CN100444978C - 印刷电路板的多侧线固体流态化气力输送分离装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属环保技术领域，具体涉及一种印刷电路板的多侧线固体流态化气力输送分离装置及方法。由输送分离仓、螺旋加料器、旋风分离器、袋滤器、差压变送器、收集仓和分布板等组成，输送分离仓的进料口连接螺旋加料器；输送分离仓一侧中、下部分别设有出料口，出料口依次连接收集仓、袋滤器；输送分离仓顶部的出料口连接旋风分离器。使用时开启风机、螺旋加料器，印刷电路板粉碎料经螺旋加料器送入输送分离仓内；粉碎料在气流作用下流化；粉碎料中颗粒因密度差沿分离仓自下而上形成不同富集层；铜粉、铝粉分别流入不同的收集仓，非金属富集层经旋风分离器进行分离回收。本发明使用设备简单，操作方便，可实现连续操作，过程容易控制，且处理能力大。

Description

印刷电路板的多侧线固体流态化气力输送分离装置及方法
技术领域
本发明属环保技术领域，具体涉及一种印刷电路板的多侧线固体流态化气力输送分离装置及方法。
背景技术
当今世界电子、电器工业快速发展，层出不穷的技术创新与持续膨胀的市场需求加速了电子与电器设备(Electric and Electronic Equipment，简称EEE)的更新换代，结果产生了大量废弃的电子与电器设备(Waste EEE，简称WEEE)，随着WEEE对生态环境影响的日益凸现，WEEE已成为世界关注的热点问题。同时WEEE中含有品位较高的铜、铝、铁、金、银等多种金属与贵金属，以及塑料与玻璃等非金属，具有很高的回收价值。对WEEE合理的回收利用，不仅有利于环境保护，而且，还可推进社会的可持续发展。如今，在发达国家，WEEE资源化产业已进入了快速发展时期，并被视为21世纪充满活力的新兴高科技产业。
WEEE各组成材料的循环再生是保证WEEE最大限度资源化的重要环节。WEEE种类繁多，其构成零部件及组成材料复杂多变。尤其是EEE中的印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)是电子电器工业的基础，是各类电子电器产品中不可缺少的重要部件。PCB具有数量多、成分复杂、潜在回收价值高等特点，安全有效地对其处置是WEEE资源化的关键。一般地，PCB由40％的金属、30％的塑料以及30％陶瓷所组成。其中的金属以铜为主要成分，占到PCB总量的20％以上，此外还有铝、铁、锡、镍、铅、锌、银和金等。
以前，人们主要采用湿法冶金或火法冶金对PCB进行处理以回收其中的金、银等贵金属。从PCB所含物质组分来看，这种回收方法不仅效率低下，同时还会造成严重的二次污染。随着科学技术的发展以及PCB中金、银等贵金属含量的持续降低，目前对废弃PCB的处置已发展为采用环境友好的机械或物理方法对其所含的金属与非金属进行全面的回收利用。
废弃PCB机械/物理处理流程为：首先采用适当的方法对PCB进行充分粉碎以使组成PCB的材料相互解离；然后根据PCB粉碎程度，借助粉碎后PCB组成材料在粒度、形状、密度、铁磁性、导电性等物理特性方面的较大差异，选用形状分离、磁性分离、密度差分离或静电分离等技术对其进行分离富集。分离富集得到的金属富集体送冶炼厂进行精制，有机塑料富集体可送热解厂深加工或用作建筑等材料的填充料等，无回用价值的陶瓷等非金属进行填埋处置。
PCB中的主要金属铜和铝的密度分别为8.9kg/m3与2,7kg/m3，以环氧树脂及玻璃纤维为主要成分的非金属混合物的密度为0.75-1.5kg/m3，其值相差较大，因此采用基于密度差的物理/机械方法可有效地对PCB中的组分进行分离富集。以水为介质的水力摇床是PCB中金属与非金属分离富集常用的密度差分选设备，其具有结构简单，操作容易等优点；缺点是分选后的金属富集体与非金属富集体需干燥，介质水需要进行回收处理。
