CN104550195A - 一种利用离子液体快速拆解废电路板的连续式设备及方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用离子液体快速拆解废电路板的连续式设备及方法,该设备包括依次连接的链板机、输送机、预热室、喷淋室、水冷室、滚筒筛和回收箱,与水冷室连接的离子液体回收罐、循环泵、离子液体贮存罐和提升泵,所述喷淋室、离子液体贮存罐和提升泵构成整体喷淋系统,所述水冷室、离子液体回收罐和循环泵构成离子液体回收系统;还包括供电的电源电柜;所述预热室的内中部固定有高红外辐射加热管;本发明还提供该设备拆解废电路板的方法;本发明具有拆解效率高、焊锡回收率高、操作简单、环境友好等特点。

Description

一种利用离子液体快速拆解废电路板的连续式设备及方法
技术领域
[0001] 本发明属于电子废物资源化处理技术领域,具体涉及一种利用离子液体快速拆解 废电路板的连续式设备及方法。
背景技术
[0002] 尽管电路板几乎存在于所有的电子产品,但报废电视机、计算机和手机是高价值 废电路板的主要来源。以我国为例,2010年估计产生废电视机、废冰箱、废洗衣机、废空调和 废计算机各3790、970、1160、1240、4890万台,合计共372万吨,仅就废电视机和废计算机计 算,预计产生不少于13万吨的废电路板。从废手机考虑,我国2010年预计产生3. 67亿部, 按每部手机电路板平均80g计算,则2010年产生2. 94万吨。因而,CRT显示器和计算机主 机是废电路板的最主要来源。
[0003] 经过10多年技术的研发,国内外已经逐渐形成了废电路板的处理技术,主要包括 资源化回收技术和污染控制技术两个方面。资源化回收技术主要包括机械物理回收、生物 冶金、火法冶金和湿法冶金等,其中机械物理回收得到最普遍的应用。
[0004] 在当前废电路板资源化回收过程中,废电路板电子元器件的拆解是影响其资源化 回收的瓶颈。电路板中电子元器件的封装形式包括双列直插式封装、球形触点阵列、带缓冲 垫的四侧引脚扁平封装、小引脚中心距、四侧引脚扁平封装等多种封装形式。在过孔式芯片 封装技术中,贵重金属多作为导线使元器件尤其芯片连接至线路板上,并在背面辅以过孔 焊锡固定;在芯片表面封装技术中,贵重金属多作为导线使元器件尤其芯片连接至线路板 上,并在正面进行直接焊锡固定。
[0005] 关于废电路板上电子元器件的拆解主要分为手工拆解、焊锡热拆解、机械拆解等 三种方式。手工拆解一般用强外力拔出电路板上的元器件,分类效果较好,但效率很低、且 带来电路板的破坏,这种方式在当前的我国比较常见。第二,根据焊锡高温熔化的机理,焊 锡热拆解是利用加热的方式,烘烤电路板致焊锡熔化,使电子元器件脱落。当前我国常采用 直接烘烤或在高温锡溶液中进行拆机,往往带来较大污染,也存在采用工业废热处理废电 路板的方式。刘志峰等提出采用油作为液体介质进行加热,使焊锡在介质中熔化,通过安装 的转子,让熔化的焊锡通过振动脱落,将脱落的元器件和焊锡收集利用。当温度达到焊锡的 熔点温度时,焊锡熔化,但当温度超过250°c时,易损坏元器件;另外加热时间也对元器件 的剥离有较大影响,一般在60s之内焊锡可很好熔化。
[0006] 电子废物环境污染控制及其资源化处理的重点在于电子废物处理技术设备的革 新和研发。自动化或半自动化的机械拆解是废电路板资源化利用的研发方向,近些年来, 清华大学、北京航空航天大学、合肥工业大学、湖南万容科技公司、吉林大学等单位开发了 roE-n型废电路板拆解装备、面向元器件重用的废线路板拆解处理方法、一种基于高温蒸 汽拆解和改性处理废电路板的方法、一种应用[BMIm]BF4溶剂快速拆解废电路板的环境友 好方法、一种环保节能高效的废线路板元器件无损拆解装置、机械自动化拆解装置、一种基 于高频感应加热原理的废电路板金属回收装置等。这些开发的设备几乎不重视焊锡的回 收,操作对工人要求较高,容易产生大量污染物,而且由于技术还不太成熟,拆解过程常出 现堵料、卡料的现象。未经回收焊锡的电路板进入后续机械处理工艺时,常将焊锡作为杂质 带入铜和非金属材料的回收工艺中,加剧了回收的困难。因而开发有效回收焊锡的工艺, 不仅可以回收品味较高的焊锡金属,而且有利于线路板资源化利用的过程。
发明内容
[0007] 为了解决上述现有技术存在的问题,本发明的目的在于提供一种利用离子液体快 速拆解废电路板的连续式设备及方法,具有拆解效率高、焊锡回收率高、操作简单、环境友 好等特点。
[0008] 为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
