废弃PCB再利用技术的新进展

　　开展废弃PCB再利用的必要性
　　当前，围绕着欧盟的WWWE指令及世界各地区、各国家类似此内容法规的实施（或即将开始全面实施），废弃电子产品回收、再利用成为了一项很重要的工作。此项工作中对废弃电子产品中PCB的回收、再利用，又是其中一个首当其冲的重要课题。本文主要综述日本近年在此方面的技术进展。
　　近年，日本有关方面对主要家用电器废弃产品中所含PCB的量及在日本的处理量进行了调查，其结果所表明：在电视机、电冰箱、洗衣机、空调器中，PCB的含有率（按质量计）在10％以下（见表1）。
　　表1 四种家用电器废弃印制电路板量
　　PCB含有率高的电子产品，要属计算机产品。在计算机中的PCB占有率在20-30％（质量比）。根据日本电子技术产业协会计算机3R推进事业委员会统计，在日本目前每年中有约6.5万台企事业用计算机，需要回收及解决再利用化的问题。根据日本电磁信息技术产业协会的调查、推测：在日本国内的家用计算机的废弃量2003年约有1万吨，到了2013年将有5万吨，2015年将剧增到8万吨。
　　开展废弃PCB再利用所要把握的原则
　　印制电路板的各个组成成分，以计算机主板为例，它是由三大部分材料组成：金属类材料（约占板的总质量的50.8％） ：玻纤布（约占16.3％）和有机树脂（约占32.8％）。对PCB的这三大组成成分的分离，是一件较为困难之事。为此，在以前多采用填埋的方法处理这些废弃品。而这种处理方法，是达不到欧盟“WEEE”指令的要求（WEEE指令提出：IT及小型家用电子产品再生率要达到75％以上：再利用率要达到65％以上）。因此必须在回收、再利用上下功夫。
　　废弃PCB的再利用，企业在采用技术上一般要从三个方面应获得效益来考虑：（1）获得环境效益。达到对全球性或地区性的环境保护的效益，即对空气、水质、土壤以及人类健康不再受到影响。（2）再利用效益。达到废弃PCB的再利用、再商品化，并以尽量把无法再利用的废弃物量，减少到最低限度为原则。（3）低成本效益。对废弃PCB的再利用的加工，需要的费用应低。而获得这种低成本效益，是与在加工处理中所运用什么样的工艺技术密切相关。
　　开展废弃PCB再利用的主要方面
　　世界废弃PCB的回收、再利用工作最早开展的方面，是对它所含有金属部分的回收。这项工作主要由一些金属冶炼工厂去进行。
　　在废弃PCB的电路、端子等中，使用了铜、金、镍等金属。为实现在PCB上接合元器件了而曾使用了铅、锡等各种金属。PCB所搭载的电子元器件中，还含有金、银、钯等贵金属物。
　　根据有关机构的研究、统计，在台式计算机中所用主板中，主要含有的各个金属材料成分，其比例分别是：铜66.9％，锡10.7％，铁10.3％，铅7.61％，金0.11％，钯0.02％，其它金属成分4.41％。在含有金、钯成分的原矿石中，它们的含有量只有10ppm以下，而金、钯在废弃PCB中含量是原矿石中此含量的2-20倍之多。因此，开展对金、钯金属的回收再利用具有很大的发展前景。
　　在PCB用树脂中还含有阻燃剂成分。而阻燃剂主要是含溴素化合物、氧化锑、磷化合物等。在对废弃PCB进行铜的精炼回收之前，必须将这些不纯物分离出来，这也是保证金属回收过程中安全的关键。
　　近年，世界在废弃PCB再利用技术研究上，主要围绕着三个方面展开。即金属回收技术、整体PCB的分解技术、从废弃PCB脱除卤素成分的技术。
　　废弃PCB中金属的回收
　　目前从废弃PCB中回收金属主要是采用金属冶炼法（此方法简称为干式法）。另外还出现了通过化学方法溶出金属的方法（此方法简称为湿式法）、生物法等其它回收方法。
　　干式法回收废弃PCB中的金属
　　采用金属冶炼法回收在废弃PCB中的金属，在冶炼加工之前要实施前处理。它的前处理，采用干馏或粉碎的手段，将金属和搭载在PCB上的电子部品等进行分离。这一拆解、分离、筛选的工程，是较为容易进行的。废弃PCB成分的分离与筛选可利用它们的粒度、相对密度的差异进行分离。也可以通过静电、磁力、风力等加以筛选、分离。但总是以提高金属的回收率为主要目的。需要注意的是，采用干馏的方法，会产生一定量的气体。在这些气体中会有含溴阻燃剂的存在，因此需将它们在2次燃烧炉中得到完全的燃烧处理。为了防止溴化物在高燃烧中可能产生，燃烧后的气体要利用冷水进行迅速降温的处理。在排放回收中废水的处理设施方面，要特别注意实现所排出液体达到无公害的标准要求。
　　通过筛选、分离手段，将被回收物中的金属含有率提高后，再投入铜的精炼加工。利用炼铜方法，将废弃PCB中铜成分的提取过程，是首先将废弃PCB投入到自熔炉中，然后通过转炉、精炼炉进行熔炼，并利用电解将铜提取出。在熔炼中得到的炉渣，含有大量的玻璃纤维中存在的Si02成分，通过对它的回收，成为用于胶粘剂原料（填充材料）、铺路用材料等再生品。
　　对废弃手机中金属回收再利用，现很流行的处理方法是干式法。它是首先将手机中的电池等去除，然后对整个机体进行的回收再利用的处理。
　　当前，日本在废弃PCB回收再利用的研究开展中，其重点是放在回收的前处理工程上。研究如何通过有效的手段将金属以外的成分去除，以提高金属回收的效率。因此，在粉碎、破碎方法上，在筛选方法上，在日本出现了不少的研究成果。
　　日本NEC公司已开发出对废弃PCB可分门别类的获得电子部品、富铜粉、树脂、玻璃成分的装置（特开平5-329841：“从印制电路板中分离回收金属的方法”）。其过程，是首先对废弃PCB进行加热处理。  它的加热温度要达到原存在的接合元器件的焊锡熔点温度以上。再用具有线切力的机械装置，将板上的元器件去除，然后通过表面研磨的方法将留在板上的焊料除掉，再利用微粉碎的手段，分离出富铜粉、树脂粉、玻璃粉。
　　2004年比利时一家冶炼厂提出了从废弃PCB中回收金属的方案（示意图见图1）。它的处理过程是：将废弃PCB中的不纯金属物与硫酸混合，产生硫酸气体：生成粗铜 ；再从炉渣中精制贵金属（Au、Ag、Pt、Pd等）。