*國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（50574094）；高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科線路板的存在雖然只有100a左右的歷史，但作為電子工業(yè)的基礎(chǔ)，隨著信息時(shí)代的到來，印刷線路板（PCB）的生產(chǎn)量得到了迅猛的發(fā)展，資料顯示：2000年我國的覆銅板產(chǎn)量已達(dá)到16.01萬t，占全世界CCL產(chǎn)量的12%左右，預(yù)計(jì)2005年將實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量25萬t電子產(chǎn)品較快的更新?lián)Q代速度，決定了電子垃圾在世界范圍內(nèi)的泛濫，資料顯示歐盟電子廢棄物以每5a16%~28%的速度增長，是城市垃圾增長速度的3~5倍。德國每年產(chǎn)生的電子垃圾已達(dá)到了180萬t，法國150萬t，日本60萬t.顯然，PCB作為電子廢棄物中大量存在且最難以處理的部份，它的無害化處理問題是各個(gè)國家都無法回避的。

　　其實(shí)，廢棄印刷線路板并不僅僅是污染環(huán)境的廢物，它也是一座亟待開發(fā)的金屬資源寶藏。其中所含金屬可分為兩類：常見金屬和貴重金屬，總金屬含量達(dá)到40%以上，所含金屬的品位相當(dāng)于普通礦物中金屬品位的幾十倍至上百倍。另據(jù)資料顯示。

　　表1廢棄線路板的非金屬成分組成項(xiàng)目含量硅氧化鋁氧化物堿土金屬氧化物其它含氮聚合物塑料（-1-O聚合物鹵素聚合物環(huán)氧樹脂的種類很多，包括雙酚A型環(huán)氧樹脂、溴化環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂、四官能環(huán)氧樹脂、酚氧環(huán)氧樹脂、溴化酚氧樹脂等等。玻纖布主要成分為無堿玻璃，即堿金屬氧化物含量極少的鋁硼硅酸鹽集，固體殘?jiān)鼜臉悠分惺占?。為?5+2）mm及（-2+1）mm兩個(gè)粒級的破碎產(chǎn)物中金屬的形態(tài)，線路板常溫破碎后，（-5+2）mm及（-2+1）mm兩個(gè)粒級內(nèi)解離的金屬部分呈球形，焊錫顆粒表面金屬光澤強(qiáng)，有明顯的熔蝕痕跡，這說明在破碎的過程中，金屬表面瞬時(shí)溫度高于焊錫的熔點(diǎn)。通常，用于多層印刷線路板制作的焊錫有Sr/3Ag/0.5Cu和Sn/3Ag/0.7Cu兩類，熔點(diǎn)分別為217220*C和217219如此高溫下，進(jìn)行非金屬組份的熱重紅外分析熱解實(shí)驗(yàn)具有重要意義。

　　廢棄印刷線路板干法破碎金屬形態(tài)熱解分析實(shí)驗(yàn)采用NETZSCH公司生產(chǎn)的NETZSC：H~STA409C型熱重分析儀，實(shí)驗(yàn)裝置如所示。實(shí)驗(yàn)物料為廢棄線路板破碎后的（-0.5+0.074）mm粒級和-0 074mm粒級物料。加熱采取程序升溫，升溫速率15 *C/min，溫度范圍為室溫800*C.試驗(yàn)中通入流量為200ml/min，純度為99.9%的氮?dú)庾鳛檩d氣，加熱溫度到設(shè)定值后，系統(tǒng)也熱重紅外系統(tǒng)裝置示MlElectronic恒溫30min，再冷卻2h.石英管出口連接冷凝裝置收集高沸點(diǎn)液體和焦油產(chǎn)物，低沸點(diǎn)氣體產(chǎn)物用氣袋收如、4. *C溫度范圍內(nèi)均存在一個(gè)劇烈的失重階段，約30%質(zhì)量的樣品在該階段分解。實(shí)驗(yàn)直接證明了在超過250*C的破碎局部溫度時(shí)會(huì)有相當(dāng)量的非金屬組份開始發(fā)生熱解，二次污染物質(zhì)的產(chǎn)生難以避免。

