CN101474675B

CN101474675B - 废弃电路板回收铜合金循环再造粉末冶金制品的方法及其装置系统

Info

Publication number: CN101474675B
Application number: CN2009101049809A
Authority: CN
Inventors: 许开华
Original assignee: Shenzhen Gem High Tech Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Green Recycling Industry Co.,Ltd.
Priority date: 2009-01-19
Filing date: 2009-01-19
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2029-01-19
Also published as: CN101474675A

Abstract

本发明涉及一种废弃电路板回收铜合金循环再造粉末冶金制品的方法和装置系统，该方法将电子设备上废弃的电路板进行破碎、磁性分选、粉碎、机械力分选和静电分离，将废弃的电路板分离成为铜合金粉末和塑玻粉末，而所述方法还包括如下步骤：X1)将所得的铜合金粉末进一步纯化、细化，制得更纯、更细的极细铜合金粉末；X2)将极细铜合金粉末填充进入制品模具中进行模压；X3)将模压好的压坯进行分段烧结，制得粉末冶金的成品。本发明的方法和装置系统既能够对废弃电路板进行前期的处理，分离得到铜合金粉末，又能对分离得到的铜合金粉末进行后续有效处理，制得可以进入市场销售的产品，而且处理过程环保、经济、高效。

Description

废弃电路板回收铜合金循环再造粉末冶金制品的方法及其装置系统

技术领域

本发明涉及环境保护和资源回收领域，更具体地说，本发明涉及一种废弃电子产品的回收方法及其设备。

背景技术

现代社会中的机电制品、电子设备的品种越来越多、数量越来越巨大，在这些制品/设备中，采用了数量不等的印刷电路板(PCB)，与此同时，生产印刷电路板的企业也很多。

由于技术更新的加快、生产的技术问题，机电制品、电子设备中的废弃印刷电路板也越来越多，因此造成了很大的环境问题和社会问题。

虽然废旧印刷电路板种类繁多，但其基板主要是复合有环氧等树脂的单层或多层的玻纤布，在基板上通过胶粘剂被覆有电路铜板，还结合有部分金属引脚和塑料引脚。据统计，PCB中含有50％-75％塑料和玻璃成分，此外铜金属含量较高，还包括铝、铁、镍、铅、锡和锌等其他金属，且有少量贵金属和稀有金属如金、银、钯、铑、硒等。

由于印刷电路板的基本组成比较特殊，因此，废弃电路板难于生物降解、难于火法处理、难于湿法处理，但其中的金属及高分子有机物，却可能通过水、大气、土壤进入环境，给人类健康和生态环境造成潜在的、长期的和不可恢复的危害。

为了对付废弃电路板处理带来的的特殊困难和问题，越来越多的人和企业已经在开发将废弃电路板中的铜等金属以及玻纤和树脂回收利用的技术，以期既能解决废弃电路板带来的环境社会问题，同时能够从废弃电路板的回收利用中发掘出一种新的自然资源，真正实现变废为宝、化害为利，造福人类。

但是，目前废弃电路板的处理技术都是将废弃电路板加以粉碎，从而回收得到其中的铜合金以及玻纤和树脂的粉末。但是得到分离纯化的金属粉末仅仅是一个开头，因为粉碎所得的金属粉末组份复杂，导致后续提炼或循环利用非常困难：或者提纯技术不成熟、提纯成本得不偿失，或者成分过于复杂不适于作为冶金添加辅助成分，或者粉末产品营销困难，没有相应的市场等等。总之，传统技术对于粉碎所得的金属粉末怎样有效、合理的后续利用缺乏解决办法，仍然会碰到一系列复杂的技术、社会问题，而这些问题远未提上议事日程，因此废弃电路板循环利用的目的仍未达到，以致目前为止，废弃电路板处理远未能在商业和社会上形成为一种有效益且成熟的产业。

发明内容

针对现有技术的上述缺点，本发明的目的是要提供一种废弃电路板回收铜合金循环再造粉末冶金制品的方法和装置系统，其具有如下优点：既能够对废弃电路板进行前期的处理，分离得到铜合金粉末，又能对分离得到的铜合金粉末进行后续有效处理，制得可以进入市场销售的产品，而且处理过程环保、经济、高效。

为此，本发明的技术解决方案之一是一种废弃电路板回收铜合金循环再造粉末冶金制品的方法，该方法将电子设备上废弃的电路板进行破碎、磁性分选、粉碎、机械力分选和静电分离，将废弃的电路板分离成为铜合金粉末和塑玻粉末，而所述方法还包括如下步骤：X1)将所得的铜合金粉末进一步纯化、细化，制得更纯、更细的极细铜合金粉末；X2)将极细铜合金粉末填充进入制品模具中进行模压；X3)将模压好的压坯进行分段烧结，制得粉末冶金的成品。

