CN105473246B - 废弃pcb的低温粉碎 - Google Patents

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Abstract

提供了低温粉碎废弃PCB的方法和装置。所述方法包括：预加热所述PCB，冷却预加热的PCB，以及粉碎冷却的PCB。

Description

废弃PCB的低温粉碎
技术领域
本公开涉及用于低温粉碎废弃印刷电路板(PCB)的方法和装置。
背景技术
近几十年来，在整个世界上，废弃电气电子设备(WEEE)保持增加。WEEE的回收变得越来越重要，不仅出于环境关心的角度，而且还出于有价值材料的回收的角度。
废弃PCB回收是WEEE工业中的主要部分。通常，该回收过程包括：1)选择性地拆卸：去除附连在PCB上的组件，诸如电容器；2)提纯(upgrade)&精练：使用机械、化学和/或冶金处理来提纯期望的材料含量，然后精练以回收材料返回到它们的生命周期；3)废弃物的最终处理。
在机械或者化学方式的精练步骤之前，粉碎过程是非常重要的预处理。粉碎过程通常使板破裂为小颗粒，例如1x 1mm或甚至更小。在图1中示出废弃PCB处理的常规过程。此处理通常包括将裸露PCB粗略地切割到10-20mm尺寸，用液氮冷却经切割的PCB，然后执行精细的粉碎。
参见图2，示出典型的粉碎机器。为了得到较精细的颗粒尺寸，在粉碎机器的材料入口设置了液氮喷嘴。在板被装载到粉碎腔室之前冷却且冰冻该板。另外，也可在腔室内设置另一个液氮喷嘴来冷却切割器和装载的板。
在现有技术中存在很多缺点。例如，不能很好地控制冷却效果，并且用于冷却的氮消耗通常很大。需要额外的拆卸步骤来去除组件，这是不卫生的。此外，包含粗略的切割步骤以将板切割到中间尺寸以便进一步的精细粉碎。
本公开的各个目标中的一个是解决现有技术中的上述以及其他问题。
发明内容
一方面，本公开可总地提供一种低温粉碎废弃PCB的方法，该方法包括：预加热PCB；冷却预加热的PCB；以及粉碎冷却的PCB。
另一方面，本文还公开了一种低温粉碎废弃PCB的装置，该装置包括：加热器，配置为预加热一个或多个PCB；冷却器，耦合到该加热器且配置为冷却预加热的一个或多个PCB；粉碎器，耦合到该冷却器且配置为粉碎冷却的一个或多个PCB。
附图说明
参考以下描述以及附图将能更好地理解本公开的益处、特征以及优点，在附图中：
图1示出现有技术中的常规粉碎过程；
图2示出现有技术中的典型粉碎机器；
图3是示出根据本公开的实施例的低温粉碎过程的框图；
图4是示出根据本公开的实施例的低温粉碎装置的框图；
图5示出使用液氮浴(bath)的低温粉碎装置的实施例；以及
图6示出使用液氮喷雾的低温粉碎装置的另一个实施例。
具体实施方式
图3是示出根据本公开的实施例的低温粉碎过程的框图。如图3所示，此粉碎过程可包括预加热装载的废弃PCB，冷却预加热的PCB，以及将冷却的PCB粉碎到需要的尺寸，诸如小于1x 1mm。
在实施例中，PCB可被预加热到大约150℃和大约200℃之间的温度。例如，预加热步骤可增强低温处理效果并且减小多层之间的粘合力有助于随后过程。预加热可包括电加热、热加热以及其他加热技术。本公开不限于此方面。
如图3所示，预加热的PCB可被冷却到需要的温度(诸如-50℃和-100℃之间)并且然后被粉碎到小尺寸的颗粒。冷却预加热的PCB可以以多种方式实现，包括但不限于：利用冷却剂(诸如液氮和液体CO2)冷却或者机械冷却。
预加热之后的低温处理可例如提供较强的热冲击并因此使PCB脆化。尤其，强烈的热冲击例如可创造大量层间的分离、内部应力并且使板变脆，这有助于粉碎之后的更精细颗粒。在一些实施例中，PCB的加热与冷却之间的温度间隙可在大约200℃到300℃的范围中。
另外，在一些实施例中，借助冷却效果，可冷冻PCB上的组件中的液体电解质，诸如冷却到大约-5℃和大约-55℃之间的温度。因此，不像现有技术，不需要在粉碎之前去除组件，诸如电容器。此外，图3所示的过程可消除现有技术中在粉碎之前的PCB的粗略切割步骤。因此，本文中公开的粉碎过程可有利地简化现有技术过程。
图4是示出根据本公开的低温粉碎装置100的框图。如图4所示，低温粉碎装置100可包括加热器110、耦合到加热器110的冷却器120以及耦合到冷却器120的粉碎器130。
加热器110可配置为预加热装载到加热器110的废弃PCB。在一些实施例中，PCB可被预加热到从大约150℃到大约200℃范围内的温度，这例如可减小多层之间的粘合力。在不同的实施例中，加热器110可包括任意类型的加热设备，诸如电加热器、热加热器等等。例如，加热器110可以是普通的加热网带式炉。
然后可将预加热的PCB从加热器110提供到冷却器120。冷却器120可将预加热的PCB冷却到需要的温度，诸如大约-50℃和大约-100℃之间。在不同的实施例中，冷却器可具有任意形式，诸如冷却剂浴、冷却剂喷嘴、冷却压缩机等等。冷却剂可以是，但不限于液氮。
冷却的PCB可被传送到粉碎器130，该粉碎器130将PCB粉碎到适合的尺寸，诸如小于1x 1mm。如上所述，预加热之后的低温处理例如可提供较强的热冲击并且使PCB脆化，这有助于粉碎之后更加精细的颗粒尺寸。
图5示出使用液氮浴的低温粉碎装置200的实施例。如图5所示，要粉碎的废弃PCB可装载在预加热炉210中。预加热的PCB然后可经由例如带传送器下降到液氮浴220中。当然，可替代地使用其他传送器。然后，预加热的PCB可浸入液氮中。PCB的温度斜率可以是大约40到80℃/min或者甚至更高。强烈的热冲击可使PCB变脆。然后，在液氮浴中冷却的PCB可被传送到粉碎腔室230中，其中PCB被粉碎到精细尺寸的颗粒，诸如小于1x 1mm。
为了进一步减小温度，在一些实施例中，附加的液氮设置在粉碎腔室230中且被控制以在粉碎腔室230中喷射，如图5所示。例如，在实施例中，热传感器设置为监测腔室230内的温度，因而控制液氮注入速率。
图6示出使用液氮喷雾的低温粉碎装置300的另一个实施例。如图所示，一个或多个PCB可在炉310中预加热之后传送到低温腔室。喷嘴320的阵列设置在低温腔室中，将液氮喷射到PCB。在一个实施例中，控制液氮的喷射速率。PCB的温度斜率可以是大约40到80℃/min或者甚至更高。以这种方式，每个板可有效地冷却到需要的温度，诸如-50℃和-100℃之间。冷却的板可下降到粉碎腔室330中。
在一些实施例中，冷氮气可流入粉碎腔室310，和/或如果需要的话，可控制额外的液氮在粉碎腔室330中喷射以进一步减小温度。
利用图5的液氮浴220或图6的液氮喷嘴320的阵列，以消耗有效的方式很好地控制液氮的使用的同时，预加热的PCB可经受快速且充分的冷却以使PCB脆化。因此，可比现有技术显著减小总体氮消耗。
尽管在本文中已经相当详细地示出并描述了特定实施例，应该认识到获得相同目的的任何其他的布置可替换示出的特定实施例。本公开意在涵盖不同实施例的任何和所有的修改或变化。要理解到，以说明性而非限制性的方式作出以上描述。以上实施例与本文未具体描述的其他实施例的结合在观察以上描述后对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，本领域普通技术人员应当理解的是，他们能容易地利用所公开的概念和特定实施例作为基础以设计或修改其它结构，而不背离由所附权利要求限定的本公开的精神和范围。

