CN102632072A - 一种废旧液晶显示器的玻璃面板产业化回收方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废旧液晶显示器的玻璃面板产业化回收方法及装置，其特征是将玻璃基板放置于传送带上，膜层所在一面朝上，利用玻璃基板与传送带的静摩擦力实现玻璃基板自锁与定位；通过磨削实现LCD玻璃基片与膜层分离，然后对磨屑进行收集而获得铟冶金原材料；最终磨削后的玻璃基片依次进行粉碎、有机溶剂浸泡与离心分离，实现了玻璃与偏光片分类回收。本发明简单、实用、可产业化、高效率、高品质的分类回收废旧液晶显示器的玻璃面板。

Description

一种废旧液晶显示器的玻璃面板产业化回收方法及装置

技术领域

本发明涉及一种废旧液晶显示器的玻璃面板产业化回收方法及装置，更具体来说，涉及从废弃的液晶电视，液晶电脑、携带电话、携带游戏机的显示面板，或者其生产过程产生的废品中将玻璃面板中的金属材料、玻璃与偏光片分类回收的方法及装置。

背景技术

铟在地壳中的分布量很小而且分散，不存在单独的矿床，是以杂质成分分散在其他元素的矿物(铅、锌、铜、锡矿物)中，并作为它们的冶炼副产品生产。相关数据显示，全世界已查明的铟矿产储量仅有1.6万吨，是黄金储量的六分之一。ITO涂层玻璃是铟的最大用户，占铟的用量49％-55％，广泛用于生产液晶显示器和平板屏幕。大量报废的LCD(liquid crystaldisplay)逐渐成为废弃电子的重要组成，如何变废为宝，并将其转变为铟的二次资源的关键是如何实现玻璃面板的金属材料和玻璃的高效分类回收。

目前从LCD面板上分离膜层有两种方法：一种是用酸浸泡完整液晶显示面板，实现ITO溶解；另一种是用酸浸泡液晶显示面板粉末，实现ITO溶解，其主要问题在于采用化学方法处理整块玻璃面板(铟约占面板质量的0.037％)、化学试剂种类多、且未考虑半导体层、绝缘层、配向膜等非金属膜层的影响，从而导致废液量大，废液处理昂贵，以及回收的面板仍存在残余膜层等问题。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种废旧液晶显示器的玻璃面板产业化回收方法及装置，使金属材料、偏光片、玻璃分类回收，同时改善传统回收方法中大量使用化学试剂、效率低，环境副作用大的问题。

本发明解决技术问题采用如下方案：

本发明废旧液晶显示器的玻璃面板产业化回收方法的特点是按以下步骤操作：

a、拆解液晶显示屏，取出LCD玻璃面板，用机械裁边的方式将LCD玻璃面板打开，用清洗剂清洗去除液晶，获得两块洁净玻璃基板，将所述玻璃基板以其膜层所在一面朝上放置于水平传送带上；

b、随着所述水平传送带的运送，在所述玻璃基板经过磨削轮的下方时，由磨削轮对所述玻璃基板上的膜层进行磨削，使玻璃基板的膜层与玻璃基片分离，收集得到膜层磨屑；

c、将所述的玻璃基片粉碎为颗粒，用有机溶剂对所述颗粒进行浸泡，伴随机械搅拌与离心沉降，使所述颗粒中的玻璃颗粒与偏光片颗粒分离并得到分类；对所述玻璃颗粒和偏光片颗粒分别在封闭环境下进行干燥处理，使有机溶剂蒸发并冷凝回收。

本发明废旧液晶显示器的玻璃面板产业化回收方法的特点也在于：

所述玻璃基板与传送带之间的摩擦系数为0.4-0.7，依靠玻璃基板与水平传送带之间的静摩擦力阻止玻璃基板在磨削过程中与水平传送带之间的相对滑动。

所述磨削轮采用橡胶砂轮或砂带轮。

所述步骤b中的磨削是以磨削轮作定轴旋转运动，玻璃基板随水平传送带作水平进给运动，采用逆磨方式，磨削轮的转速设置为800-1500r/min，磨削深度设置为0.03-0.1mm，水平传送带的移动速度设置为1-2m/min。