/粉碎的加工效率，且残余焊锡易对铜合金粉料纯度产生无规干扰，制约铜粉末的循环利用：所述的破碎包括对过大的电路板预先进行规范尺寸的规破步骤，得到长度不超过0.5m的尺寸较规范的电路板片，然后再将残余焊锡的电路板片分批装入电热脱锡炉中，进行脱锡；脱锡的电路板片再送入剪切破碎机中进行后续破碎、粉碎和分选处理。

粉末冶金对于耗能、环境自净能力、产品成型设备的要求均相对较低，特别适合于废弃电路板中铜等合金的回收利用，可以很低的成本就能获得较高质量的成型产品例如机车刹车块、含油轴承、电极、高压电触头等，也可再稍作机械、热处理或表面等加工制得其他产品，直接供应工业生产资料市场和市民日常消费市场，因此，本发明的方法能够高效、经济地生产出粉末冶金的成品，产品营销更容易。而且，本发明的粉末冶金方法可采用较少的能源，基本不采用强酸、强碱、有害气体、有害液体，过程中产生的粉尘含量也很有限，处理容易，因此，过程中的环保措施简单有效。

本发明方法还包括如下的优化和具体改进：

X1中的纯化、细化，是将静电分离所得铜合金粉末在高压惰性气流的湍流下进行破碎、循环分级，制得极细铜合金粉末；或者，为了进一步高效去除非金属杂质且得到较细的金属粉末，所述步骤X1中的纯化、细化，是将静电分离所得铜合金粉末在坩埚中加热熔融，进一步除去非金属杂质，然后将熔融铜合金从喷嘴喷出同时采用高压惰性气流或者高压水流对熔融铜合金进行雾化，制得极细铜合金粉末。

X1中，极细铜合金粉末的平均粒度控制在0.5-50μm范围。

X2还包括在所得极细铜合金粉末中掺杂加入辅助金属粉末，混匀后进行所述模压。所述步骤X3中分段烧结依序包括低温烧结、高温烧结、制品冷却。

相应地，本发明的另一技术解决方案是一种如上所述废弃电路板回收铜合金循环再造粉末冶金制品的方法的装置系统，其包括破碎设备、磁性分选设备、粉碎设备、机械力分选设备和静电分离设备，而所述装置系统还包括纯化/细化设备、模压设备和分段烧结炉；所述纯化/细化设备将静电分离所得铜合金粉末进一步纯化、细化，所述模压设备将被纯化/细化的铜合金粉末进行模压成为压坯，所述分段烧结炉将所得压坯分段烧结，制得粉末冶金的成品。

/或底部开设有漏锡孔。

如前所述，本发明的装置系统利用各种较优设备将废弃电路板先行粉碎以分离得到初步提纯的铜合金粉末产物。然后利用纯化/细化设备将铜合金粉末再进行适度纯化、细化，以满足进行粉末冶金深加工的要求，利用模压设备和分段烧结炉对符合粉末冶金深加工要求的粉末进行模压、烧结，从而克服了许多其他深加工会碰到的种种技术难题，因此，本发明的粉末冶金装置系统对于粉料的成分、配比要求相对宽松很多，能以很低的成本就能获得较高质量的成型产品，直接供应工业生产资料市场和市民日常消费市场，因此，本发明的装置系统能够高效、经济地生产出粉末冶金的成品，产品营销容易。本发明的装置系统可采用较少的能源，基本不涉及强酸、强碱、有害气体、有害液体，过程中产生的粉尘含量也很有限，处理容易，因此，过程中的环保措施简单有效。

本发明的装置系统还包括如下的优化和具体改进：

/细化设备包括高压惰性气源、湍流研磨室、湍流发生器、气固过滤器、循环分级管路；或者，所述纯化/细化设备包括高压惰性气源或高压水源、雾化塔、雾化熔融合金的喷嘴、熔融合金粉末的收集器。所述分段烧结炉包括推舟器、低温烧结段、高温烧结段、制品冷却段。