固体流态化是20世纪中期兴起的一项技术，它是使一定速度的流体使自下而上通过一颗粒床层，固体颗粒被流体夹带形成两相悬浮体而呈现出类似流体运动状态的方法。作为研究颗粒与流体相互作用规律的学科，流态化技术的应用研究取得了许多重大进展，已经成为颗粒与粉体制备、加工、改性和输送以及改善催化反应等的有效手段，并渗透到国民经济的许多领域，在化工、石油、冶金、能源、材料、环保等部门得到了广泛应用。流态化技术具有投资小，处理能力大、操作方便，且易于控制等优点。近20年里人们开始将固体流态化技术用于固体物料的分离，但目前国内外还未出现有关采用多侧线固体流态化气力输送分离装置及方法，对印刷电路板中的金属与非金属进行分离的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效、环保及连续分离回收的印刷电路板的多侧线固体流态化气力输送分离装置及方法。
本发明提出的印刷电路板的多侧线固体流态化气力输送分离装置，由风机1、流量计3、输送分离仓5、差压变送器7、螺旋加料器9、旋风分离器10、袋滤器11、收集仓12、分布板13组成(其结构如图1所示)，风机1通过阀门2连接流量计3的一端，流量计3的另一端连接输送分离仓5底部的进风口4；分布板13位于输送分离仓5的下部，进风口4之上；输送分离仓5设有一个进料口8和三个出料口，进料口8位于输送分离仓5一侧的上部，进料口8连接螺旋加料器9；输送分离仓5一侧距离分布板1-5mm处，设有第一出料口14，第一出料口14通过阀门2依次连接第一收集仓12、第一袋滤器11；输送分离仓5一侧距离分布板100-500mm处，设有第二出料口19，第二出料口19位于输送分离仓5一侧的下部，第二出料口19通过阀门2依次连接第二收集仓18、第二袋滤器16；输送分离仓5顶部设有第三出料口20，第三出料口20连接旋风分离器10，旋风分离器10连接第三袋滤器17；输送分离仓5一侧上部及下部的测压口6分别连接差压变送器7的两端。
本发明中，分布板采用表面附着丝网的开孔金属板，金属板开孔孔径为1-5mm；丝网目数大于300目。
本发明中，在输送分离仓5底部靠近分布板13处为重金属侧线第一出料口14，与第一出料口14相连的有收集仓12与袋滤器11，其目的是充分回收印刷电路板粉碎料经气体流态化分离所形成的重金属富集层，并捕集排空前气流中的微小粉尘；在所述的输送分离仓5距离其底部分布板100-500mm处为轻金属侧线第二出料口19，与其相连的有第二收集仓18与第二袋滤器16，可根据待分离粉碎料组分的特性与待分离组分数确定相应侧线出口的位置与数量以适应不同的分离富集要求；在所述输送分离仓5顶部设有第三出料口20，与其相连的有旋风分离器10与第三袋滤器17，其目的是将经气力输送从分离仓5带出的非金属轻组份物料与气流分离回收，并捕集排空前气流中的微小粉尘；在所述输送分离仓5底部与其相连的是风机1，通过阀门2与流量计3调节确定气体流量大小以适应不同的物料特性；在所述输送分离仓5一侧的上部，与其相连的有螺旋送料器，其目的是向分离仓5内连续稳定地输送固体粉料以实现工艺过程的连续稳定操作。
本发明提出的印刷电路板中多侧线固体流态化气力输送分离方法，其具体步骤如下：
开启风机1，用阀门2调节风机流量，使气力输送分离仓内5内的空截面气速为0.3-3.5m/s变化，同时开启螺旋加料器，将一定粒度的印刷电路板粉碎料经加料斗与螺旋送料器9送入输送分离仓5内；进入输送分离仓5内的印刷电路板粉碎料，在经由风机1与输送分离仓5底部分布板13均匀分布的气流作用下流态化；在输送分离仓5内，印刷电路板粉碎料中不同材质的颗粒，因密度差沿输送分离仓5自下而上形成铜粉富集层、铝粉富集层及非金属富集层；输送分离仓5内分层的铜粉与铝粉在气流的作用下分别经位于输送分离仓5一侧下部的第一出料口14与位于输送分离仓5中部一侧的第二出料口19分别流入第一收集仓12和第二收集仓18，并在其内与空气分离，夹带微量粉尘的空气分别经第一袋滤器11、第二袋滤器16过滤后排空；位于输送分离仓5上部的非金属轻组份富集层在气流的作用下以气流输送方式流经旋风分离器10进行分离回收，夹带少量微细粉尘的空气经第三袋滤器17过滤后排空。