　　2.3非金屬組分干法破碎過程中的二次環(huán)境污染廢棄線路板非金屬組分在破碎過程中的二次環(huán)境污染主要有兩個(gè)方面：一是破碎過程中一些材料（特別是脆性材料）產(chǎn)生的粉塵污染，例如玻璃纖維、硬塑料等。另一方面，根據(jù)破碎的原理，物料在破碎機(jī)中受齒輥的高速?zèng)_擊，局部會(huì)產(chǎn)生250*C以上的高溫。資料顯示，塑料、鹵化環(huán)氧樹脂及其它一些不耐高溫材料就會(huì)發(fā)生部分或全部熱分解，由此會(huì)產(chǎn)生遮蔽性煙霧、腐蝕性氣體和某些有毒有害產(chǎn)物。

　　3濕法破碎工藝的提出降低干法破碎過程中二次污染的方法對于干法破碎廢棄線路板工藝，導(dǎo)致局部的環(huán)境污染是不可避免的，只能采取一些辦法降低或減少污染物質(zhì)的產(chǎn)生和擴(kuò)散，如對于粉塵污染來講可以采取通風(fēng)或?qū)τ泻怏w進(jìn)行收集、吸附、吸收處理等，但這些措施顯然都有其不足之處。

　　對于破碎過程中因局部高溫造成的二次環(huán)境污問題無非是通過調(diào)節(jié)操作參數(shù)，比如適當(dāng)降低沖擊表2廢棄線路板干法破碎后的篩分化驗(yàn)結(jié)果粒級/品位/%金屬分布率/%質(zhì)量比/%篩上累積產(chǎn)率篩下累積產(chǎn)率73100003730.14002總計(jì)10000——31.3410000表3廢棄線路板濕法破碎后的篩分化驗(yàn)結(jié)果粒級/產(chǎn)率金屬金屬質(zhì)量比篩上累積產(chǎn)率篩下累積產(chǎn)率品位分布率rnn/%（正累積）/干、濕法破碎結(jié)果對比分析個(gè)方面是水的存在會(huì)與物料相互作用，通過改料的物理性質(zhì)對破碎結(jié)果造成影響這里主要是速度，或者采取液氮冷凍處理等方式，以減小或者防止破碎熱解的發(fā)生，這顯然是以降低處理效率為前提的，而液氮冷卻的成本又顯然過高。

　　3.2濕法破碎技術(shù)和工藝在廢棄線路板細(xì)碎環(huán)節(jié)中運(yùn)用濕法破碎，液體的存在一是可以有效地避免粉塵的擴(kuò)散，二是完全解決了粉碎過程中局部溫度過高的問題，這兩點(diǎn)正是造成物料干法破碎過程中環(huán)境污染的主要原因，這也顯示了濕法破碎工藝的優(yōu)越性：在不增加處理環(huán)節(jié)、成本及不降低處理效率的情況下，避免了二次污染物質(zhì)的產(chǎn)生。至于液體的存在會(huì)對粉碎效果產(chǎn)生什么樣的影響正是本實(shí)驗(yàn)研究的內(nèi)容。

　　濕法破碎技術(shù)環(huán)節(jié)的應(yīng)用方法有兩種考慮：一是以解決傳統(tǒng)粉碎過程中出現(xiàn)的環(huán)境污染因素為目的，在正常粉碎容易產(chǎn)生多量污染物質(zhì)的細(xì)碎過程中，進(jìn)料的同時(shí)通過灑水系統(tǒng)均勻地噴灑常溫下的水。二是全面應(yīng)用濕法破碎技術(shù)，讓粉碎在液體環(huán)境下進(jìn)行。本實(shí)驗(yàn)采用的是第一種方法。

　　4實(shí)驗(yàn)主要設(shè)備及物料剪切破碎機(jī)：SRC300型破碎機(jī)，主要技術(shù)指標(biāo)為入料粒度300mm200mm10mm；產(chǎn)品粒度20mm20mm10mm；轉(zhuǎn)速無級可調(diào)。

