最终找出最优的运行条件。（2）通过对非金属粒径进行筛查，增加粉料的分散性，减少团聚效应，提高回收效率。（3）利用物理和化学相结合的方式，在非金属材料中加入特殊的化学物质，避免在处理过程中聚乙烯等高分子有机物及溴助燃剂裂解为烃类化合物、苯等有毒化合物，减少环境污染。

在使用热解回收法进行非金属材料的回收也引起了广泛的关注。据报道在低真空条件下对废电路板进行热分解实验，最终得到的液体产物中溴含量高达13.47%，所以得到的回收液只能用于分离提纯的化工原料而非染料，同时，得到的气体产物也有较多的有害物质，不利于环保。所以，现在主要探究的方向是对回收后的产物进行分离提纯，并且减少废气产生，避免环境污染。

超临界流体回收法是现阶段一种新型的回收印刷电路的方式。这种方式主要是以超临界的二氧化碳流体为介质，逐步溶解粘合材料，从而将路线版层层分离，最后对金属和非金属材料分别进行处理。使用这种回收方式不仅可以保证金属材料和非金属材料不会混合在一起，提高了非金属材料的回收率，同时精简了工艺流程，充分节约人力、物力。但是这种方式对于设备要求较高，同时需要检测各组分在超临界二氧化碳流体中的溶解度区别，其拥有较好的研究前景，是现阶段较为重要的探索方向。

5 结语

近年来，我国在废旧电路板的非金属材料的回收和利用方面有着较大的研究进展。本文主要对物理回收法、热裂解回收法、溶剂回收法的流程、应用现状及展望进行探讨，非金属材料的有效回收不仅可以减少环境的污染，同时还可以节约资源，提高社会稳定性。希望在未来的研究中，我国学者可以逐步克服现阶段存在的问题，寻找一种安全有效的回收途径。