Claims (17)

1.一种低温粉碎废弃印刷电路板(PCB)的方法，所述方法包括：
预加热PCB；
冷却预加热的PCB，其中所述冷却包括将所述PCB上的组件中的液体电解质冷冻到-5℃与-55℃之间的温度；以及
粉碎冷却的PCB。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，预加热包括将所述PCB预加热到150-200℃，和/或冷却包括将所述PCB冷却到-50℃到-100℃。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，冷却包括将预加热的PCB浸入液氮。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，冷却包括将液氮喷射到预加热的PCB。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，将液氮喷射到预加热的PCB包括利用多个喷嘴将液氮喷射到多个预加热的PCB。
6.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述PCB的冷却温度斜率为40到80℃/min。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PCB的预加热与冷却之间的温度间隙在200℃到300℃的范围中。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，粉碎包括将所述PCB放置在粉碎腔室中并且控制在所述粉碎腔室中喷射的液氮的注入速率。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，粉碎包括将所述PCB粉碎到尺寸小于1x1mm的颗粒。
10.一种低温粉碎废弃印刷电路板(PCB)的装置，所述装置包括：
加热器，配置为预加热一个或多个PCB；
冷却器，耦合到所述加热器且配置为冷却预加热的一个或多个PCB，其中所述冷却器配置为将所述PCB上的组件中的液体电解质冷冻到-5℃与-55℃之间的温度；以及
粉碎器，耦合到所述冷却器且配置为粉碎冷却的一个或多个PCB。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述加热器配置为将所述一个或多个PCB预加热到150-200℃，和/或所述冷却器配置为将所述PCB冷却到-50℃到-100℃。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述冷却器包括液氮浴，在其中浸入预加热的一个或多个PCB。
13.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述冷却器包括喷嘴的阵列以将液氮喷射到预加热的一个或多个PCB。
14.如权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述一个或多个PCB的冷却温度斜率为40到80℃/min。
15.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述一个或多个PCB的预加热与冷却之间的温度间隙在200℃到300℃的范围中。
16.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述粉碎器包括粉碎腔室和液氮喷嘴以当所述PCB被放置在所述粉碎腔室中时控制在所述粉碎腔室中喷射的液氮的注入速率。
17.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述粉碎器配置为将冷却的PCB粉碎到小于1x1mm的尺寸。
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