钙基废渣与废弃溴代阻燃材料共热解下溴的演变机制与调控原理

电子废弃物中的含卤材料一直是该类废弃物有效资源化的难点。采用热解技术回收处理废弃电子废物中溴系阻燃材料仍停留在实验室阶段，困扰其工业化应用的主要问题在于对热解时溴的变迁与污染控制认识不足、机理不清，无法有效遏制多溴代二苯并二噁英及呋喃（PBDD/Fs）的生成和调控溴元素在三相产物中的分布。前期研究中已探明以溴化环氧树脂的热分解规律，本课题利用钙基废渣（赤泥、电石）与废弃电子产品中阻燃材料（PCB、ABS、HIPS）共同热解，借助ICP-AES、HRGC-HRMS、TG-MS、等分析手段研究溴的演变特性与调控方法以及PBDD/Fs的生成及抑制机理，通过"以废治废"的方法来突破废弃电子产品中含卤塑料热解回收工艺的瓶颈问题，为该类废弃物的脱卤固卤以及PBDD/Fs的生成和分析提供必要的基础性科学依据。

对钙基废渣与废弃电子电器产品中的溴代阻燃塑料共同热解反应耦合原理进行了系统的研究，事实证明：. 在氮气气氛下以不同升温速率对单纯PCB失重的DTG曲线为一单峰，TG曲线为一步台阶表明热解过程中只存在一个明显的失重区间，并且PCB在不同升温速率下的分解时间基本相同。但是三种升温速率的快速失重区间开始的温度基本相同均为300℃。失重行为在900℃时结束，失重率在27-30％之间。.PCB分别与CaO、赤泥、电石灰混合物热解的气体产物与单独PCB热解TG-FTIR对比发现，两样品的大部分吸收峰的出峰温度、峰形和出峰强度基本相同，说明两种样品热解产物分子的官能团相似。钙基废渣的加入对热解气体产物的组成影响不大。另外，通过Py-GC-MS分析PCB与添加剂的混合热裂解下产物与单纯PCB裂解对比，含溴物含量明显减少。脱除机理为：O.+HBr→Br.+H2O. 单纯PCB热解的液体产物量最高，达10.51%左右。添加了不同钙基废渣后其产率有不同程度的下降。实验发现PCB在与所有的添加剂的添加比例为2:1时，所得到的热解产物都比添加比例为1:1时的少。这说明钙基废渣的添加量与液体产物的生成量有关。.添加任何一种钙基废渣都使固体产物所占比率有所提高，达到不同程度的固溴效果。以CaO作为添加剂来参照，其中效果最好的钙基废渣是电石灰，固溴效果最好，其固体产物百分比上升了8-9%。其次的拜尔法赤泥，其固体产物百分比上升了7.5%左右。而烧结法赤泥的固体产物百分率在72.73-75.38%之间。.PCB热解后仅有5%的溴分布在固相产物中，大部分以热解油的形式存在，12%的溴存在于有机溴当中。而混合了钙基废渣后大部分溴元素存在于固相产物中，少量分布在其他热解产物中，尤其减少了有机溴的存在。. 添加剂加入使PCB中的有机溴平均脱除率为94.69%。与单独热解PCB实验相比，在相同实验条件下，PCB:CaO为2:1时使PCB中有机溴的脱除率最大为99.13%，其次为电石灰和PCB比例为1:1时达到98.87%。烧结法赤泥脱除有机溴的效果优于拜尔法赤泥，均在96%以上，并且烧结法赤泥在不同配比下的脱除率表现稳定。.PCB热解三相产物中均有PBDD/ Fs的生成，在600℃下产生的较450℃的要少。添加钙基废渣后，能明显的降低PBDD/ Fs的生成，CaO的效果要优于其他。