本发明中，固体流态化技术用于固体物料的分离，其原理是：使待分离的颗粒物料在一定流速气体或液体的作用下形成流化床，借助不同密度及不同尺寸颗粒物料在流体中的沉降速度不同而使其相互分离。
本发明的优点：
1、本发明采用以空气为介质的干法物理过程，分离所得产品无需干燥后处理，设备简单，操作方便，可实现连续操作，过程容易控制，且处理能力大；
2、印刷电路板组成物料间的分离富集过程在密闭的输送分离仓5内完成，分离富集后的金属与非金属分别在收集仓与旋风分离器内与空气分离，空气中夹带的难以分离的微量细小飞扬粉尘经袋滤器进行捕集，整个过程无粉尘产生；
3、本发明可在一套设备上实现固体流态化分选与气力输送回收，配合多侧线出料可方便有效地对印刷电路板粉料中不同密度组分进行分离富集回收；
4、本发明以确保轻组份物料得以气力输送回收确定风机风量，较重组份物料借助固体流态化类似液体的特性，经适宜位置侧线出料回收，故本发明可确保通过较小的动力消耗实现印刷电路板中轻重组份的高效分离回收。
附图说明
图1为本发明的结构图示。
图2为本发明实施例2中未经分离的印刷电路板图。
图3为本发明实施例2中分离后得到的金属及非金属材料图。其中，(a)为金属铜富集体图，(b)为金属铝富集体图，(c)为非金属富集体图。
图中标号：1为风机，2为阀门，3为流量计，4为进风口，5为流态化气力输送分离仓，6为测压口，7为差压变送器，8为进料口，9为螺旋加料器，10为旋风分离器，11为第一袋滤器，12为第一收集仓，13为分布板，14为第一出料口，15为加料斗，16为第二袋滤器，17为第三袋滤器，18为第二收集仓，19为第二出料口，20为第三出料口。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例1
按图1所示方式连接下列各部件，本领域的技术人员均能顺利实施。输送分离仓高径比为5-10，流量计为LWQ型，风机的型号为NXW，差压变送器为YS-1151型，螺旋加料器的型号为JGB4，旋风分离器的型号为CLT/A，袋滤器的为F5型中效袋滤器，收集仓的尺寸0.2-0.6m3，分布板所用的材料为普通碳钢，开孔直径为1-3mm，其上所附金属网目数大于300目。
实施例2
利用多侧线流态化输送分离装置实现印刷电路板中金属与非金属分离方法，将拆解后的废弃印刷电路板粉碎成粒度为0.4-0.6mm的颗粒料，首先开启风机1，用阀门2缓慢调节风机流量，至输送分离仓5内的空截面气速为0.5-0.8m/s，空气经分布板13均匀流入分离仓5内；开启加料装置，将一定粒度的印刷电路板粉碎料经螺旋加料器9，连续送入多侧线流态化气力输送分离仓5内；在输送分离仓5内，印刷电路板粉碎料在流动气流的作用下流化，其中不同材质的颗粒，因密度差沿输送分离仓5自下而上形成铜粉富集层、铝粉富集层及非金属富集层；输送分离仓5内分层的铜粉与铝粉借助流态化固体类似液体的特性，分别经输送分离仓5底部与中部的侧线出料口流入收集仓，并在收集仓内与空气分离，夹带微量粉尘的空气分别经第一袋滤器11、第二袋滤器16过滤后排空，以确保气体的无尘排放；位于输送分离仓5上部的非金属轻组份富集层以稀相气流输送方式流经旋风分离器10与空气分离得以回收，流出旋风分离器10并夹带有少量微细粉尘的空气经第三袋袋滤器17过滤后排空，以确保气体的无尘排放。经上述操作，可将印刷电路板粉碎颗粒中的金属铜、铝及非金属有效地分离，金属总回收率达95％以上。
实施例3