以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为本发明方法实施例的示意框图。

图2为本发明装置系统实施例的示意图。

图3为本发明规破设备实施例的结构示意图。

具体实施方式

如图1，所示为本发明废弃电路板回收铜合金循环再造粉末冶金制品的方法实施例的原理示意框图。该方法依序包括：

A1)：将电子设备上废弃的过大的电路板预先进行规范尺寸的规破步骤，得到长度不超过0.5m的尺寸较规范的电路板片；A2)：将残余焊锡的电路板片分批装入涡流电热脱锡炉中，进行脱锡；A3)：粗破电路板片得到粒度15-20mm粗破粉料；A4)：粗破粉料送中破得到粒度3-5mm中破粉料，A5)：对混合的中破粉料进行磁性分选剔除铁质，得到除铁的中破混合粉料，A6)：对除铁中破混合粉料进行高速气流粉碎和机械力分选得到粒度0.5mm左右除铁混合粉末；A7)：除铁混合粉末再经高压静电分离，分离得到塑玻粉末和95％左右铜合金粉末，而所述方法还包括如下步骤：X1)将所得的铜合金粉末进一步纯化、细化：在坩埚中加热熔融，除去非金属杂质，然后将熔融铜合金从喷嘴喷出同时采用高压惰性气流对熔融铜合金进行雾化制得平均粒度控制在0.5-50μm范围的更纯、更细的极细铜合金粉末；X2)在所得极细铜合金粉末中掺杂加入辅助金属粉末，混匀后填充进入制品模具中进行模压；X3)将模压好的压坯进行分段烧结包括低温烧结、高温烧结、制品冷却，制得粉末冶金的成品。

例如：X2步骤中在极细铜合金粉末中，适量掺杂加入铁金属粉末等，分段烧结后制得刹车离合器；适量掺杂加入钨粉等，分段烧结后制得电极触头；适量掺杂加入锌粉等，分段烧结后制得青铜结构件等。

如图2，所示为本发明装置系统实施例的示意图。该装置系统依次包括对废弃电路板进行规范尺寸破碎的规破设备10、电热脱锡炉20、粗破设备30A、中破设备30B、磁性分选设备40、粉碎设备50、旋风分离式机械力分选设备60和静电分选设备70，上述设备将废弃的电路板进行规破、脱锡、粗破、粉碎、磁性分选、机械力分选和静电分选。所述装置系统还包括纯化/细化设备80、模压设备91和分段烧结炉90。

其中，规破后得到长度不超过0.5m的尺寸较规范的电路板片，然后再将电路板片分批装入电热脱锡炉20中，进行脱锡；脱锡的电路板片再送入剪切式粗破设备30A、中破设备30B中进行后续处理；粗破设备30A出来粒度约15-20mm，中破设备30B出来粒度约3-5mm，粉碎设备50出来粒度约0.5mm。经过静电分选分离成为铜合金粉末和塑玻粉末。

所述纯化/细化设备80将静电分选所得0.5mm粒度铜合金粉末进一步纯化、细化，所述模压设备91将被纯化/细化的铜合金粉末进行模压成为压坯，所述分段烧结炉90将所得压坯分段烧结，制得粉末冶金的成品。

所述电热脱锡炉20包括容纳电路板片的坩埚21，在坩埚21外缠绕有涡流加热线圈22，在所述坩埚21的下部和/或底部开设有漏锡孔21A。

所述粗破设备30A为平行双辊切割破碎机，在辊轴31上平行安装有多个旋转刀头(不予详示)。中破设备30B为锤磨式粉碎机，该机包括安装在转轴上的多个锤块(不予详示)。

所述粉碎设备50为气流粉碎机，其包括湍流研磨室51、互反涡扇式湍流发生器52、气固过滤器53、循环分级管路及其气泵54。

所述磁性分选设备40包括二层相对的永磁辊子41，从永磁辊子41的中间间隙漏下非磁性铜合金，而将铁磁性碎片截流甩向两边，实现分离(如箭头所示)。

所述静电分选设备70包括条状高压电极71和场状高压电极72，旋转磁鼓73、自左至右分别为收集非金属的塑玻粉末、混合粉末、铜合金粉末的3个收集槽74。

而本实施例装置系统采用的纯化/细化设备80包括高压惰性气源81、压缩机81A、雾化塔82、雾化熔融合金的喷嘴83、熔融合金粉末的收集器84。其将所得的铜合金粉末在坩埚85中加热熔融，除去非金属杂质，然后将熔融铜合金从喷嘴83喷出同时采用高压惰性气流对熔融铜合金进行雾化，制得纯度合金含量高于98％、平均粒度在0.5-50μm范围极细铜合金粉末，在所得极细铜合金粉末中还可掺杂加入辅助金属粉末，混匀后将极细铜合金粉末填充进入包括油压机的模压设备91的制品模具中进行模压成压坯；再将模压好的压坯经过分段烧结炉90的推舟器(未示出)，依次推入低温烧结段92、高温烧结段93、制品冷却段94进行分段烧结成型，制得粉末冶金的成品。

所述装置系统还包括车间内的集中收尘设备(未示出)，该集中收尘设备通过风管(未示出)与所述规破设备、电热脱锡炉、粗破设备、中破设备、粉碎设备、和静电分选设备上部的吸气罩100相连通，在该集中收尘设备内还设有多层活性炭除臭床(未示出)。

