CN102327891A

CN102327891A - 电磁感应分离废旧电路板中电子元器件的方法及系统

Info

Publication number: CN102327891A
Application number: CN201110279073A
Authority: CN
Inventors: 聂祚仁; 席晓丽; 周志理; 韩新罡; 左铁镛
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2031-09-20
Also published as: CN102327891B

Abstract

一种电磁感应分离废旧电路板中电子元器件的方法及系统，其特征是在带有进料口板的封闭箱体中里安装有温度可调的加热电丝、送气吸气装置、传送装置、冲击振动装置、电磁吸附装置、元器件回收网、电路板回收挡板，箱体一侧有废气回收处理装置；废旧电路板由进料口送入传送带上，缓慢传送至加热区，在高温和电磁吸附作用下使一部分电子元器件分离，缓慢通过冲击振动装置时，在快速冲击作用下使其余的电子元器件分离；电子元器件落在元器件回收网上被回收；废气回收处理装置对工作过程中废旧电路板因受热而释放出的有毒有害气体进行回收处理。本发明设备简单，分离电子元器件效率高、无污染，是一种能批量前期处理废旧电路板的高效无害方法及系统。

Description

电磁感应分离废旧电路板中电子元器件的方法及系统

技术领域：

本发明涉及一种电磁感应分离废旧电路板中电子元器件的方法及系统，本发明可实现对废旧印刷电路板与电子元器件的无害、高效率分离，以便于废旧电路板进行回收处理，属于环保设备及应用技术领域。

背景技术：

随着电子工业技术的迅猛发展及电子产品需求市场的不断膨胀，电子产品的数量也迅速增长，电子废弃物的数量也随之快速攀升，大量废旧电器被遗弃而形成电子废弃物，并逐渐成为城市固体废弃物的重要组成部分，其数量每5年便增加16％～28％，比总废弃物的增长速度要快3倍，已成为世界上增长最快的垃圾。电子废弃物是一种既特殊又宝贵的资源而不是一种简单的普通废弃物，是一个含有金、银、铂、铑等贵金属及铜、铁、镍等基本金属的资源富集体。因此，在地球矿产资源日趋耗竭的情况下，将电子废弃物作为二次资源回收再利用，无论从经济还是环境的角度来看，都具有很重大的意义。

废旧电路板是电子器件的重要组成部分，它被广泛应用于电脑、通讯设备、测控仪器仪表、家庭电器等领域。废旧印刷电路板中含有高品位的贵金属及具有回收意义的可再生材料，具有很高的资源价值。对废旧电路板进行回收处理，首先需要去除连接在上面的电子元器件和焊点金属，目前国内外对废旧电路板上元器件和焊料的回收的方法与设备有很多，但大多是只能对单个废旧电路板进行处理，不能实现连续作业拆除电子元器件。

中国公开专利CN1288795N(公开日2001.3.28)提出了一种焊料回收方法及焊料回收装置，该装置利用电子元器件不同比重，向电路板上喷射金属微粒和液体介质，从而将电子元器件及焊料的分别回收。但是这种回收方法需要大量的金属微粒及高温介质，造成浪费且金属微粒无法进行回收，此外，这种装置只能对单个的废旧电路板进行处理，分离效率很低，还造成一定的环境污染。中国发公开专利CN1600458A(公开日2005.3.30)提出了废弃电路板的电子元件、焊料的分拆与回收方法及装置。该装置将电路板固定，在上方吹入热空气使电路板上焊点溶化，通过紧贴着电路板下表面的机械滚刷的刷毛将电路板上的元器件扫下并被一边的强力吸头吸入。但是该装置不能很好的密封，且只能进行单个电路板处理，装卸很费劳力，同时没有设置废气处理装置，分离效率低，对环境污染很大。中国公开专利CN201244516Y(公开日2009.5.27)提出了一种元器件离心除锡设备，该设备将废旧电路板固定于预热箱体中采用高速转动，通过离心作用分离电子元器件及焊锡。但是这种设备无法批量处理且密封性差，容易造成有毒害气体外泄，电路板的装卸困难，分离效率低，对环境污染大。中国公开专利CN201410596Y(公开日2010.2.24)提出了一种废印制电路板电子元器件拆解与焊锡回收设备，该装置利用多台自控加热装置对传送带上电路板进行加热，然后利用滚刀将电路板上电子元器件刮下。尽管这种方法能实现多批量电路板处理，但是在传送带上对电路板进行滚刮处理，废旧电路板无法固定，因此分离效果不明显，而且在持续加热过程中，会产生大量的有毒害气体等排放物，污染环境。中国公开专利CN101695705A(公开日2010.04.21)提出了一种可产业化实施废旧电路板元器件整体拆除的设备，该设备采用一旋转臂连接载台使废旧电路板在被加热的热体介质和震动箱内运动，但该工艺在从两个工作区间转移的过程中，温度降低，没有脱落的锡焊会重新凝固，从而导致处理效果不理想。采用空气锤拍打也会使变软的电路板造成破坏，影响其后期处理。中国公开专利CN201010597022.2(公开日2011.5.25)提出了一种基于废旧电路板后期处理的拆除电子元器件的设备，该设备将废旧电路板固定于装置中，加热后采用刮板装置将电子元器件刮下。但是这种设备只能处理单个废旧电路板，而且装卸繁琐，拆分效率明显低下，而且由于废旧电路板上电子元器件及焊点大多不在同一平面，分离效果不明显。