对于所述膜层磨屑的收集是采用风送方式，设置风送管为负压管道，对所述风送管的排出气体进行粉尘过滤，实现膜层磨屑的收集。

由所述玻璃基片粉碎得到的颗粒的大小为1-5mm。

在所述步骤c中所使用的有机溶剂为高极性溶剂丙酮、氯仿或甲苯中的一种或几种，浸泡时间设置为12～24小时，浸泡温度设置为25～50℃。

本发明废旧液晶显示器的玻璃面板产业化回收装置的特点是由如下单元构成：

-上料单元，设置由主动轮、从动轮和设置主动轮与从动轮之间的传送带构成的循环传动系统；玻璃基板以其膜层所在一面朝上置于传送带上；设置工作台，由所述工作台对放置有玻璃基板的传送带形成面支撑；

-磨削单元，是在所述工作台的上方固定设置磨削箱，磨削轮设置在磨削箱中；所述磨削箱由下箱体、上箱体和箱盖组成，所述磨削轮由设置在下箱体中的支架支撑，且支撑高度可调；

-磨屑收集单元，是在所述下箱体的左下侧设置一朝向磨削位置的长方形喇叭状抽风口，在所述下箱体右下侧设置一朝向磨削位置的长方形尖嘴状吹风口；在所述箱体的外围，自长方形喇叭嘴状抽风口起至长方形尖嘴状吹风口，依次设置排屑管、用于收集磨屑的袋式除尘器、循环气泵以及进气管；在所述袋式除尘器的下方设置磨屑收集箱，在所述下箱体的玻璃基板进出口处分别设置一唇形橡胶密封条；

-玻璃基片粉碎单元，是在所述传送带的终端设置一向下倾斜的下料台，在所述下料台的两侧分别设置有挡板；在所述下料台的终端设置有玻璃粉碎机；所述玻璃粉碎机的料斗与所述下料台的对接处为上弓形过渡结构；在所述玻璃粉碎机的出口处设置一料箱；

-偏光片分离单元，包括一化学反应釜，用于利用有机溶剂对颗粒进行浸泡，使颗粒中的玻璃颗粒与偏光片颗粒分离；一沉降离心机，通过离心沉降使已经分离的玻璃颗粒和偏光片颗粒得到分类；一烘干机，使已经分类的玻璃颗粒与偏光片颗粒中所含有的有机溶剂得到蒸发；一冷凝器，使蒸发的有机溶剂得到冷凝回收。

本发明废旧液晶显示器的玻璃面板产业化回收装置的特点也在于：

所述从动轮设置为浮动结构，所述从动轮与主动轮之间的距离可以调节。

所述磨削轮是在一辊筒的表面设置橡胶套，在所述橡胶套的外表面设置砂带形成一磨销辊；在所述辊筒的表面沿轴向设置一槽口，所述槽口沿辊筒的径向为楔形槽，在所述楔形槽中设置一楔形压块，所述楔形压块的两侧楔形面上设置有呈倒钩式纹路；所述砂带的两端头由所述楔形压块挤压在所述楔形槽中；所述楔形压块由螺栓固定连接在辊筒中底板上。

用于调节所述磨削轮在下箱体中支架上支撑高度的高度调节机构为丝杠螺母机构或齿轮齿条机构。

所述下料台与水平面所呈夹角为30-45°。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明方法中采用磨削方式实现铟的初步富集，相对于采用化学法将膜层溶解的方法，大幅度提高了铟的回收效率和环境效益。

2、本发明方法中采用的砂带轮是辊筒，橡胶套，砂带的组合结构，一方面可使砂带轮具有良好的韧性、切削性、耐磨性，实现了对薄玻璃面板磨削；另一方面砂带更换方便、经济效益好。