上述设备之间的某些箭头表示其间存在的开放带式输送机、密闭管道螺杆式输送机或其他种类的输送机械。

如图3，所示为本发明的规破设备实施例的结构示意图。该规破设备10包括带有斜面溜板11和定长挡板12的破碎腔13，在破碎腔13上部顺序地安装有水平刀具辊14和可进退的链锯条15，在水平刀具辊14上按规范间距平行地装配有切割刀具，在破碎腔13下部设有水平输送带16，所述斜面溜板11带有对应切割刀具的刀槽且其末端紧接在水平输送带16接料端的上方，水平输送带16出料端的上方对应破碎腔13的出料口。规破设备10利用斜面溜板11和水平刀具辊14将进入设备上部进口的带有焊锡的电路板b先行切割成宽度一致的板片，如果板片b的长度比起定长挡板12到斜面溜板11的末端的间距更长的话，则这些过长板片b就会被定长挡板12卡住而不能继续溜下到水平输送带16的接料端上，也就不能被输送出去，此时，可由人工启动、或者由定长挡板12上的传感器(未示出)启动其上的可进退链锯条15将过长板片b拦腰锯短，被锯短的板片b会继续下溜到水平输送带16的接料端上，然后被水平输送带16输送到其出料端送出，其中，水平刀具辊14上平行装配的旋转切割刀具对无规电路板b的宽度方向进行规范切割，而链锯条15对无规电路板b的长度方向进行规范切割。从而实现电路板片b的尺寸规格化，为进入后续破碎和电热脱锡炉20进行脱锡做好准备。

Claims

1.一种废弃电路板回收铜合金循环再造粉末冶金制品的方法，该方法将电子设备上废弃的电路板进行破碎、磁性分选、粉碎、机械力分选和静电分离，将废弃的电路板分离成为铜合金粉末和塑玻粉末，其特征在于：所述方法还包括如下步骤：X1)将所得的铜合金粉末进一步纯化、细化，制得更纯、更细的极细铜合金粉末；X2)将极细铜合金粉末填充进入制品模具中进行模压；X3)将模压好的压坯进行分段烧结，制得粉末冶金的成品；所述的破碎包括对过大的电路板预先进行规范尺寸的规破步骤，得到长度不超过0.5m的尺寸较规范的电路板片，然后再将残余焊锡的电路板片分批装入电热脱锡炉中，进行脱锡；脱锡的电路板片再送入剪切破碎机中进行后续破碎、粉碎和分选处理；所述步骤X1中的纯化、细化，是将静电分离所得铜合金粉末在坩埚中加热熔融，除去非金属杂质，然后将熔融铜合金从喷嘴喷出同时采用高压惰性气流或者高压水流对熔融铜合金进行雾化，制得极细铜合金粉末。

2.如权利要求1所述废弃电路板回收铜合金循环再造粉末冶金制品的方法，其特征在于：所述步骤X1中，极细铜合金粉末的平均粒度控制在0.5-50μm范围。

3.如权利要求1所述废弃电路板回收铜合金循环再造粉末冶金制品的方法，其特征在于：所述步骤X2还包括在所得极细铜合金粉末中掺杂加入辅助金属粉末，混匀后进行所述模压。

4.如权利要求1所述废弃电路板回收铜合金循环再造粉末冶金制品的方法，其特征在于：所述步骤X3中分段烧结依序包括低温烧结、高温烧结、制品冷却。

5.一种如权利要求1-4之一所述废弃电路板回收铜合金循环再造粉末冶金制品的方法的装置系统，其包括破碎设备、磁性分选设备、粉碎设备、机械力分选设备和静电分离设备，其特征在于：所述装置系统还包括纯化/细化设备、模压设备和分段烧结炉；所述纯化/细化设备将静电分离所得铜合金粉末进一步纯化、细化，所述模压设备将被纯化/细化的铜合金粉末进行模压成为压坯，所述分段烧结炉将所得压坯分段烧结，制得粉末冶金的成品；所述装置系统还包括对过大电路板进行规范尺寸破碎的规破设备和对残锡电路板片脱锡的电热脱锡炉；该规破设备包括带有斜面溜板和定长挡板的破碎腔，在破碎腔上部顺序地安装有水平刀具辊和可进退的链锯条，在水平刀具辊上按规范间距平行地装配有切割刀具，在破碎腔下部设有水平输送带，所述斜面溜板带有对应切割刀具的刀槽且其末端紧接在水平输送带接料端的上方，水平输送带出料端的上方对应破碎腔出料口；所述电热脱锡炉包括容纳电路板片的坩埚，在坩埚外缠绕有涡流加热线圈，在所述坩埚的下部和/或底部开设有漏锡孔；所述纯化/细化设备包括高压惰性气源或高压水源、雾化塔、雾化熔融合金的喷嘴、熔融合金粉末的收集器。

6.如权利要求5所述的装置系统，其特征在于：所述分段烧结炉包括推舟器、低温烧结段、高温烧结段、制品冷却段。