废弃印刷线路板中铜的资源化研究

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1、上海大学硕士论文第一章绪论随着电子工业和通信行业的发展，人们在工作生活中大量使用电脑、通信设备、电视机、电冰箱、洗衣机等家用电器，企事业单位在生产、办公过程中的电子仪器仪表的种类和数量也越来越多。据统计，2005年我国电冰箱、电视机、空调机、洗衣机及电脑的产量约为2-39亿台，社会保有量超过10亿台，年废弃量约3000万台。当前城市居民使用的第一代、第二代家电产品的使用寿命已经结束，还有更新速度更快的手机、电脑之类产品的报废，电子废弃物的产量将越来越大。专家估算，2009年我国电器电子产品理论废弃量为电

2、视机2500万台、冰箱约540万台、洗衣机约1000万台、空调约100万台、电脑1200万台、打印机600万台、移动电话4000万台。其中的印刷线路板(PCBs)是这些电子电器产品的主要部件，约占其重量的8％，里面含有大量的重金属和持久性有机污染物。一方面废弃印刷线路板(WPCBs)如果被随意丢弃在自然环境中或者进入填埋场填埋，则其中的金属在合适的条件下会自然氧化浸出，成为离子状态在土壤中迁移转化，甚至渗透到地下水中，造成严重的环境污染。另一方面，wPcBs中含有大量的铜等金属。目前，我国70％的铜资源

3、依赖进口，我国铜矿中铜的平均品位O．8％，而铜在聊CBs中占20％以上，极具回收价值。因此，从环境保护和循环经济的角度来看，回收利用蕴藏在wPcBs中的铜既避免了对环境的污染又促进了资源的循环使用。如何对废弃印刷线路板(WPCBs)进行有效地回收利用也成为了电子废弃物处理处置研究的重点。本章首先对WPCBs的特点和回收利用技术做简要介绍，然后指出本文的研究意义和研究内容。1．1WPCBs的概述1．1．1WPCBs的来源我国WPCBs的来源可以分为以下几类：第一：从废旧电子电器设备中拆解下来的线路板。电子

4、电器使用到达其设计I上海大学硕士论文使用寿命之后被报废，其中的印刷线路板也同时废弃了。另外，现在电子信息产品的更新换代速度快，使用频率高，设备故障后的维修价格高，所以在使用一段时间后，许多电子产品由于其功能外观等原因被淘汰或者因为维修费用较高被淘汰而成为电子垃圾，也造成了其中电路板的废弃。据报道，从废弃电子电器中拆解出来的、ⅣPCBs占废弃电子电器量的8％，仅报废的计算机中就有每年近10000t、卯CBs【11。第二：电子生产企业加工生产线路板时的残次品。随着世界电子产品设计生产结构都升级，发达国家和地

5、区保留了设计研发机构在其国内而将生产机构转移到了发展中国家。中国在199∞Ooo年期间，中国内地PCB产值年平均增长率在25．8％，从2000年到2008年，中国PCB产业继续高速成长，总产值复合增长率达22．6％，增长速度在世界主要PCB生产地区中排名第一。预计到2013年，中国PCB总产值占全球比例将达到历史最高峰37．2％【21。而在PCB的制备过程中会产生大量的边角料和废板，据调查，废边角料的产生率一般在1~2％之『自Jf3】。大量的边角料也成为聊CBs的来源。第三：国际电子垃圾的转移输送。发达

6、国家在经历了信息产业升级后，大量淘汰下来的电子产品需要处理处置，由于发达国家对环境保护力度加大，法律法规健全，导致处理这些废弃电子产品的成本很高，于是大量的电子废弃物被转移出口到了亚洲等欠发达地区。据绿色和平组织披露，美国每年产生的上百万磅的电子废弃物有50％到80％被出口到发展中国家，其中又有90％运到中国【41。基于以上原因，WPCBs在数量上越来越多，对于我国的环境压力越来越大。1．1．2WPCBs的材料与成分印刷线路板的组成包括基板、印制在基板上或在基板里的电路和装配在基板上的各种电子元件。基板

7、的种类有很多，可以按照各种不同的分类标准对其分类，我们可以按照绝缘材料进行分类：有纸基板、玻璃布基板和合成纤维板，最常采用的基底材料FlH由在环氧基体中带有溴化阻燃剂的玻璃纤维强化环氧树脂组成，另一种常用的基底材料FI也是由添加阻燃剂的纸质强化石碳酸树脂组成。上海大学硕士论文按照结构分类：有单面印制板、双面印制板、多层印制板和软印制板。电子元器件包括：不可充电电池、可充电电池、开关、继电器、电阻、电位器、电容、晶体管、整流器、处理器、存储单元、散热器、导电器和连接器【引。无论是在基板中还是在电子器件中，

8、我们都可以把印刷线路板中的材料可分为金属材料和非金属材料。金属一般作为导电电路材料，分为有色金属和黑色金属。铜在PCB中占有很大比例，占20％以上，超过我国铜矿中铜的平均品位O．8％【6】。非金属材质包括有机材料、陶瓷和半导体材料，属于架构材料功能材料。印刷电路板中的主要组成见表1．1f71。表1．1印刷电路板的组成有机物(盟5％)金属(<∞％)聚乙烯、聚丙醇、聚氯铜20％塑料乙烯、聚酯、酚醛树脂、铁8％聚碳酸酯；<20％镍2％锡4％添加剂