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超临界CO_2萃取废印刷电路板中阻燃剂的研究

王璟

   阻燃剂是为阻止电子产品燃烧而添加到其树脂材料中的添加剂。主要为有机溴系和磷系阻燃剂,磷酸三苯酯(TPP)是目前最广泛使用的环保型阻燃剂。 废电子产品的处理是本世纪各国亟待解决的问题。废电子产品印刷电路板中含有多种金属及阻燃剂等可再生资源,在传统的填埋、焚烧等处理过程中被破坏,释放出许多有毒有害物质,对环境和人类健康构成严重危害。同时,也造成大量的资源浪费。本研究分别采用湿法浮选和超临界CO_2萃取技术回收废印刷电路板中的金属和阻燃剂。 废印刷电路板中金属的回收及金属与含阻燃剂树脂的分离采用湿法粉碎浮选法。选取了几种有代表性的废印刷电路板边角料作为原料,分离所得金属铜的收率达90%以上,分离所得树脂粉末中TPP的含量由索氏萃取实验确定。在不同温度和萃取时间条件下,TPP的甲苯萃取实验表明:萃取温度是主要影响因素,TPP的萃取率随温度而提高;TPP的萃出速率很快,在0.5小时内原料中60~80%的TPP被甲苯萃取得到。 采用静态法实验装置测定TPP在超临界CO_2中的溶解度。该装置的可行性验证采用萘的溶解度实验,所得实验结果和文献值基本一致。在313~343 K、10~25 MPa范围内测定TPP在超临界CO_2中的溶解度。采用PR状态方程结合传统的vdW-1混合规则的形式对实验结果进行关联。在实验条件范围内,模型计算值与实验值基本上吻合。 超临界CO_2萃取回收TPP的原料为湿法浮选分离所得各种废印刷电路板的树脂粉末及其混合物,萃出物分别采用IR、GC/MS、GC进行定性定量分析。对于树脂粉末的混合原料,在低于25 MPa条件下分别考察萃取时间、温度、压力及CO_2流量等参数对TPP萃取率的影响。超临界CO_2萃取的最高萃取率可达98.72%,明显高于甲苯萃取。TPP的萃取率随压力和温度的提高而提高,萃取时间为2.0 h时萃取率达到80%,并且随CO_2流率的增大而提高。 在更高压力条件下,分别对各种树脂粉末原料进行超临界萃取中试实验。TPP的萃出速率明显高于低压条件。当压力超过30 MPa时,各种原料中TPP的萃取率在1 h内已达到90%以上,且萃出物中TPP的浓度最高可达68%。 综上所述,超临界CO_2高效萃取回收废印刷电路板中的阻燃剂将是非常有前景的废电子产品再资源化方法之一。……   
[关键词]:超临界CO_2萃取;废印刷电路板;阻燃剂;磷酸三苯酯
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:厦门大学2008年