废弃硒鼓的再利用与绿色设计方法

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1、废弃硒鼓的再利用与绿色设计方法（上海第二工业大学环境工程学院上海201209王景伟吴雯杰关杰）摘要：本文介绍了硒鼓的构成及国内外资源化处理和再利用技术。通过扫描电镜（SEM）傅立叶变换红外光谱（FT-IR）法分别对墨粉的表现特征和成分进行分析，并从有利于再利用和资源化的角度出发，对硒鼓的绿色设计提出一些建设性的意见。关键词：砸鼓；再利用；SEM；FT-IR；绿色设计1前言现代办公设备的稳定增长也带来了与之相配套的墨盒、硒鼓等耗材以每年30%的速度递增。而这些不可降解的耗材，被当做垃圾丢弃既造成资源浪费，又日益威胁着人们的生存环境。从表1可以得出：中国近三年激光耗材市场的产量是逐年增加的，

2、全鼓粉盒组件的增长率在9%左右，而再生鼓粉盒组件的增长率在40%左右。根据此增长率来计算，预计到2009年再生鼓粉盒的报废量将会超越全新鼓粉盒，通常残留墨粉占废气硒鼓重量的10-20%。塑料占废气硒鼓量的41%左右。在废弃硒鼓中，对人体危害较大的是墨粉。墨粉中的主要成分炭黑有致癌的作用，它己经被国际癌症研究组织（IARC）列入致癌物质名录。如果硒鼓等固体废弃物的回收和再利用不能达到有利子环境和有利丁节约的目的，那么他们造成的污染将是不容忽视的。表1中国近三年硒鼓的报废量、墨粉残留量和塑料的重量2硒鼓的组成及墨粉分析2.1硒鼓的构成硒鼓经初步拆解后可以得到感光鼓、塑料盖、齿轮、磁棒外套、磁

3、棒、塑料环、刮板、轴、螺丝、弹簧、销钉及塑料外壳（包括粉仓和废粉仓）等部件。硒鼓的材料组成包括塑料、铁、磁、铝、铜片、软性物质和墨粉。2.2墨粉的结构组成墨粉是由树脂、炭黑、磁性氧化物、润滑剂等多种材料合成的一种混合物（见图1），常温下性质较为稳定，表面粒度较为均匀的微小颗粒，比重轻，难溶于水，化学性质稳定。通过扫描电镜（SEM）放大观察，可以更清晰的看出，墨粉粒度较为均匀，颗粒呈球形，粒径大约在3-7Pm之间。2.3墨粉的主要成分及热稳定性研宄2.3.1红外光谱分析采用BRUKER公司生产的Vertex70傅立叶变换红外光谱仪对样品为hpC4127X的墨粉，直接置入金刚石池中进行红外分

4、析。光谱图如图3所示:从图3可以看出（峰位置有少许偏移，是因为有其他基团的影响）。565-580cm峰是含有铁的氧化物的-1墨粉的一个特征峰，大而宽。根据这个峰可以准确认定墨粉中是否含有铁的氧化物。通过红外实验发现：hp的墨粉含有铁的氧化物。这一点同用相关资料的实验结果是一致的［1］。1050cn-l附近的弱吸收峰说明墨粉表面存在C-0单键，1630cm-l左的吸收峰是类醌结构C=0伸缩振动的特征吸收峰，而1700cm-l左右的吸收峰则是一COOH上C=0的伸缩振动的特征吸收峰。所以从红外光谱分析结果可知墨粉表面存在羟基、羧基及醌基等2.3.2墨粉的热稳定性实验用料hpC4127X墨粉，

5、在电烘箱屮在110°C下保温12h。本文采用的德国Netzsch公司生产的STA409CTG-DSC热分析仪。这种热分析仪是一种可以进行TG、DTG、DSC三种联用的仪器。在程控温度条件下以10K/min升温速率氧气气氛下（流量为lOOml/min），对进行动态升温实验，测量物质和物理化学性质与温度的关系，失重是由于墨粉燃烧引进的；在没有出现明显的失重之前，对应丁•温度260QC,固体的重量基本不变化，热重曲线几乎成一平台，期间发生微量的失重，这是“玻璃化转变”现象的一个缓慢过程；当温度达到一定的数值时（大约°C）时，固体的重量发生急剧变化，试样开始燃烧放热，热失重率变大，试样的绝大部分

6、失重发生有该区域，从DTG（-dw/dt）曲线看出，在375°C吋电路板的失重速率达到最大值，此阶段放出的热量占整体反砬的主要部分：最后一个区域对成于残留物的缓慢燃烧，并在最后生成炭和灰分。另外从曲线上看热解失重经过剧烈的失重过程后乂有一段缓慢的小幅失重过程。主要是因为试样的量较多，造成热传和传质的速度相当迟缓，造成分解的速度降低的缘故。3硒鼓的再利用和资源化收集后的废弃硒鼓一般有两个去向，如图4所示。如果其

7、Aj部主要零部件经更换或维修可符合加粉要求，则硒鼓经过墨粉填充再制造再进入市场销售，这一过程称为硒鼓的再利用，这是资源化的最高方式；若主要零部件己经不符合加粉要求的硒鼓则只能将其资

8、源化为塑料、金属、墨粉及其他材料。正常情况下硒鼓再利用次数不超过4次，之后将进行资源化处置。3.1硒鼓的再利用3.1.1硒鼓加粉直接再利用目前硒鼓加粉的方法有两种：幵孔加粉和拆卸加粉。开孔加粉的方法简单、快速，但其缺点是不能清除废粉，不能检查和清洁硒鼓内部的零件，密封不严会造成硒鼓漏粉，加粉的次数不能太多。拆卸加粉是按照硒鼓生产装配的逆过程进行。拆开硒鼓，把感光鼓和清洁辊拿出来，就可以看到硒鼓两端各有一个用于连接的销钉。将销钉从里向