利用多侧线流态化输送分离装置实现印刷电路板中金属与非金属分离方法，将拆解后的废弃印刷电路板粉碎成平均粒径≤3mm，粒度分布范围dmax/dmin＜2的颗粒料，首先开启风机1，用阀门2缓慢调节风机流量，至分离仓5内的空截面气速为0.3-3.5m/s，空气经分布板13均匀流入输送分离仓5内；开启加料装置，将一定粒度的印刷电路板粉碎料经螺旋加料器9，连续送入多侧线流态化气力输送分离仓5内；在输送分离仓内，印刷电路板粉碎料在流动气流的作用下流化，其中不同材质的颗粒，因密度差沿输送分离仓5自下而上形成铜粉富集层、铝粉富集层及非金属富集层；输送分离仓5内分层的铜粉与铝粉借助流态化固体类似液体的特性，分别经输送分离仓5底部与中部的侧线第一出料口14、第二出料口19流入收集仓，并在收集仓内与空气分离，夹带微量粉尘的空气分别经袋滤器11过滤后排空，以确保气体的无尘排放；位于输送分离仓5上部的非金属轻组份富集层以稀相气流输送方式流经旋风分离器10与空气分离得以回收，流出旋风分离器10并夹带有少量微细粉尘的空气经袋滤器11过滤后排空，以确保气体的无尘排放。经上述操作，可将印刷电路板粉碎颗粒中的金属铜、铝及非金属有效地分离，金属总回收率达90-95％以上。

Claims (3)

1、一种印刷电路板的多侧线固体流态化气力输送分离装置，由风机(1)、流量计(3)、输送分离仓(5)、差压变送器(7)、螺旋加料器(9)、旋风分离器(10)、袋滤器(11)、收集仓(12)、分布板(13)组成，其特征在于风机(1)通过阀门(2)连接流量计(3)的一端，流量计(3)的另一端连接输送分离仓(5)底部的进风口(4)；分布板(13)位于输送分离仓(5)下部，进风口(4)之上；输送分离仓(5)设有一个进料口(8)和三个出料口，进料口(8)位于输送分离仓(5)一侧的上部，进料口(8)连接螺旋加料器(9)；输送分离仓(5)一侧距离分布板1-5mm处，设有第一出料口(14)，第一出料口(14)位于输送分离仓(5)一侧的下部，第一出料口(14)通过阀门(2)依次连接第一收集仓(12)、第一袋滤器(11)；输送分离仓(5)一侧距离分布板100-500mm处，设有第二出料口(19)，第二出料口(19)位于输送分离仓(5)一侧的中部，第二出料口(19)通过阀门(2)依次连接第二收集仓(18)、第二袋滤器(16)；输送分离仓(5)顶部设有第三出料口(20)，第三出料口(20)连接旋风分离器(10)，旋风分离器(10)连接第三袋滤器(17)；输送分离仓(5)一侧上部及下部的测压口(6)分别连接差压变送器(7)的两端。
2、根据权利要求1所述的印刷电路板的多侧线固体流态化气力输送分离装置，其特征在于分布板(13)为表面附着丝网的开孔金属板，金属板开孔孔径为1-5mm；丝网目数大于300目。
3、一种印刷电路板的多侧线固体流态化气力输送分离方法，其特征在于开启风机(1)，调节风机流量至输送分离仓(5)内的空截面气速为0.3-3.5m/s，同时开启螺旋加料器(9)，将印刷电路板粉碎料经螺旋加料器(9)送入输送分离仓(5)内；进入输送分离仓(5)内的印刷电路板粉碎料，在经由风机(1)与输送分离仓(5)底部分布板(13)均匀分布的气流作用下流化；在输送分离仓(5)内，印刷电路板粉碎料中不同材质的颗粒，因密度差沿输送分离仓(5)自下而上形成铜粉富集层、铝粉富集层及非金属富集层；输送分离仓(5)内分层的铜粉与铝粉在气流的作用下，分别经位于输送分离仓(5)一侧下部的第一出料口(14)和位于输送分离仓(5)中部一侧的第二出料口(19)分别流入第一收集仓(12)和第二收集仓(18)，并在其内与空气分离，夹带微量粉尘的空气分别经第一袋滤器(11)、第二袋滤器(16)过滤后排空；位于输送分离仓(5)上部的非金属富集层，在气流的作用下以稀相输送方式流经旋风分离器(10)进行分离回收，夹带少量微细粉尘的空气经第三袋滤器(17)过滤后排空。
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