上述现有技术分别存在有如下问题：

1.拆除电子元器件效率低，只能对单个废旧电路板进行电子元器件分离，装卸繁琐，不能实现连续批量处理。

2.处理箱不能完全密封，容易造成有毒害气体外泄，污染环境。

发明内容

本发明的目的在于避免上述所出现的问题，提供一种高效、环保的电磁振动分离废旧电路板中电子元器件的方法及系统。

本发明采用如下技术方案：

电磁感应分离废旧电路板中电子元器件的系统，其包括带进料口板101的设备外壳、垂直安装的进风口103、加热电丝网102、传送装置104、冲击装置105、弹簧减震装置106、电磁吸附装置110、电路板回收挡板108、电子元器件挡板113、电子元器件回收网109，在设备外壳顶部的开有用于鼓风机鼓风的进风口103，设备外壳的一侧开有装入废弃旧电路板的进料口板101，另一侧设置有取出已处理废旧电路板的可开闭门107。

所述设备外壳上有用于密封的可开启的进料口板101；进风口103的下方设置有用于加热进入空气的加热电丝网102；在箱体内在进料口板101的下方设置有水平放置的传送装置104，而进风口103及加热电丝网102在皮带传送装置靠近进料口的端部；在传送装置104的中间部位位于传送带的下方设置有弹簧减震装置106，在此处的正上部安装有冲击装置105；在传送装置104远离进料口板的端部设有倾斜放置的电路板回收挡板108，其将已脱离电子元器件的废旧电路板隔离于靠近开闭门107的一侧；在传送装置104的正下方设置有电子元器件回收网109，其从进料口端的设备外壳延伸至电路板回收挡板108处；在有电子元器件回收网109的正下方设置有有电磁吸附装置110；设备外壳上还设置有排出毒气的管道，管道通过吸气泵接入废气处理槽。

电磁感应分离废旧电路板中电子元器件的系统还包括有毒有害气体回收装置，其包括与箱体下方相连的吸气泵112，以及连接在吸气泵另一端的废气处理槽111。

上述的进料口板101上端与箱体连接且可旋转，下端在重力作用下可封闭。

所述箱体外壳由两层不带磁性的金属板中间夹带保温层组成，能很好的进行隔热和保温。侧箱体上开设有自动封闭的进料口板101，另一侧的开闭门107可实行开闭，方便机械的组装及处理后废旧电路板的回收。

所述的保温层由玻璃纤维棉构成。

所述电磁吸附装置是由一块通过控制电压的大小可以对磁场强度进行调节的电磁吸附平板构成。

所诉传送装置采用电机带动，传送带由五条相互平行的非磁性金属带组成，设计成五组传送带可以对不同规格大小的废旧电路板进行元器件分离。

在传送带下端远离开闭门107处设置了用于将粘附于传送带上的电子元器件刮下的电子元器件挡板112，避免了对后续工作的影响。

所述冲击装置105由外置的凸轮机构带动。弹簧装置安装于贴近传送带下方，在冲击机构的冲击下可使电路板在局部区域进行上下振动，从而振落下不带磁性的电子元器件。

所述废气处理槽111槽内处理废气的液体可以根据具体所需进行添加。

利用上述的电磁感应分离废旧电路板中电子元器件的系统进行分离的方法，所采用的步骤如下：

a、对废旧电路板进行预处理：去除电路板上的螺纹连接器件，插拔、卡扣连接的板卡、电池，以及残余的电线等；对其通孔类元器件的弯角进行打磨去除；

b、开启加热电源和鼓风机，使电热丝加热，调节温度至200℃左右，开启电磁吸附装置110和传送装置104，同时开启吸气泵；将废旧电路板送入进料口，开启冲击装置105和弹簧振动装置106；

