CN101612628A - 一种废旧印刷电路板中各组分材料的分离及回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废旧印刷电路板中各组分材料的分离及回收方法，其特点是废旧印刷电路板依次进行真空热解、剪切破碎、筛分分级、重力分选、中温煅烧后，使废旧印刷电路板中全部组分材料得到分离和回收，并分别获得有机热解油、金属混合物及玻璃纤维；回收的有机热解油可作为燃料油或化工原料利用、金属混合物可作为冶金工业原料利用、玻璃纤维可作为玻璃纤维加工原材料或填料利用，达到了全部资源回收利用的目的；本发明方法能有效的分离和回收废旧印刷电路板中全部组分材料，并具有工艺方法简单可行、高效、无污染等特点，因此具有很好的社会效益、经济效益和环境效益。

Description

一种废旧印刷电路板中各组分材料的分离及回收方法
技术领域
本发明涉及废旧印刷电路板回收利用技术，特别涉及一种废旧印刷电路板中各组分材料的分离及回收方法，属于资源回收技术领域。
背景技术
废旧印刷电路板是有待再开发的一个重要再生资源，目前废旧印刷电路板合理处置和资源化利用受到了国内外的普遍关注。在废旧印刷电路板中含有约40％的金属、30％的塑料树脂及30％的惰性氧化物，其中金属部分有：金、钯、铂、银等贵金属；铑、硒等稀有金属；铜、铝、铁、镍、铅、锡和锌等普通金属，特别是其中金属铜含量超过20％，可资源化程度高。同时印刷电路板中含有大量的重金属和各种阻燃剂，废弃后如果不及时进行妥善处理，将严重影响人类赖以生存的大气、土壤和地下水，极大危害人体健康。
目前，废旧印刷电路板的处理方法主要有火法冶金、湿法冶金、机械物理处理。传统的火法、湿法冶金以普通金属和贵金属回收为主，忽视其他材料的回收，容易造成严重二次污染，越来越难适应当今社会资源回收和环境保护的要求。机械处理技术采用的主要是物理方法，首先通过破碎实现废旧印刷电路板中的金属与非金属的解离，然后根据破碎物料中金属和非金属材料的物理性能(密度、导电性和磁性等)的不同，利用风力分选、磁选、筛分、涡流分选、电选等不同的分选方法将这些材料加以分离，因此印刷电路板中各种材料特别是金属尽可能充分的单体解离是实现高效分选的前提。由于印刷电路板是具有较高韧性的复合材料，直接机械处理破碎过程中存在着破碎设备磨损严重、破碎效果不理想及能耗高等问题，因此破碎过程成了印刷电路板机械处理技术的瓶颈。目前有采用低温破碎方法来改进印刷电路板的破碎过程，虽然取得了比较好的破碎效果，但是低温破碎成本相对较高，工业推广应用较困难。
发明内容
本发明的目的是为解决目前废旧印刷电路板资源化回收过程中存在的环境污染、资源回收片面性及回收成本高等问题，提供一种清洁、高效的废旧印刷电路板中各组分材料的分离及回收方法，将废旧印刷电路板中全部组分材料相互分离并回收利用，实现对废旧印刷电路板的综合回收、再生和资源化利用。
本发明提供的一种废旧印刷电路板中各组分材料的分离及回收方法，包括以下步骤：
(1)首先采用真空热解装置对废旧印刷电路板进行真空热解处理，分离并回收废旧印刷电路板中有机物组分；
(2)将步骤(1)中真空热解所得的固体产物采用剪切式破碎机进行破碎，使金属组分与非金属组分之间完全解离；
(3)将步骤(2)中所得的破碎产物采用震动筛进行筛分分级；
(4)将步骤(3)中所得的各粒级筛分产物采用重力分选分离金属组分与非金属组分，并回收金属组分和非金属组分；
(5)将步骤(4)中所得的非金属组分采用马福炉进行煅烧，去除非金属组分中的碳黑，回收玻璃纤维组分。
上述步骤(1)中真空热解装置的加热方式为外加热，升温速率为5～25℃/min，热解终温为350～750℃，真空度为1～30kPa，终温恒温时间为20～80min。
上述步骤(1)中废旧印刷电路板中有机物组分在真空热解过程所产生的挥发气体经由真空热解装置的反应器中的排气管排出，再经真空热解装置中的冷凝器将气体冷凝成液体油和不可凝气体，不可凝气体进入气体收集处理系统进行净化处理，液体油净化处理后可作为燃料或化工原料使用。