　　沖擊式破碎機(jī)：主要技術(shù)指標(biāo)為入料粒度XS88型頂擊式標(biāo)準(zhǔn)震篩機(jī)及標(biāo)準(zhǔn)套篩：主要技術(shù)參數(shù)為振動(dòng)時(shí)間0~60min；篩振動(dòng)次數(shù)221次/min；振擊次數(shù)147次min；回轉(zhuǎn)半徑125mm；孔徑分別為：5/21/050250.125/0.074/0.045mm. B4-LS100Q激光粒度分析儀：美國生產(chǎn)，入料粒5廢棄線路板的干、濕法破碎實(shí)驗(yàn)5.1干、濕法破碎實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化選擇是根據(jù)前人研究的成果確定的，實(shí)驗(yàn)粗碎后物料粒度約為20mmx20mm，篩網(wǎng)選為5mm，線速度選擇為13m，轉(zhuǎn)速為2600！/min.破碎后的產(chǎn)品（濕法破碎后的物料需先經(jīng)過過濾、干燥）用XS88型頂擊式標(biāo)準(zhǔn)震篩機(jī)及標(biāo)準(zhǔn)套篩分級，稱重，并化驗(yàn)金屬的品位。表2、表3分別列出了廢棄線路板干、濕法破碎后的篩分化驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，干、濕法破碎累積粒度分布沒有質(zhì)的變化，符合同一粒度分布規(guī)律。一個(gè)明顯的差別是各粒級濕法破碎的產(chǎn)率主要在（-5+2）mm粗粒級及0.045mm以下微細(xì)粒級物料有明顯的增多。從金屬分布率上的反映來看，濕法破碎使得（-5+2）mm粗粒級中金屬分布有相應(yīng)增高，但與干法相比-0. 5mm以下粒級物料中沒有明顯變化。

　　通過對干、濕法各粒級金屬分布率的數(shù)據(jù)對比分析可以看出，干法或濕法破碎，金屬除在（-5+粗粒級有明顯變化外，在其它粒級的分布幾乎沒有受到什么影響，這說明水分的參與沒有太多改變金屬的破碎性質(zhì)，在粒度百分比中表現(xiàn)出來的產(chǎn)率差異性更多是非金屬的變化影響造成的。

　　5.3干、濕法破碎結(jié)果差異性的原因分析濕法破碎對物料造成的影響可以從兩個(gè)方面加以說明：指水的浸潤性，物料特別是非金屬物料浸水后會(huì)使其沿著脆性降低、柔韌性增強(qiáng)的方向變化。通過前面物料與破碎方法的分析，脆性物料在破碎過程中更容易在細(xì)粒級中有較多的分布，相反，韌性物料則較容易在較粗粒級中富集。這應(yīng)該是造成干、濕法破碎實(shí)驗(yàn)結(jié)果有差異的原因之一。金屬由于吸水性極差而硬度又較大，水的存在很難使其物理性質(zhì)發(fā)生改變。

　　另一方面，水的存在使破碎機(jī)的破碎環(huán)境發(fā)生了改變，在錘齒與物料的沖擊、研磨、撕扯過程中，會(huì)降低錘齒與物料直接接觸時(shí)的撞擊強(qiáng)度、影響物料破裂面，這可能導(dǎo)致粗粒級物料產(chǎn)率偏多。另外，高速運(yùn)動(dòng)中的水還會(huì)對其中的物料在揉搓、擠撞中施力，這無疑會(huì)增加破碎微細(xì)物料的產(chǎn)率。

　　6結(jié)論在廢棄線路板物理法資源化中，破碎環(huán)節(jié)是必不可少且至關(guān)重要的。廢棄線路板的干法破碎過程中存在著二次污染的問題，濕法破碎的應(yīng)用可以很好地解決這一問題。同時(shí)，根據(jù)干濕法破碎實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對比，濕法破碎可以使（-5+2）mm粗粒級及0045mm以下微細(xì)粒級物料的產(chǎn)率增多，對金屬的分布規(guī)律影響不大。這些變化主要是由線路板中非金屬物料造成的。