廢舊電路板熔煉含溴煙氣處理技術(shù)

李俊先，施建龍，尹正科

［中節(jié)能（汕頭）再生資源技術(shù)有限公司，廣東汕頭 515157］

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國民生活質(zhì)量的提高，以手機(jī)、電腦、家用電子電器為首的電子產(chǎn)品快速更新?lián)Q代，淘汰下來的廢舊電子產(chǎn)品、廢舊電路板也迅速增加。隨之帶來的是日益嚴(yán)峻的環(huán)境污染和人身健康問題。因印刷電路板含有許多對(duì)人類健康有害的物質(zhì)，其中焊接電子元件的焊錫中有鉛，多氯聯(lián)苯與溴化阻燃劑存在于基板中。對(duì)于報(bào)廢的印刷電路板，如果隨意堆放或填埋，所含的重金屬可能會(huì)滲入地下水，造成潛在危害；如果燃燒，電路板中的含鹵族元素的阻燃劑會(huì)產(chǎn)生致癌物質(zhì)，能放出大量有害廢氣，破壞臭氧層并能形成酸雨，對(duì)人類的健康和周圍環(huán)境都會(huì)造成嚴(yán)重的威脅。如若不能合理地處理電子垃圾、電子廢棄物，不僅污染環(huán)境損害健康還造成資源的浪費(fèi)，因此必須合理處置廢舊電路板。

某高新科技大型試驗(yàn)平臺(tái)一期工程采用火法熔池熔煉技術(shù)處理廢舊電路板以及廢舊含銅稀貴材料，高效、清潔回收金、銀、銅、鈀等稀貴金屬。擁有處置量大、工藝簡單、操作方便、貴重 金屬回收率高、環(huán)保達(dá)標(biāo)、樹脂等可燃成分所含的熱量可以被充 分利用等優(yōu)勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)廢舊電路板以及廢舊含銅稀貴材料資源回收利用的有效方法。但廢舊電路板以及樹脂含有溴系阻燃劑，燃燒過程中很容易生成無機(jī)溴等酸性腐蝕性氣體。本文以火法熔池熔煉技術(shù)處理廢舊電路板為背景，對(duì)廢舊線路板熔池熔煉技術(shù)產(chǎn)生的含溴、含酸熔煉煙氣濕法處理技術(shù)展開了研究。

1 技術(shù)原理

1.1 煙氣成分

廢舊電路板在高溫燃燒時(shí)約有60%的溴以無機(jī)溴的形式釋放在煙氣中，而且煙氣溫度越高溴分子的含量越大于溴化氫的含量，原因?yàn)殇寤瘹湓诟邷亍⒂醒醯臈l件下會(huì)轉(zhuǎn)化成溴氣。其中溴化氫轉(zhuǎn)化方程式如下：布袋除塵器某時(shí)刻出口煙氣成分及含量如表1所示。

表1 布袋除塵器出煙氣量及成分

1.2 工藝控制原理

1.2.1 以NaOH溶液為吸收液（原方案）

以NaOH溶液為吸收液控制雙塔同為堿性條件，凈化煙氣、捕集溴控制方案。反應(yīng)原理如下：

一、二塔均補(bǔ)充NaOH溶液，pH控制在8.0～9.0呈堿性，兩塔液位控制在0.85m左右，比重控制在1.131。一號(hào)塔主要作用是吸收Br2以及酸氣，如HCl、HBr、SO2、CO2。二號(hào)塔主要作用是吸收殘余的Br2以及酸氣。一、二號(hào)塔連通操作。補(bǔ)新堿液時(shí)可向兩塔同時(shí)補(bǔ)新堿液。