3、本发明方法中采用对玻璃基板磨削时保留偏光片，一方面可减少玻璃磨削的碎裂可能性；另一方面在玻璃基板出现局部破碎时，可防治玻璃飞溅，并保证能够继续磨削。

4、本发明装置中采用输送线的形式，进行流水线式回收液晶显示面板中的金属镀膜粉末、玻璃颗粒与偏光片材料。

5、本发明采用的方法及装置，可实现膜层与玻璃基板的高效分离，铟和玻璃基板的高效回收，其过程自动化程度高，实用性强，设备维护简单，可产业化应用于废旧液晶显示器中玻璃面板的回收。

附图说明

图1为本发明中废旧液晶显示器的玻璃面板产业化回收装置结构示意图；

图2为本发明中废旧液晶显示器的玻璃面板回收装置的磨削轮局部结构示意图；

图3为本发明中种废旧液晶显示器的玻璃面板回收装置中偏光片分离过程示意图。

图中标号：1玻璃基板；2主动轮；3传送带；4工作台；5橡胶密封条；6磨屑；7从动轮；8下料台；9长方形喇叭嘴状抽风口；10下箱体；11上箱体；12排屑管；13磨屑收集箱；14出尘口；15袋式除尘器；16循环气泵；17进气管；18砂带；19橡胶套；20辊筒；21螺栓；22压块；23底板；24箱盖；25长方形尖嘴状吹风口；26玻璃粉碎机；27颗粒；28料箱；29化学反应釜；30偏光片颗粒；31玻璃颗粒；32沉降离心机；33烘干机；34冷凝器；35有机溶剂。

具体实施方式

参见图1，本实施例中的废旧液晶显示器的玻璃面板产业化回收方法是按以下步骤操作：

1、拆解液晶显示屏，取出LCD玻璃面板，用机械裁边的方式将LCD玻璃面板打开，用清洗剂清洗去除液晶，获得两块洁净玻璃基板1，用手工或真空吸附盘将所述玻璃基板1以其膜层所在一面朝上放置于水平传送带3上；

2、随着所述水平传送带3的运送，在所述玻璃基板1经过磨削轮的下方时，由磨削轮对所述玻璃基板1上的膜层进行磨削，使玻璃基板1上的膜层与玻璃基片分离，收集得到膜层磨屑6；膜层磨屑6的收集是采用风送方式，设置风送管为负压管道，对所述风送管的排出气体进行粉尘过滤，实现膜层磨屑6的收集；磨削轮采用橡胶砂轮或砂带轮。

磨削是以磨削轮作定轴旋转运动，玻璃基板1随水平传送带3作水平进给运动，采用逆磨方式，磨削轮的转速设置为800-1500r/min，磨削深度设置为0.03-0.1mm，水平传送带3的移动速度设置为1-2m/min。

3、将玻璃基片粉碎为大小为1-5mm的颗粒27，用有机溶剂35对所述颗粒27进行浸泡，伴随机械搅拌与离心沉降，使所述颗粒27中的玻璃颗粒31与偏光片颗粒30分离并得到分类；对所述玻璃颗粒31和偏光片颗粒30分别在封闭环境下进行干燥处理，使有机溶剂35蒸发并冷凝回收，以实现有机溶剂35循环利用；所使用的有机溶剂35为高极性溶剂丙酮、氯仿或甲苯中的一种或几种，浸泡时间设置为12～24小时，浸泡温度设置为25～50℃。玻璃颗粒31中不再含有膜层和偏光片，回收后作为玻璃生产的原材料或者建筑材料的添加料。

具体实施中，设置玻璃基板1与传送带3之间的摩擦系数为0.4-0.7，依靠玻璃基板1与水平传送带3之间的静摩擦力阻止玻璃基板在磨削过程中与水平传送带3之间产生相对滑动。

如图1、图2和图3，本实施例中废旧液晶显示器玻璃面板回收装置由如下单元构成：

-上料单元，设置由主动轮2、从动轮7和设置主动轮2与从动轮7之间的传送带构成的循环传动系统；玻璃基板1以其膜层所在一面朝上置于传送带3上；设置工作台4，由所述工作台4对放置有玻璃基板1的传送带3形成面支撑；

