废旧电路板处理技术分析

　　摘要：废旧电路板含有多种重金属和有毒化学物质如：铅、铬、镍、汞等重金属和多溴联苯、多溴二苯醚等有毒化学物质，目前已被归为危险废物。然而废旧电路板本身又具有资源属性，具有很高的回收价值。针对废旧电路板中金属资源的回收，国内外开发出了诸多技术，本文对目前市场上的主流的废旧电路板处理技术进行了分析评价。

　　旧电路板中含有多种重金属和有毒化学物质，如果处置措施不当会给自然环境带来难以估量的危害。从金属赋存价值来看，废旧电路板是一个富含金、银、铂、铑等稀贵金属，以及铜、铝、锌、镍等普通有色金属的资源富集体;金、银等贵金属含量是金属矿产的几十甚至上百倍，被誉为“城市富矿”。

　　我国自上世纪90年代开始研究如何从废旧电路板中回收金属，但其工艺大都以回收稀贵金属为主，随着生产工艺的提高，电路板中稀贵金属的含量逐渐减少，普通金属占比在不断增加，目前的研究方向主要偏向于综合回收稀贵金属和普通金属。目前工业上常用的从废旧电路板中回收金属的工艺大体分以下几种：机械处法、火法处理法、湿法处理法、生物法或几种处理技术相结合的方法。

　　机械处理法具有投资小，运行成本低等优点，但金属回收率低

　　机械处理法主要利用废旧电路板中各组分的导电性、磁性、比重等物理特性的差异来完成各组分的分离。主要工艺路线为：物理拆卸→机械破碎→分选，物理拆解在中国主要采用人工拆解的方式，分选常采用重选、电选或重选和电选相结合的方式，处理后的产品为拆解下来的电子元器件、铜粉、树脂粉，电子元器件视情况进行回收利用，铜粉进入火法炼铜流程，树脂粉填埋或用来生产建筑材料。

　　日本的NEC公司采用机械处理法处理废旧电路板，工艺流程是两段破碎(撕碎+细碎)→旋风分离→静电分选，先将废旧电路板破碎成小于1mm左右的粉末，铜箔和基板达到充分解离，经过两级分选后，得到铜粉品位约82%，回收率超过94%，得到的树脂粉粒径约为100~300μm，可用于建筑材料的填料。我国的中国再生资源开发有限公司也采用同样得方法处理废旧电路板，并在徐州建有处理工厂。

　　机械处理法工艺简单易规模化，回收成本低，过程无需加热和添加化学试剂，全程无废气、废液产生，二次污染问题小;但是无法使金属和非金属达到完全分离，金属回收率低，富集后的金属仍需进行冶炼处理。

　　火法处理法处理量大、自动化程度高，但一次性投资大，运行成本高

　　火法处理废旧电路板主要分为焚烧法和热解法两种，所谓焚烧法是将废旧电路板上的电子元器件拆卸后用破碎机进行破碎，破碎后的电路板颗粒送入焚烧炉进行焚烧，使颗粒中的树脂类可燃物完全被燃烧分解，最后得到金属和少量玻璃体，熔融分离铜液和炉渣，铜液铸锭后进行电解精炼，炉渣填埋处理。焚烧法处理需要配套烟气净化系统，否则电路板中的溴化物阻燃剂在焚烧过程会产生二噁英等有毒物质。配套有完整的烟气净化系统的火法处理项目在环保上是完全达标的，国际上废旧电路板处理的龙头企业——比利时优美科在国外建有多条火法处理生产线，国内的较大的废旧电路板回收企业格林美和中节能分别在湖北和江西建有火法处理生产线。焚烧法处理废旧电路板工艺特点为处理量大、自动化程度高，缺点为运行成本高。

　　热解法是废旧电路板经拆解、破碎后在无氧或缺氧条件下对线路板进行加热蒸馏，有机聚合物在一定温度下发生热解，生成气态和液态的烃类化合物，收集后可作为燃料或化工原料，而剩余部分为无机非金属残渣和金属的混合物。金属混合物进入火法炼铜流程。热解法相比焚烧法，能够完全杜绝二噁英的产生，具有环境友好的优势，同时对废旧电路板中的树脂进行了回收，但缺点是投资大，运行成本高。热解法处理废旧电路板目前处于试验研究阶段，尚无工业化项目，北京神雾集团建有一套年处理能力200吨的废旧电路板热解中试系统，根据中试结果，废旧电路板中铜回收率95%以上，树脂类有机物气化率90%以上。

　　湿法处理法工艺简单，但易导致二次污染

　　湿法处理法是原理是将基板和元器件的粉碎物用酸或碱溶液进行溶解，溶解液经萃取、反萃取、置换、电解的方式回收金属。湿法处理应用的方法主要有酸解法和氨解法。酸解法常用硝酸或浓硫酸进行处理，得到的Cu(NO₃)₂或CuSO₄溶液，过滤、除杂、精制后得到含铜精液，含铜精液经原子置换得到粗铜，粗铜精炼得到精铜;酸解法由于加入了强酸，废旧电路板中多种金属都可以与其反应而进入溶液中，后续净化提纯工作流程较为复杂，导致浸出效果不理想，同时会产生大量酸性废液导致二次污染。氨解法是利用铜和NH₄⁺反应生成铜氨络离子，再经过萃取得到铜氨络离子溶液，溶液经稀硫酸反萃得到硫酸铜溶液，在经置换、精炼得到精铜，氨解法会选择性地溶解铜，因此溶液较为纯净，但氨水具有易挥发性，导致操作环境较为恶劣。

　　湿法处理法因其操作工艺简单、投资少而成为国内中小厂家处理废旧电路板的主要方法。但湿法处理导致的二次污染问题愈发凸显，因此在应用的过程受到了限制。

　　生物法处理废旧电路板技术仍旧处于科研阶段，尚未大规模产业化

　　生物法是一种利用微生物的作用，分解废旧电路板中的金属，使其成离子形式进入到溶液中，再进一步分离，提取金属的高新技术。生物法中使用的微生物有许多，大体包括真菌类、藻类、细菌、酵母菌等菌类。生物冶金具有成本低、流程短、资源利用率高、污染小、对环境破坏小等优势;但目前情况是大多处于科研阶段，尚未进入大规模产业化阶段。

　　结语

　　废旧电路板由于其重金属含量较高，本身是一种危险废物，但有价金属含量较高具有提取价值，因此也具有了资源属性。针对废旧电路板中金属的回收，行业内并存多种处理技术，如机械分选法、火法处理法、湿法处理法和生物法等，各种处理方法均具有其优劣性，不能一概而论，废旧电路板回收企业应该根据自身需要选择合适的处理工艺，才能立足于市场。