以NaOH溶液為吸收液優(yōu)點(diǎn)是NaOH溶液不僅僅能吸收煙氣中的Br2和HBr，還能吸收煙氣中的HCl、SO2、CO2等酸性氣體。缺點(diǎn)是熔煉煙氣中HCl、SO2含量遠(yuǎn)低于CO2，CO2與NaOH反應(yīng)生成的Na2CO3和NaHCO3遠(yuǎn)高于其他鹽。而且Na2CO3和NaHCO3低溫下很容易蒸發(fā)結(jié)晶，而熔煉煙氣進(jìn)入一號(hào)塔溫度高于160℃，所以經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致一號(hào)塔Na2CO3和NaHCO3蒸發(fā)結(jié)晶，堵塞設(shè)備，從而影響到后續(xù)的煙氣處理。其次NaOH屬于強(qiáng)堿，對(duì)作業(yè)人員存在一定的健康安全隱患。表2為運(yùn)行期間隨機(jī)抽樣檢測(cè)結(jié)果。

表2 堿塔液分析表 %

可以看出使用NaOH溶液為吸收液，雖能解決煙氣環(huán)保達(dá)標(biāo)問題，但是溴鹽含量不足10%，不足以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。

1.2.2 以Na2CO3溶液為吸收液（調(diào)試方案）

以Na2CO3溶液為吸收液，控制兩塔不同pH，即兩塔不同作用、不同環(huán)境，凈化煙氣、捕集溴控制方案。反應(yīng)原理如下：

一號(hào)塔補(bǔ)充清水，pH控制在6.0～6.5呈弱酸性，塔液位控制在0.75～0.90m。主要是吸收溶于水的HCl、HBr以及Br2。

二號(hào)塔補(bǔ)充Na2CO3溶液，pH控制在8.0～9.5呈堿性，塔液位控制在0.80m左右。主要是吸收掉剩余的酸氣以及調(diào)節(jié)pH。

新增預(yù)冷煙道和一號(hào)塔共用一號(hào)塔基液，主要作用是降低煙氣溫度，防止結(jié)晶和防止高溫?fù)p壞設(shè)備。一、二號(hào)塔斷開、單獨(dú)操作，補(bǔ)新堿液時(shí)向二號(hào)塔補(bǔ)新堿液，必要時(shí)可將二號(hào)塔堿液直接補(bǔ)入一號(hào)塔補(bǔ)充罐。此操作目的是向一號(hào)塔內(nèi)補(bǔ)充Na+利于富集Br-，調(diào)節(jié)一號(hào)塔pH。

1.3 調(diào)試運(yùn)行結(jié)果

運(yùn)行調(diào)試兩月期間隨機(jī)化驗(yàn)分析兩塔堿液pH、比重，塔內(nèi)成分分析，見表3～表4。

表3 堿性吸附塔堿液成分表

表4 堿性吸附塔堿液pH、比重表

由上表可以看出堿塔pH控制在6.0～6.5時(shí)。隨著時(shí)間的推移，塔內(nèi)NaBr的含量逐步上升，一號(hào)塔NaBr含量最高為56.36g/L，后續(xù)制得粗鹽中溴化鈉最高含量為67.51%。而且Na2CO3和NaHCO3含量也很低，已經(jīng)初步具備經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2 結(jié)束語

在原方案上優(yōu)化下，控制合適的pH時(shí)。塔內(nèi)NaBr含量最高可達(dá)56.36g/L，后續(xù)制得粗鹽中溴化鈉最高含量為67.51%，已經(jīng)遠(yuǎn)超于NaOH溶液為吸收液時(shí)的不足10%。而且Na2CO3和NaHCO3含量也很低，已經(jīng)初步具備經(jīng)濟(jì)價(jià)值。證明了以Na2CO3溶液作為吸收液控制兩塔不同pH，吸收、富集煙氣中的溴是可行的。在原方案上優(yōu)化下，調(diào)試運(yùn)行兩個(gè)月下發(fā)現(xiàn)塔內(nèi)從未產(chǎn)生結(jié)晶，在酸性條件下對(duì)塔也沒有產(chǎn)生損害，對(duì)比原方案時(shí)常產(chǎn)生結(jié)晶，證明了以Na2CO3溶液作為吸收液控制兩塔不同pH，吸收、富集煙氣中的溴的改良性和優(yōu)越性較好。