上述步骤(2)中破碎是通过带有固定刀和可动刀的剪切式破碎机实现，所有破碎产物过4mm筛网。
上述步骤(3)中筛分为4mm～0.45mm/0.45mm～0.105mm/＜0.105mm三个粒级，各粒级也可根据具体情况进行调整。
上述步骤(4)中重力分选采用立式风力分选装置进行，所得的金属组分可直接作为冶金工业原材料使用。
上述步骤(5)中煅烧温度为400℃～800℃，煅烧时间为1min～30min。
本发明的有益效果：
本发明可以清洁、高效的将废旧印刷电路板中全部组分材料进行有效的分离及回收利用。与传统工艺方法相比，本发明的方法具有工艺简单可行、高效、无污染等特点，并能有效的分离和回收废旧印刷电路板中全部组分材料，具有很好的社会效益、经济效益和环境效益。
附图说明
图1是本发明的具体方法流程示意图。
具体实施方式
实施例1
a.将一定量的废旧印刷电路板放置于真空热解装置内，启动真空泵，将热解系统的压力降到并维持在1kPa，然后以5℃/min的升温速率加热到350℃并恒温80min。有机物在真空热解过程所产生的挥发气体经由真空热解装置的反应器中的排气管排出，再经真空热解装置的冷凝器将气体冷凝成液体油和不可凝气体，不可凝气体进入气体收集处理系统进行净化处理。液体油主要由苯酚、对异丙基苯酚、2-溴苯酚、2，6-二溴苯酚等化合物组成，经净化处理后可作为燃料油或化工原料使用。不可凝气体主要由氢气、一氧化碳、二氧化碳及低级烷烃等组成，具有一定热值，可作为加热热解炉的辅助燃料使用。
b.待真空热解装置在真空状态下自然冷却到常温下，再关闭真空泵，开启热解装置取出热解所得的固体产物，采用剪切式破碎机进行破碎，所有破碎产物均过4mm筛网，金属组分与非金属组分之间的解离度达到100％。
c.将所得的破碎产物采用震动筛进行筛分分级，筛分为4mm～0.45mm/0.45mm～0.105mm/＜0.105mm三个粒级。
d.将所得的各粒级筛分产物采用立式风力分选装置进行分选分离金属组分与非金属组分，并回收金属组分和非金属组分。金属组分中金属含量达到99.50％，金属回收率达到99.86％。所得的金属组分可直接作为冶金工业原材料使用。非金属组分中炭黑含量为18％，玻璃纤维含量为82％，非金属组分的回收率达到98.15％。
e.将所得的非金属组分采用马福炉进行煅烧，煅烧温度为400℃，煅烧时间为30min，去除非金属组分中的碳黑，得到纯度大于99.5％的玻璃纤维，可作为玻璃纤维加工原材料或填料使用。
实施例2
a.将一定量的废旧印刷电路板放置于真空热解装置内，启动真空泵，将热解系统的压力降到并维持在30kPa，然后以25℃/min的升温速率加热到750℃并恒温20min。有机物在真空热解过程所产生的挥发气体经由真空热解装置的反应器中的排气管排出，再经真空热解装置的冷凝器将气体冷凝成液体油和不可凝气体，不可凝气体进入气体收集处理系统进行净化处理。液体油主要由苯酚、对异丙基苯酚、2-溴苯酚、2，6-二溴苯酚等化合物组成，经净化处理后可作为燃料油或化工原料使用。不可凝气体主要由氢气、一氧化碳、二氧化碳及低级烷烃等组成，具有一定热值，可作为加热热解炉的辅助燃料使用。
b.待真空热解装置在真空状态下自然冷却到常温下，再关闭真空泵，开启热解装置取出热解所得的固体产物，采用剪切式破碎机进行破碎，所有破碎产物均过4mm筛网，金属组分与非金属组分之间的解离度达到100％。
c.将所得的破碎产物采用震动筛进行筛分分级，筛分为4mm～0.45mm/0.45mm～0.105mm/＜0.105mm三个粒级。
d.将所得的各粒级筛分产物采用立式风力分选装置进行分选分离金属组分与非金属组分，并回收金属组分和非金属组分。金属组分中金属含量达到99.35％，金属回收率达到99.85％。所得的金属组分可直接作为冶金工业原材料使用。非金属组分中炭黑含量为10％，玻璃纤维含量为90％，非金属组分的回收率达到99.15％。
e.将所得的非金属组分采用马福炉进行煅烧，煅烧温度为800℃，煅烧时间为1min，去除非金属组分中的碳黑，得到纯度大于99.5％的玻璃纤维，可作为玻璃纤维加工原材料或填料使用。