-磨削单元，是在所述工作台4的上方固定设置磨削箱，磨削轮设置在磨削箱中；所述磨削箱由下箱体10、上箱体11和箱盖24组成，所述磨削轮由设置在下箱体10中的支架支撑，且支撑高度可调，由磨削轮对玻璃基板1上的膜层进行磨削，磨削深度范围为0.03-0.1mm。

-磨屑收集单元，是在所述下箱体10的左下侧设置一朝向磨削位置的长方形喇叭状抽风口9，在所述下箱体10右下侧设置一朝向磨削位置的长方形尖嘴状吹风口25；在所述箱体的外围，自长方形喇叭嘴状抽风口9起至长方形尖嘴状吹风口25，依次设置排屑管12、用于收集磨屑的袋式除尘器、循环气泵16以及进气管17；在所述袋式除尘器的下方设置磨屑收集箱13，在所述下箱体10的玻璃基板1进出口处分别设置一唇形橡胶密封条5，以实现进出口处的相对密封，风送的方式一方面可以对砂带和玻璃基板的表面进行清理，另一方面可以降低摩擦热。

-玻璃基片粉碎单元，是在所述传送带3的终端设置一向下倾斜的下料台8，下料台26与水平面所呈夹角为30-45°，在所述下料台8的两侧分别设置有挡板，以使磨削后的玻璃基板1可以顺利下滑；在所述下料台8的终端设置有玻璃粉碎机26；所述玻璃粉碎机26的料斗与所述下料台8的对接处为上弓形过渡结构；在所述玻璃粉碎机26的出口处设置一料箱28；

-偏光片分离单元，包括一化学反应釜29，用于利用有机溶剂32对颗粒27进行浸泡，使颗粒27中的玻璃颗粒31与偏光片颗粒30分离；一沉降离心机32，通过离心沉降使已经分离的玻璃颗粒31和偏光片颗粒30得到分类；一烘干机33，使已经分类的玻璃颗粒31与偏光片颗粒30中所含有的有机溶剂35得到蒸发；一冷凝器34，使蒸发的有机溶剂35得到冷凝回收。

具体实施中，相应的结构设置也包括：

从动轮7设置为浮动结构，所述从动轮7与主动轮2之间的距离可以调节，用于调节所述磨削轮在下箱体10中支架上支撑高度的高度调节机构为丝杠螺母机构或齿轮齿条机构。

磨削轮是在一辊筒20的表面设置橡胶套19，在所述橡胶套19的外表面设置砂带18形成一磨削辊；在所述辊筒20的表面沿轴向设置一槽口，所述槽口沿辊筒的径向为楔形槽，在所述楔形槽中设置一楔形压块22，所述楔形压块22的两侧楔形面上设置有呈倒钩式纹路；所述砂带18的两端头由所述楔形压块22挤压在所述楔形槽中；所述楔形压块22由螺栓21固定连接在辊筒20中的底板23上。

工作过程：

拆解液晶显示屏，分离出液晶盒，用机械裁边的方式将LCD玻璃面板打开，用清洗剂清洗去除液晶，获得两块洁净玻璃基板1，通过手工或真空吸附的方式，将玻璃基板1置于传送带3，膜层所在一面朝上。玻璃基板1跟随传送带3运送至磨削轮的下方，其中磨削轮转速为1200r/min，传送带运动速度为1.5m/min。通过调整支架高度，以调整磨削轮与工作台的距离，使磨削深度为0.05mm。在磨削轮的磨削作用下，玻璃基片与膜层分离，并产生磨屑6。循环气泵16启动，空气从长方形尖嘴状鼓风口25进入箱体内。在风力作用下，带走磨削轮与玻璃基板1表面残余磨屑和摩擦热。此时长方形喇叭嘴状抽风口9处自动产生负压，引导空气携带磨屑6经长方形喇叭嘴状抽风口9与排屑管12，进入袋式除尘器15，经过滤后，磨屑6在袋式除尘器15内累积，过滤后的空气经过循环气泵16与进气管17，再次进入长方形尖嘴状吹风口25。其中当袋式除尘器15的磨屑收集达到额定值时，袋式除尘器15的出尘口14打开，磨屑进入磨屑收集箱13。

