【摘要】：電子廢物是固體廢物環(huán)境管理的熱點(diǎn)問題,而廢線路板是電子廢物的研究核心。廢線路板是由銅箔、樹脂和增強(qiáng)材料層壓而成的復(fù)合材料,以破碎和分選過程相組合的機(jī)械物理方法是其資源化回收處理的主流技術(shù)。其中破碎工藝和設(shè)備的選擇不僅影響到金屬與非金屬的解離、過程能耗和污染物釋放,還影響到后續(xù)分選和回收效率,就如何提高破碎效果已成為機(jī)械物理技術(shù)發(fā)展面臨的難題。 根據(jù)廢線路板材料熱、力學(xué)性質(zhì)差異,本論文提出了加熱改性預(yù)處理的技術(shù)方法,用于廢線路板結(jié)構(gòu)物理改性和微觀破壞,以提高破碎解離效率,特別是實(shí)現(xiàn)金屬與非金屬的高度解離�；诟男蕴幚砑夹g(shù),本研究分別從微觀和宏觀破壞力學(xué)角度,探究了加熱改性處理機(jī)制,結(jié)合ANSYS有限元熱應(yīng)力模型,對(duì)改性作用進(jìn)行了理論分析;從環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理的角度,借助熱失重和熱裂解實(shí)驗(yàn),系統(tǒng)評(píng)估了熱處理過程環(huán)境影響特征;從分離產(chǎn)物及其再生利用角度對(duì)加熱改性處理后分離的非金屬物料進(jìn)行了表征。 研究結(jié)果表明:熱處理過程對(duì)FR-4型線路板層合材料物理改性行為顯著。525K溫度處:外觀形貌上起泡、分層和翹曲現(xiàn)象明顯,微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,銅箔、樹脂和纖維局部脫粘,通過單級(jí)角切破碎可實(shí)現(xiàn)大粒徑范圍充分解離,2mm級(jí)粒徑以下解離度達(dá)到100%;改性處理可改善其他破碎性能指標(biāo):能耗和噪音分別降低41.7%和8.2%;宏觀力學(xué)上拉伸、彎曲、沖擊和剝離強(qiáng)度分別下降68.7%、60.8%、16.5%和58.5%。525K溫度處避開了發(fā)生熱裂解溫度區(qū)域(545K以上),未見特征污染物產(chǎn)生。通過擠出注塑成型工藝,可制備廢線路板非金屬物料填充增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合板材,其主要力學(xué)性能符合相關(guān)制品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),最優(yōu)化參數(shù)為:30%添加量,助劑為1%硅烷偶聯(lián)劑、1%潤滑劑、1%抗氧化劑、5%改性劑。 研究成果為廢線路板機(jī)械物理技術(shù)的提升和新工藝的開發(fā)提供了理論基礎(chǔ),并為其他層壓復(fù)合材料類廢棄物資源化處理技術(shù)提供了方法參考。
【圖文】：

我國各類電子電器產(chǎn)品的產(chǎn)生量、進(jìn)出口量和消費(fèi)量均快速穩(wěn)步增長，電子信息類產(chǎn)品產(chǎn)生量增長速度高于傳統(tǒng)家用電器，如計(jì)算機(jī)和手機(jī)產(chǎn)品（見圖 1.1）。圖1.1 主要類別電子電器產(chǎn)品年產(chǎn)生量情況第08期 段華波：基于加熱改性處理的廢線路板資源化過程及作用機(jī)制研究 B027-53-7

屬和塑料；電路板含有鉛、鋅、錫、金、銀、鈀和鉑等金屬元素；手機(jī)電池一般為可充電鋰電池，含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)約 20%的鈷金屬材料。圖1.2 廢舊手機(jī)主要材料清單廢電路板廢電路板具有較高的資源化價(jià)值，包含了有色金屬和稀貴金屬近 20 種，所含金屬品位相當(dāng)于普通礦物中金屬品位的幾十倍甚至上百倍，1t 電路板中含有80~1500g 金和 160~210kg 銅，其相當(dāng)于我國金礦品位的 20~370 倍（4.14g/t，，我國金礦平均品位①）、銅礦品位的 20~30 倍（0.87%，我國銅礦石的平均品位）[11]。1.2.3.2 危害特性電子廢物中含有的對(duì)人體和生態(tài)環(huán)境等產(chǎn)生危害的物質(zhì)或元素。目前要求電器電子產(chǎn)品中限量或限制的物質(zhì)類別包括鉛（Pb）、汞（Hg）、鎘（Cd）、六價(jià)鉻（Cr6+）、多溴聯(lián)苯（PBB）、多溴聯(lián)苯醚（PBDEs）和多氯聯(lián)苯（PCBs）。① 資料來源：中國礦業(yè)網(wǎng). http://www.chinamini
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：X76

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本文編號(hào)：2690227