c、废旧电路板在通过加热区过程中，焊锡熔化，在电磁吸附作用下，带磁性的电子元器件脱离电路板落到电子元器件回收网上108，熔化后的焊锡则通过电子元器件回收网108上小孔，落到电磁吸附吸附装置109或箱体底部，当电路板缓慢运送带冲击振动区时，通过冲击装置105的快速冲击和弹簧振动装置106的缓冲下，剩余的电子元器件脱离电路板掉到电子元器件回收网108上；

d、脱离元器件的电路板在电路板回收挡板108的作用下进入箱体开闭门107一侧的电路板回收区域，粘附在传送带上的电子元器件经过电子元器件挡板113时被刮下，掉到电子元器件挡板113上，从而不影响后续工作；

e、将所需的废旧电路板处理完毕后，先断开加热电丝网102的电源、电磁吸附装置109、传送装置104、冲击装置105，再切断鼓风机和吸气泵111电源，打开开闭门107，将处理完毕的废旧电路板取出；

f、处理过的废旧电路板冷却后即可进行后期处理工序。

本发明的优势在于：设备通过电磁吸附和冲击振动实现对电子元器件与电路板分离，操作全部与封闭箱体中完成，具有分离效率高、处理速度快、分离彻底、对环境无损害等特点。

附图说明

图1为本发明主视结构示意图。

图2为电磁吸附装置工作示意图。

图3传送装置示意图。

图4为温度调节装置示意图。

图中：101进料口板、102加热电丝网、103进风口、104传送装置、105冲击装置、106弹簧振动装置、107开闭门、108电路板回收挡板、109电子元器件回收网、110电磁吸附装置、111废气处理槽、112吸气泵、113电子元器件挡板、201电磁吸附平板、202磁场线、301传送带、302传送轴承、303主动轴、304电机、305从动轴，401循环控制器、402加热丝、403温控器。

具体实施方式

下面依据附图对本发明进行说明。

图1为设备整体结构示意图，箱体外壳由两层不带磁性的金属板中间夹带保温隔热材料玻璃纤维棉组成，箱体左侧设置有长条形进料口板101，进料口板上端与箱体连接且可选旋转，下端在重力作用下可封闭。箱体上端一侧为进风口103，鼓风机在箱体外侧，通过管道连接到壳顶进风口103，进来的风首先吹到在进风口下方的加热电丝网102，通过加热网对废旧电路板进行加热，加热电丝网加热温度可调，调节范围为150℃～300℃。箱体上端中部设置有冲击机构105，冲击机构由外部其它动力机构驱动。箱体另一侧箱门可开闭，方便设备的组装及分离元器件的电路板回收。

通过调节温度，使吹到电路板上的热风温度达到锡焊熔化点，熔化后的锡焊在重力和风吹力双重作用下从废旧电路板上滴落，一部分电子元器件在电磁吸附装置109作用下脱离电路板落到电子元器件回收网109，通过传送装置104，将电路板传送至冲击装置105、弹簧振动装置106，在冲击振动下将剩余元器件与电路板分离。

分离过程中可能有少量的元器件粘附与传送带上，通过电子元器件挡板112，将粘附上的元器件刮下，处理后的电路板通过电路板回收挡板107，落入箱体右侧回收区域，实现电路板的回收。

被加热的电路板因受热会释放出一些有毒气体，如二噁英，二溴呋喃等，在箱体上方进风口103和箱体下方吸气泵111作用下，进入废气处理槽110，经过处理后排出。

图2为电磁吸附装置工作示意图，装置的主体为市场上可以买到的电磁吸附平板，工作时，接通电源，通过调节电流的大小实现对磁场强度的调节，设置此装置的主要目的是电子元器件中大部分都含有铁、镍，从而可以通过电磁吸附作用将其从废旧印刷电路板上脱离。

图3为传送装置示意图，五条相互平行的传送带301，置于传送轴承302上，外置的电机304带动主动轴303、从动轴305，将废旧电路板慢速传送。轴承与主、从动轴之间通过销孔连接，通过轴的转动带动轴承转动，从而实现传送带的运转。

图4为温控装置示意图，接通电源后，通过温控器403调节加热丝402温度，温度调节范围为150℃～300℃，图中所示循环控制器401的作用是确保加热电路正常稳定工作。其中电源、温控器403、循环控制器401放置于设备外部。

工作过程：

f、处理过的废旧电路板冷却后即可进行后期处理工序。

Claims

1.电磁感应分离废旧电路板中电子元器件的系统，其包括带进料口板(101)的设备外壳、垂直安装的进风口(103)、加热电丝网(102)、传送装置(104)、冲击装置(105)、弹簧减震装置(106)、电磁吸附装置(110)、电路板回收挡板(108)、电子元器件挡板(113)、电子元器件回收网(109)，其特征在于：

