[發(fā)明專利]一種脫除電子廢棄物外殼PS塑料中重金屬的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811206891.0
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109249559A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白建峰;毛少華;顧衛(wèi)華;黃慶;苑文儀;趙靜;張承龍;王景偉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海第二工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B29B17/02
• 分類號: B29B17/02
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 王潔平

本發(fā)明公開了一種脫除電子廢棄物外殼PS塑料中重金屬的方法。本發(fā)明的方法主要包括前處理、浸泡、加熱三個步驟；利用加熱含有過氧化氫的混酸溶液(濃硝酸和四氟硼酸混合而成)使得廢塑料中附著的塑料添加劑溶解來脫除PS塑料中的重金屬，實現(xiàn)重金屬Pb、Cd、Cr、Sb與塑料的分離，達(dá)到廢塑料中重金屬含量減少的目的。本發(fā)明的方法可使PS塑料中重金屬得到有效脫除，最高脫除效率可達(dá)到95%，脫除效率高，成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及廢棄物回收技術(shù)領(lǐng)域，具體為涉及一種脫除電子廢棄物外殼PS塑料中重金屬的方法。

背景技術(shù)

電子產(chǎn)品輕薄短小化的發(fā)展趨勢使得大量的塑料被用來替代傳統(tǒng)的零部件。國外對21類報廢的電子電器設(shè)備的材料組分重量比進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計，其中塑料占2.8％-43.7％，鐵占45.9％-51.7％，鋁占1.3％-9.3％，電路板占0.5％-9.4％。據(jù)統(tǒng)計，2016年全球電子垃圾產(chǎn)量達(dá)到4.47×10⁷t，人均達(dá)6.1kg，與2014年的人均數(shù)量相比增長了5％，預(yù)計在2021年總量將達(dá)到5.22×10⁷t。為滿足不同用戶的需求，需向塑料中加入一定量的添加劑，如填充劑、著色劑、抗氧化劑、阻燃劑等，而這些添加劑中重金屬Pb、Cd、Cr屬于法定限制性有害成分，而阻燃劑中也會含有大量Sb₂O₃。盡管歐盟和中國都制定了相關(guān)法律來規(guī)范添加劑的使用，如《關(guān)于報廢電子電氣設(shè)備指令》(WEEE)、《關(guān)于在電子電氣設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)指令》(RoHS)，《電器電子產(chǎn)品有害物質(zhì)限制使用管理辦法》(俗稱中國RoHS2.0)。但在此之前塑料添加劑的使用并沒有嚴(yán)格規(guī)定，重金屬Pb、Cd、Cr含量通常較高。

現(xiàn)階段，對于電子廢棄物中塑料部分的處理主要分為垃圾填埋和回收利用兩種途徑。廢塑料作為垃圾填埋一方面占用較多土地面積，浪費土地資源，并且由于塑料本身含有重金屬、阻燃劑等有毒有害物質(zhì)，在土壤中長期填埋會隨垃圾浸濾液進(jìn)入土壤、水源中，造成環(huán)境污染，因此塑料再回收利用成為處理廢塑料的主要趨勢。但由于早期塑料中含有較高濃度的重金屬添加劑，使得再利用的廢塑料中有害物質(zhì)含量仍舊很高，在使用過程中對人體及周圍環(huán)境仍存在危害，有效脫除廢塑料中的重金屬可減輕廢塑料再利用產(chǎn)品的危害性。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種技術(shù)可操作性強、成本低廉的脫除聚苯乙烯PS塑料中重金屬的方法。本發(fā)明方法能有效脫除聚苯乙烯PS塑料中Pb、Cd、Cr和Sb等重金屬。

本發(fā)明的技術(shù)方案具體介紹如下。

本發(fā)明提供一種脫除電子廢棄物外殼PS塑料中重金屬的方法，該方法分為前處理、浸泡和加熱三個步驟，具體步驟如下：

S1、前處理

將廢棄的PS塑料進(jìn)行粉碎，使其粒度小于6mm；

S2、浸泡

將PS粉末置于密閉反應(yīng)罐中，加入由濃硝酸與四氟硼酸混合而成的混合酸，得到溶液a；再在溶液a中加入過氧化氫溶液浸泡25～35min；

S3、加熱

在190-210℃的溫度下加熱30-50min，使塑料中的添加劑充分溶解在溶液中。反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，過濾，分別得到PS塑料和溶有重金屬的溶液，實現(xiàn)電子廢棄物外殼PS塑料中重金屬的脫除。

本發(fā)明中，步驟S2中，混合酸由體積比為8:1～8:2的濃硝酸與40wt％四氟硼酸混合而成；過氧化氫溶液的濃度為30wt％。

本發(fā)明中，步驟S2中，按照液固體積質(zhì)量比為90～100ml/g加入混合酸，按照液固體積質(zhì)量比為10～30ml/g加入過氧化氫溶液。

本發(fā)明中，步驟S3中，樣品中脫除的重金屬元素包括鉛Pb、鎘Cd、鉻Cr和銻Sb。