The transfers of brominated epoxy resins and metals during exfoliation of waste printed circuit boards with ionic liquid

Abstract

In this study, the exfoliation of waste printed circuit boards (WPCBs) layers was conducted in an ionic liquid, 1-ethyl-3-methylimizadolium tetrafluoroborate . The transformation of brominated epoxy resins (BER), the major ingredient in WPCBs, was characterised, and the result indicated that the concentration of BER in the achieved approximately 28 g·L⁻¹ while WPCBs layers were separated completely. Moreover, the dissolution of WPCBs metals during the exfoliation was determined. This demonstrated that concentration of copper became the highest in solution among the metals being tested as the concentration of metals decreased in the order as Cu≫Al>Sn>Pb>Fe>Mg≈Zn>Cd>Cr>Ni≈Mn. The dissolution of the metals in N₂ and air atmospheres was similar. Accordingly, the WPCBs exfoliation was carried out under various conditions, which revealed that smaller size (1 × 1 cm²) of WPCB pieces, a higher reaction temperature (240°C) and a longer separation time could improve the extent of the exfoliation. Therefore, the current work provides enhanced exfoliation conditions of WPCBs in the ionic liquid . Finally, could be recycled and enriched metals could be electro-deposited.

Dans cette étude, on a effectué l’exfoliation des couches de cartes usées de circuit imprimé (WPCBs) dans un liquide ionique, le 1-éthyle-3-méthylimizadolium tétrafluoroborate . On a caractérisé la transformation des résines époxy bromées (BER), l’ingrédient majeur des WPCBs, et le résultat indiquait que la concentration de BER dans le atteignait approximativement de 28 g·l⁻¹ lorsque les couches de WPCBs étaient complètement séparées. De plus, on a déterminé la dissolution des métaux des WPCBs lors de l’exfoliation. Ceci a démontré que la concentration du cuivre était la plus élevée dans la solution parmi les métaux évalués et que la concentration des métaux diminuait dans l’ordre Cu >>Al>Sn>Pb>Fe>Mg≈Zn>Cd>Cr>Ni≈Mn. La dissolution des métaux dans les atmosphères de N₂ ou d’air était similaire. En conséquence, on a effectué l’exfoliation des WPCBs sous des conditions variées, ce qui a révélé que les pièces de WPCBs de plus petite taille (1 × 1 cm²), une température de réaction plus élevée (240°C) et une plus longue durée de séparation pouvaient améliorer le degré d’exfoliation. Par conséquent, le présent travail fournit des conditions améliorées d’exfoliation des WPCBs dans le liquide ionique . Finalement, on pourrait recycler le et l’on pourrait déposer par galvanoplastie les métaux enrichis.

Keywords:

• Waste printed circuit boards
• Ionic liquid
• Exfoliation
• Brominated epoxy resins
• Metal

Acknowledgements

The authors are grateful for the support of Program of Innovative Research Team in University (IRT13078), the Innovation Program of Shanghai Municipal Education Commission (14YZ002) and Shanghai Cooperative Centre for WEEE (B50ZS120003).