在设备外壳顶部的开有用于鼓风机鼓风的进风口(103)，设备外壳的一侧开有装入废弃旧电路板的进料口板(101)，另一侧设置有取出已处理废旧电路板的可开闭门(107)；

所述设备外壳上有用于密封的可开启的进料口板(101)；进风口(103)的下方设置有用于加热进入空气的加热电丝网(102)；在箱体内在进料口板(101)的下方设置有水平放置的传送装置(104)，而进风口(103)及加热电丝网(102)在皮带传送装置靠近进料口的端部；在传送装置(104)的中间部位位于传送带的下方设置有弹簧减震装置(106)，在此处的正上部安装有冲击装置(105)；在传送装置(104)远离进料口板的端部设有倾斜放置的电路板回收挡板(108)，其将已脱离电子元器件的废旧电路板隔离于靠近开闭门(107)的一侧；在传送装置(104)的正下方设置有电子元器件回收网(109)，其从进料口端的设备外壳延伸至电路板回收挡板(108)处；在有电子元器件回收网(109)的正下方设置有有电磁吸附装置(110)；设备外壳上还设置有排出毒气的管道，管道通过吸气泵接入废气处理槽。

2.根据权利要求1所述的电磁感应分离废旧电路板中电子元器件的系统，其特征在于：其还包括有毒有害气体回收装置，其包括与箱体下方相连的吸气泵(112)，以及连接在吸气泵另一端的废气处理槽(111)。

3.根据权利要求1所述的电磁感应分离废旧电路板中电子元器件的系统，其特征在于：上述的进料口板(101)上端与箱体连接且可旋转，下端在重力作用下可封闭。

4.根据权利要求1所述的电磁感应分离废旧电路板中电子元器件的系统，其特征在于：所述箱体外壳由两层不带磁性的金属板中间夹带保温层组成。

5.根据权利要求4所述的电磁感应分离废旧电路板中电子元器件的系统，其特征在于：所述的保温层由玻璃纤维棉构成。

6.根据权利要求1所述的电磁感应分离废旧电路板中电子元器件的系统，其特征在于：所述电磁吸附装置(109)是由一块通过控制电压的大小可以对磁场强度进行调节的电磁吸附平板构成。

7.根据权利要求1所述的电磁感应分离废旧电路板中电子元器件的系统，其特征在于：所述传送装置(104)采用电机带动，传送装置(104)的传送带由五条相互平行的非磁性金属带组成。

8.根据权利要求1所述的电磁感应分离废旧电路板中电子元器件的系统，其特征在于：在传送带下端远离开闭门(107)处设置了用于将粘附于传送带上的电子元器件刮下的电子元器件挡板(112)，避免了对后续工作的影响。

9.根据权利要求1所述的电磁感应分离废旧电路板中电子元器件的系统，其特征在于：所述冲击装置(105)由外置的凸轮机构带动。

10.利用权利要求1所述的电磁感应分离废旧电路板中电子元器件的系统进行分离的方法，其特征在于：所采用的步骤如下：

b、开启加热电源和鼓风机，使电热丝加热，调节温度至200℃左右，开启电磁吸附装置(110)和传送装置(104)，同时开启吸气泵；将废旧电路板送入进料口，开启冲击装置(105)和弹簧振动装置(106)；

c、废旧电路板在通过加热区过程中，焊锡熔化，在电磁吸附作用下，带磁性的电子元器件脱离电路板落到电子元器件回收网上(108)，熔化后的焊锡则通过电子元器件回收网(108)上小孔，落到电磁吸附吸附装置(109)或箱体底部，当电路板缓慢运送带冲击振动区时，通过冲击装置(105)的快速冲击和弹簧振动装置(106)的缓冲下，剩余的电子元器件脱离电路板掉到电子元器件回收网(108)上；

d、脱离元器件的电路板在电路板回收挡板(108)的作用下进入箱体开闭门(107)一侧的电路板回收区域，粘附在传送带上的电子元器件经过电子元器件挡板(113)时被刮下，掉到电子元器件挡板(113)上，从而不影响后续工作；

e、将所需的废旧电路板处理完毕后，先断开加热电丝网(102)的电源、电磁吸附装置(109)、传送装置(104)、冲击装置(105)，再切断鼓风机和吸气泵(111)电源，打开开闭门(107)，将处理完毕的废旧电路板取出；

f、处理过的废旧电路板冷却后即可进行后期处理工序。