一種以廢舊電路板為原料制備活性炭的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種以廢舊電路板為原料制備活性炭的方法，屬于廢物資源回收利用 制備活性炭領域。
【背景技術】
[0002] 印刷電路板屬于復合材料，是由環(huán)氧樹脂、玻璃纖維和高純度的銅組成的。目前， 廢舊電路板中的金屬部分通過機械分離的方法可以有效的回收，但是，在機械分離過程中 產(chǎn)生的非金屬粉末已經(jīng)成為電子廢棄物處理的重要問題。非金屬粉末在廢舊電路板中占了 70%，通常都會以填埋或者焚燒的方式處理，這將導致了二次污染。
[0003] 廢舊電路板中的非金屬部分主要成分是環(huán)氧樹脂，含有環(huán)氧基團的的高分子化 合物。其固定碳含量在63.7%左右，因此適合制備活性炭。利用廢舊電路板中的非金屬 部分制備活性炭，不僅可以充分利用廢棄物而且可以節(jié)約原料的成本。中國專利文獻CN 102923702A(【申請?zhí)枴?01210380085. 1)公開了一種以廢舊印刷電路板制備活性炭的方法， 包括步驟：（1)將印刷電路板粉末裝入炭化爐，在350?500°C下炭化0. 5?1小時。（2) 炭化粉末與活化劑0^2(1)3或似2〇) 3)質(zhì)量比1 :1?1 :4. 5,研磨混勾，在隊或(：02保護下， 600?950°C活化0. 5?2小時。但該專利存在以下的缺點：1.步驟繁瑣，首先進行炭化， 其次進行活化。2.活化劑為1(20) 3或似20)3屬于堿性物質(zhì)，在工業(yè)生產(chǎn)中，對設備會有腐蝕 作用，因此不適合應用于工業(yè)生產(chǎn)。
[0004] 中國專利文獻CN 101948110A(【申請?zhí)枴?01010504085. 9)公開了一種采用磷酸浸 漬，微波加熱制備活性炭的方法。此種方法也存在一定的缺點，在進行機械粉選的過程中非 金屬部分會存在少量的銅，磷酸對銅沒有腐蝕作用，因此此種方法制備出來的活性炭存在 金屬銅。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種以廢舊電路板中的非金屬部分為原料，采 用磷酸-水蒸氣同時作用制備活性炭的方法，該方法不僅為廢舊電路板的利用開拓了一種 新途徑，變廢為寶，而且降低了固體廢棄物造成的污染。
[0006] 原料說明：
[0007] 廢舊電路板：主要來源于各種廢舊的電腦，通訊設備，家用電器以及淘汰的電子儀 器儀表等的線路板，PCB板，鋁基板，高頻板，厚銅板，阻抗板，PCB，超薄線路板，超薄電路板。
[0008] 本發(fā)明的技術方案如下：
[0009] -種以廢舊電路板為原料制備活性炭的方法，包括步驟如下：
[0010] (1)廢舊電路板粉碎后，將金屬物和非金屬物分離出來，非金屬物粉碎至粒徑 0. 2?0. 3mmX0. 2?0. 3mm，得廢舊電路板非金屬粉末；
[0011] ⑵將廢舊電路板非金屬粉末置于質(zhì)量濃度50%?75%的呀04溶液中，于20? 80°C下浸潰8?12小時；
[0012] (3)步驟（2)浸漬后的廢舊電路板非金屬粉末在水蒸氣保護下以2?10°C /min 的升溫速率升溫至700?850°C，在700?850°C下恒溫反應20?60min，冷卻至室溫后得 到活性炭中間產(chǎn)物；
[0013] (4)所得的活性炭中間產(chǎn)物去離子水洗滌至濾液pH值為6?8,烘干或自然晾干， 研磨過篩，即得環(huán)氧樹脂活性炭。
[0014] 本發(fā)明優(yōu)選的，步驟（2)中，H3P〇d§液的質(zhì)量濃度60%?70%，廢舊電路板非金 屬粉末的加入量與比?0 4溶液的質(zhì)量比為（0. 5?3) :1。