实施例3
a.将一定量的废旧印刷电路板放置于真空热解装置内，启动真空泵，将热解系统的压力降到并维持在15kPa，然后以10℃/min的升温速率加热到550℃并恒温50min。有机物在真空热解过程所产生的挥发气体经由真空热解装置的反应器中的排气管排出，再经真空热解装置的冷凝器将气体冷凝成液体油和不可凝气体，不可凝气体进入气体收集处理系统进行净化处理。液体油主要由苯酚、对异丙基苯酚、2-溴苯酚、2，6-二溴苯酚等化合物组成，经净化处理后可作为燃料油或化工原料使用。不可凝气体主要由氢气、一氧化碳、二氧化碳及低级烷烃等组成，具有一定热值，可作为加热热解炉的辅助燃料使用。
b.待真空热解装置在真空状态下自然冷却到常温下，再关闭真空泵，开启热解装置取出热解所得的固体产物，采用剪切式破碎机进行破碎，所有破碎产物均过4mm筛网，金属组分与非金属组分之间的解离度达到100％。
c.将所得的破碎产物采用震动筛进行筛分分级，筛分为4mm～0.45mm/0.45mm～0.105mm/＜0.105mm三个粒级。
d.将所得的各粒级筛分产物采用立式风力分选装置进行分选分离金属组分与非金属组分，并回收金属组分和非金属组分。金属组分中金属含量达到99.48％，金属回收率达到99.85％。所得的金属组分可直接作为冶金工业原材料使用。非金属组分中炭黑含量为12％，玻璃纤维含量为88％，非金属组分的回收率达到98.65％。
e.将所得的非金属组分采用马福炉进行煅烧，煅烧温度为800℃，煅烧时间为1min，去除非金属组分中的碳黑，得到纯度大于99.5％的玻璃纤维，可作为玻璃纤维加工原材料或填料使用。

Claims (7)

1.一种废旧印刷电路板中各组分材料的分离及回收方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)首先采用真空热解装置对废旧印刷电路板进行真空热解处理，分离并回收废旧印刷电路板中有机物组分；
(2)将步骤(1)中真空热解所得的固体产物采用剪切式破碎机进行破碎，使金属组分与非金属组分之间完全解离；
(3)将步骤(2)中所得的破碎产物采用震动筛进行筛分分级；
(4)将步骤(3)中所得的各粒级筛分产物采用重力分选分离金属组分与非金属组分，并回收金属组分和非金属组分；
(5)将步骤(4)中所得的非金属组分采用马福炉进行煅烧，去除非金属组分中的碳黑，回收玻璃纤维组分。
2.根据权利要求1所述的废旧印刷电路板中各组分材料的分离及回收方法，其特征在于：上述步骤(1)中真空热解装置的加热方式为外加热，升温速率为5～25℃/min，热解终温为350～750℃，真空度为1～30kPa，终温恒温时间为20～80min。
3.根据权利要求1所述的废旧印刷电路板中各组分材料的分离及回收方法，其特征在于：上述步骤(1)中废旧印刷电路板中有机物组分在真空热解过程所产生的挥发气体经由真空热解装置的反应器中的排气管排出，再经真空热解装置中的冷凝器将气体冷凝成液体油和不可凝气体，不可凝气体进入气体收集处理系统进行净化处理，液体油净化处理后作为燃料或化工原料使用。
4.根据权利要求1所述的废旧印刷电路板中各组分材料的分离及回收方法，其特征在于：上述步骤(2)中破碎是通过带有固定刀和可动刀的剪切式破碎机实现，所有破碎产物过4mm筛网。
5.根据权利要求1所述的废旧印刷电路板中各组分材料的分离及回收方法，其特征在于：上述步骤(3)中筛分为4mm～0.45mm/0.45mm～0.105mm/＜0.105mm三个粒级，各粒级也可根据具体情况进行调整。
6.根据权利要求1所述的废旧印刷电路板中各组分材料的分离及回收方法，其特征在于：上述步骤(4)中重力分选采用立式风力分选装置进行，所得的金属组分直接作为冶金工业原材料使用。
7.根据权利要求1所述的废旧印刷电路板中各组分材料的分离及回收方法，其特征在于：上述步骤(5)中煅烧温度为400℃～800℃，煅烧时间为1min～30min。
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