[0009] 一种利用离子液体快速拆解废电路板的连续式设备,包括依次连接的链板机1、输 送机5、预热室2、喷淋室4、水冷室6、滚筒筛7和回收箱8,与水冷室6连接的离子液体回收 罐9、循环泵10、离子液体贮存罐11和提升泵12,所述喷淋室4、离子液体贮存罐11和提升 泵12构成整体喷淋系统,所述水冷室6、离子液体回收罐9和循环泵10构成离子液体回收 系统;还包括供电的电源电柜3;所述预热室2的内中部固定有高红外辐射加热管。
[0010] 所述喷淋室4内中心均匀的设置有三个水龙头,三个水龙头固定于喷淋室4顶部。
[0011] 所述水冷室6内中心均匀的设置有两个水龙头,两个水龙头固定于水冷室6顶部。
[0012] 上述所述连续式设备利用离子液体快速拆解废电路板的方法,包括如下步骤:
[0013] 步骤1 :由人工将经过清灰的两块废电路板,焊锡面向上放在链板机1上,输送 机5将废电路板送入预热室2,预热室2顶部布有的高红外辐射加热管将电路板加热至 100-120。。;
[0014] 步骤2 :经过预加热的废电路板,通过输送机5送入喷淋室4,启动整体喷淋系统, 离子液体在离子液体贮存罐11中,通过提升泵12打入喷淋室4;废电路板经过喷淋室4时, 加热的离子液体均匀喷在废电路板焊锡面,焊锡迅速熔化,废电路板停留2-4min,熔化的焊 锡和离子液体流入输送机5下面的焊锡收集槽;焊锡收集槽内的离子液体经过滤后流回至 离子液体回收罐9,进行循环使用;
[0015] 步骤:3 :经喷淋室4出来的废线路板和元器件上粘有离子液体,输送机5将该废 电路板送入离子液体回收系统,由水冷室6对其进行冲洗,冲洗液由溶剂收集过滤槽流回 至离子液体回收罐9,最后通过循环泵10将离子液体回收罐9中的离子液体导入离子液体 贮存罐11中,促进离子液体循环使用;
[0016] 步骤4 :经过拆解的废线路板、元器件进入滚筒筛7,不同粒度的元器件分别进行 收集,线路板通过重力作用进入回收箱8中。
[0017] 所述喷淋室4的作业温度为250 °C。
[0018] 所述离子液体贮存罐11加热离子液体至250-260 °C。
[0019] 所述离子液体回收罐9回收产生于水冷室6含水的离子液体,在其中完成加热温 度100-105 °C后,导入离子液体贮存罐11。
[0020] 本发明废电路板经过拆解后,出料主要分为三部分一焊锡金属、电子元器件、不含 元器件的线路板。焊锡金属回收纯度超过95%,回收率在90%,可以作为产品直接销售。电 子元器件经过不同粒径的滚筒筛进行多级筛分和分类收集,满足后续的处理处置。分离回 收的废线路板,几乎不含焊锡和元器件,有利于后续资源化过程。通过分段加热废电路板, 可有效减少污染物的排放。
[0021] 设备运转技术优势:
[0022] a.废电路板(包括CRT电路板和主机电路板)每天拆解量为1吨(8小时计算), 电子元器件自动化拆解率超过80 %。
[0023] b.废电路板经过1级红外加热到100_120°C,然后经过离子液体加热至250°C,大 大减少了气态污染物的产生,产生的少量污染物和水蒸气可通过负压收集和活性炭吸附去 除。
[0024]c.离子液体具有可水溶、黏性小等特点,可多次重复利用。
[0025]d.清洗回收的离子液体通过预热至100_120°C,去除水蒸气,然后泵入拆解系统 的容器,加热到250_260°C,进行电路板的拆解作业。
附图说明
[0026] 图1为废电路板快速拆解设备的俯视图。
[0027] 图2为预热室的结构图。
[0028] 图3为高速喷淋拆解室的结构图。
[0029] 图4为水冷室的结构图。
具体实施方式
[0030] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细的说明:
[0031] 如图1所示,本发明一种利用离子液体快速拆解废电路板的连续式设备,包括依 次连接的链板机1、输送机5、预热室2、喷淋室4、水冷室6、滚筒筛7和回收箱8,与水冷室6 连接的离子液体回收罐9、循环泵10、离子液体贮存罐11和提升泵12,所述喷淋室4、离子 液体贮存罐11和提升泵12构成整体喷淋系统,所述水冷室4、离子液体回收罐9和循环泵 10构成离子液体回收系统;还包括与各用电设备(各电动机、水泵、高红外辐射加热管等) 相连的电源电柜3;所述预热室2的内中部固定有高红外辐射加热管。
[0032] 如图3所示,所述喷淋室4内中心均匀的设置有三个水龙头,三个水龙头固定于喷 淋室4顶部。
[0033] 如图4所示,所述水冷室6内中心均匀的设置有两个水龙头,两个水龙头固定于水 冷室6顶部。
[0034] 如图1所示,本发明利用离子液体快速拆解废电路板的方法,包括如下步骤:
[0035] 步骤1 :由人工将经过清灰的两块废电路板,焊锡面向上放在链板机1上,输送 机5将废电路板送入预热室2,预热室2顶部布有的高红外辐射加热管将电路板加热至 100-120。。;
[0036] 步骤2:经过预加热的废电路板,通过输送机5送入喷淋室4,启动整体喷淋系统, 离子液体在离子液体贮存罐11中,通过提升泵12打入喷淋室4;废电路板经过喷淋室4时, 加热的离子液体均匀喷在废电路板焊锡面,焊锡迅速熔化,废电路板停留2-4min,熔化的焊 锡和离子液体流入输送机5下面的焊锡收集槽;焊锡收集槽内的离子液体经过滤后流回至 离子液体回收罐9,进行循环使用;
[0037] 步骤3 :经喷淋室4出来的废线路板和元器件上粘有离子液体,输送机5将该废电 路板送入离子液体回收系统,由水冷室6对其进行冲洗,冲洗液由溶剂收集过滤槽流回至 离子液体回收罐9,最后通过循环泵10将离子液体回收罐9中的离子液体导入离子液体贮 存罐11中,促进离子液体循环使用;
[0038] 步骤4 :经过拆解的废线路板、元器件进入滚筒筛7,不同粒度的元器件分别进行 收集,线路板通过重力作用进入回收箱8中。
[0039] 作为本发明的优选实施方式,所述喷淋室4的作业温度为250°C。
[0040] 作为本发明的优选实施方式,所述离子液体贮存罐11加热离子液体至 250-260。。。
[0041] 作为本发明的优选实施方式,所述离子液体回收罐9回收产生于水冷室6含水的 离子液体,在其中完成加热温度l〇〇-l〇5°C后,导入离子液体贮存罐11。
[0042] 作为本发明的优选实施方式,离子液体回收罐9的容积为1000L。
[0043] 本发明连续式设备各部件的工艺参数如下:
[0044]
Figure CN104550195AD00071

Claims (7)

1. 一种利用离子液体快速拆解废电路板的连续式设备,其特征在于:包括依次连接的 链板机(1)、输送机(5)、预热室(2)、喷淋室(4)、水冷室(6)、滚筒筛(7)和回收箱(8),与 水冷室(6)连接的离子液体回收罐(9)、循环泵(10)、离子液体贮存罐(11)和提升泵(12), 所述喷淋室(4)、离子液体贮存罐(11)和提升泵(12)构成整体喷淋系统,所述水冷室(6)、 离子液体回收罐(9)和循环泵(10)构成离子液体回收系统;还包括供电的电源电柜(3); 所述预热室(2)的内中部固定有高红外辐射加热管。
2. 根据权利要求1所述的一种利用离子液体快速拆解废电路板的连续式设备,其特征 在于:所述喷淋室(4)内中心均匀的设置有三个水龙头,三个水龙头固定于喷淋室(4)顶 部。
3. 根据权利要求1所述的一种利用离子液体快速拆解废电路板的连续式设备,其特征 在于:所述水冷室(6)内中心均匀的设置有两个水龙头,两个水龙头固定于水冷室(6)顶 部。
4. 权利要求1所述连续式设备利用离子液体快速拆解废电路板的方法,其特征在于: 包括如下步骤: 步骤1 :由人工将经过清灰的两块废电路板,焊锡面向上放在链板机(1)上,输送机 (5)将废电路板送入预热室(2),预热室(2)顶部布有的高红外辐射加热管将电路板加热至 100-120。。; 步骤2:经过预加热的废电路板,通过输送机(5)送入喷淋室(4),启动整体喷淋系 统,离子液体在离子液体贮存罐(11)中,通过提升泵(12)打入喷淋室(4);废电路板经过 喷淋室(4)时,加热的离子液体均匀喷在废电路板焊锡面,焊锡迅速熔化,废电路板停留 2-4min,熔化的焊锡和离子液体流入输送机(5)下面的焊锡收集槽;焊锡收集槽内的离子 液体经过滤后流回至离子液体回收罐(9),进行循环使用; 步骤3 :经喷淋室(4)出来的废线路板和元器件上粘有离子液体,输送机(5)将该废电 路板送入离子液体回收系统,由水冷室(6)对其进行冲洗,冲洗液由溶剂收集过滤槽流回 至离子液体回收罐(9),最后通过循环泵(10)将离子液体回收罐(9)中的离子液体导入离 子液体贮存罐(11)中,促进离子液体循环使用; 步骤4 :经过拆解的废线路板、元器件进入滚筒筛(7),不同粒度的元器件分别进行收 集,线路板通过重力作用进入回收箱(8)中。
5. 根据权利要求4所述的方法,其特征在于:所述喷淋室(4)的作业温度为250°C。
6. 根据权利要求4所述的方法,其特征在于:所述离子液体贮存罐(11)加热离子液体 至 250-260 °C。
7. 根据权利要求4所述的方法,其特征在于:所述离子液体回收罐(9)回收产生于水 冷室(6)含水的离子液体,在其中完成加热温度100-105°C后,导入离子液体贮存罐(11)。
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