已切削的玻璃基片跟随传送带3从箱体内出来并运动至传送带3的最右端，传送带3逐渐产生弯曲，玻璃面自动与传送带3分离。在摩擦力和重力的作用下，自动落在下料台8上，并下滑至玻璃粉碎机26内，玻璃基片经粉碎处理变成颗粒27进入料箱28内。将料箱28收集的粉碎颗粒27倒入化学反应釜29内，采用丙酮35浸泡12小时，伴随机械搅拌，偏光片颗粒30与玻璃颗粒31分离。将混合液泵入沉降离心机32内，经离心分离，偏光片颗粒30与玻璃颗粒31实现了自动分类。采用烘干机33对偏光片颗粒30与玻璃颗粒31进行干燥处理，丙酮35从中蒸发，经冷凝器34再次液化为丙酮溶剂。最终实现了膜层、偏光片与玻璃基片的分类回收，以及丙酮的循环利用。其中磨屑6可以作为铟冶金的原材，玻璃颗粒31可作为玻璃生产的原材料或者建筑材料的添加料。

Claims (12)

1.一种废旧液晶显示器的玻璃面板产业化回收方法，其特征是按以下步骤操作：

a、拆解液晶显示屏，取出LCD玻璃面板，用机械裁边的方式将LCD玻璃面板打开，用清洗剂清洗去除液晶，获得两块洁净玻璃基板(1)，将所述玻璃基板(1)以其膜层所在一面朝上放置于水平传送带(3)上；

b、随着所述水平传送带(3)的运送，在所述玻璃基板(1)经过磨削轮的下方时，由磨削轮对所述玻璃基板(1)上的膜层进行磨削，使玻璃基板(1)的膜层与玻璃基片分离，收集得到膜层磨屑(6)；

c、将所述的玻璃基片粉碎为颗粒(27)，用有机溶剂(35)对所述颗粒进行浸泡，伴随机械搅拌与离心沉降，使所述颗粒(27)中的玻璃颗粒(31)与偏光片颗粒(30)分离并得到分类；对所述玻璃颗粒(31)和偏光片颗粒(30)分别在封闭环境下进行干燥处理，使有机溶剂(35)蒸发并冷凝回收。

2.根据权利要求1所述废旧液晶显示器的玻璃面板产业化回收方法，其特征是所述玻璃基板(1)与传送带(3)之间的摩擦系数为0.4-0.7，依靠玻璃基板(1)与水平传送带(3)之间的静摩擦力阻止玻璃基板(1)在磨削过程中与水平传送带(3)之间的相对滑动。

3.根据权利要求1所述废旧液晶显示器的玻璃面板产业化回收方法，其特征是所述磨削轮采用橡胶砂轮或砂带轮。

4.根据权利要求1所述废旧液晶显示器的玻璃面板产业化回收方法，其特征是所述步骤b中的磨削是以磨削轮作定轴旋转运动，玻璃基板(1)随水平传送带(3)作水平进给运动，采用逆磨方式，磨削轮的转速设置为800-1500r/min，磨削深度设置为0.03-0.1mm，水平传送带(3)的移动速度设置为1-2m/min。

5.根据权利要求1所述废旧液晶显示器的玻璃面板产业化回收方法，其特征是对于所述膜层磨屑(6)的收集是采用风送方式，设置风送管为负压管道，对所述风送管的排出气体进行粉尘过滤，实现膜层磨屑(6)的收集。