[0015] 本發(fā)明優(yōu)選的，步驟（2)中浸漬溫度優(yōu)選50?60°C，浸漬時間優(yōu)選為：10?12小 時，最為優(yōu)選：12小時。
[0016] 本發(fā)明優(yōu)選的，步驟（3)中水蒸氣的通入速率為0. 5?lL/min。
[0017] 本發(fā)明優(yōu)選的，步驟（3)中的冷卻是在水蒸氣保護下進行冷卻，水蒸氣的通入速 率與反應時通入的速率相同。
[0018] 本發(fā)明優(yōu)選的，步驟（3)中，浸漬后的廢舊電路板非金屬粉末反應溫度為800? 850°C，反應時間為：30?50min，升溫速率為6?8°C /min。
[0019] 本發(fā)明優(yōu)選的，步驟（4)中烘干是將洗滌后的活性炭中間產(chǎn)物于100?110°C烘箱 內(nèi)烘烤3?4小時。
[0020] 本發(fā)明優(yōu)選的，步驟（1)中，廢舊電路板粉碎后，采用比重法將金屬物和非金屬物 的分咼出來。
[0021] 比重法：利用材料間比重的差異進行分離，顆粒在氣流的作用下分層，下面的重顆 粒受板的摩擦和振動作用向上移動，而輕顆粒由于板的傾斜度而向下漂移，從而將廢舊電 路板中的金屬和非金屬部分篩選分離。
[0022] 本發(fā)明制得的廢舊電路板活性炭，具有微孔、中孔和大孔多級結構，微孔孔隙發(fā) 達，比表面積可達691?730m 2/g，在水蒸氣氣氛保護下，可明顯縮短升溫時間，增大活性炭 的比表面積。
[0023] 本發(fā)明意外發(fā)現(xiàn)，釆用水蒸汽與1^04共同作用活化原料，與只用11丨0 4活化相比有 很大進步。在本發(fā)明的活化過程中，H3P04既起到脫水作用又起到酸催化的作用，H #04進入 原料的內(nèi)部與之發(fā)生反應，促使廢舊電路板活性炭前驅體低分子化，在熱作用下使得原料 膨脹。由于廢舊電路板中的有機物含量較高，因此在活化過程中易形成大量的焦油等復雜 的有機物，堵塞了活性炭的孔結構。在高溫作用下的水蒸氣恰好可以將這些有機物帶出物 料體系，同時侵蝕炭體進行造孔，在原料內(nèi)部或表面形成了大小不等的孔徑。因此，與只用 恥0 4活化相比，水蒸氣對炭體既可以起到"清洗"的作用又能進一步造孔，縮短了活化反應 時間，制備出孔隙發(fā)達的環(huán)氧樹脂活性炭。
[0024] 本發(fā)明的優(yōu)點如下：
[0025] 1、本發(fā)明以廢舊電路板中的非金屬部分為原料制備活性炭，實現(xiàn)了廢物資源的利 用，減少了污染，并且緩解了活性炭原料資源緊缺的問題，降低了生產(chǎn)活性炭的成本。而且 制備工藝簡單，制備的活性炭有優(yōu)良的吸附性能。
[0026] 2、本發(fā)明采用管式爐直接活化得活性炭，工藝簡單，操作時間短，省去了炭化的步 驟。所用的磷酸腐蝕性小，減少了對設備的腐蝕。
[0027]3、本發(fā)明制備的活性炭孔隙發(fā)達，比表面積為691?730m2/g。其比表面積大于只 用磷酸活化制備的活性炭。
【附圖說明】
[0028] 圖1是實施例2制得的環(huán)氧樹脂活性炭的掃描電鏡照片。
[0029] 圖2是實施例2制得的環(huán)氧樹脂活性炭的孔徑分布圖。
[0030] 圖3是實施例2制得的環(huán)氧樹脂活性炭的隊吸脫附曲線圖。
【具體實施方式】
[0031] 下面結合實施例子對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0032] 實施例1
[0033] -種以廢電路板為原料制備活性炭的方法，步驟如下：
[0034] (1)廢舊電路板粉碎后，采用比重法將金屬物和非金屬物分離出來，非金屬物粉碎 至粒徑0? 2mm X 0? 2mm，得廢舊電路板非金屬粉末；