6.根据权利要求1所述废旧液晶显示器的玻璃面板产业化回收方法，其特征是由所述玻璃基片粉碎得到的颗粒(27)的大小为1-5mm。

7.根据权利要求1所述废旧液晶显示器的玻璃面板产业化回收方法，其特征是在所述步骤c中所使用的有机溶剂(35)为高极性溶剂丙酮、氯仿或甲苯中的一种或几种，浸泡时间设置为12～24小时，浸泡温度设置为25～50℃。

8.一种废旧液晶显示器的玻璃面板产业化回收装置，其特征是由如下单元构成：

-上料单元，设置由主动轮(2)、从动轮(7)和设置主动轮(2)与从动轮(7)之间的传送带构成的循环传动系统；玻璃基板(1)以其膜层所在一面朝上置于传送带(3)上；设置工作台(4)，由所述工作台(4)对放置有玻璃基板(1)的传送带(3)形成面支撑；

-磨削单元，是在所述工作台(4)的上方固定设置磨削箱，磨削轮设置在磨削箱中；所述磨削箱由下箱体(10)、上箱体(11)和箱盖(24)组成，所述磨削轮由设置在下箱体(10)中的支架支撑，且支撑高度可调；

-磨屑收集单元，是在所述下箱体(10)的左下侧设置一朝向磨削位置的长方形喇叭状抽风口(9)，在所述下箱体(10)右下侧设置一朝向磨削位置的长方形尖嘴状吹风口(25)；在所述箱体的外围，自长方形喇叭嘴状抽风口(9)起至长方形尖嘴状吹风口(25)，依次设置排屑管(12)、用于收集磨屑的袋式除尘器(15)、循环气泵(16)以及进气管(17)；在所述袋式除尘器(15)的下方设置磨屑收集箱(13)，在所述下箱体(10)的玻璃基板(1)进出口处分别设置一唇形橡胶密封条(7)；

-玻璃基片粉碎单元，是在所述传送带(3)的终端设置一向下倾斜的下料台(8)，在所述下料台(8)的两侧分别设置有挡板；在所述下料台(8)的终端设置有玻璃粉碎机(26)；所述玻璃粉碎机(26)的料斗与所述下料台(8)的对接处为上弓形过渡结构；在所述玻璃粉碎机(26)的出口处设置一料箱(28)；

-偏光片分离单元，包括一化学反应釜(29)，用于利用有机溶剂(35)对颗粒(27)进行浸泡，使颗粒(27)中的玻璃颗粒(31)与偏光片颗粒(30)分离；一沉降离心机(32)，通过离心沉降使已经分离的玻璃颗粒(31)和偏光片颗粒(30)得到分类；一烘干机(33)，使已经分类的玻璃颗粒(31)与偏光片颗粒(30)中所含有的有机溶剂(35)得到蒸发；一冷凝器(34)，使蒸发的有机溶剂(35)得到冷凝回收。

9.根据权利要求8所述废旧液晶显示器的玻璃面板产业化回收装置，其特征所述从动轮(7)设置为浮动结构，所述从动轮(7)与主动轮(2)之间的距离可以调节。

10.根据权利要求8所述废旧液晶显示器的玻璃面板产业化回收装置，其特征是所述磨削轮是在一辊筒(20)的表面设置橡胶套(19)，在所述橡胶套(19)的外表面设置砂带(18)形成一磨销辊；在所述辊筒(20)的表面沿轴向设置一槽口，所述槽口沿辊筒的径向为楔形槽，在所述楔形槽中设置一楔形压块(22)，所述楔形压块(22)的两侧楔形面上设置有呈倒钩式纹路；所述砂带(18)的两端头由所述楔形压块(22)挤压在所述楔形槽中；所述楔形压块(22)由螺栓(21)固定连接在辊筒(20)中底板(23)上。

11.根据权利要求8所述废旧液晶显示器的玻璃面板产业化回收装置，其特征是用于调节所述磨削轮在下箱体(10)中支架上支撑高度的高度调节机构为丝杠螺母机构或齿轮齿条机构。

12.根据权利要求8所述废旧液晶显示器的玻璃面板产业化回收装置，其特征是所述下料台(8)与水平面所呈夹角为30-45°。