CN106111314A - 一种从废弃线路板中回收金属的方法 - Google Patents

Abstract

一种从废弃线路板中回收金属的方法，该方法将废弃线路板粉末、水和钠盐类分散剂按照重量比为1：50：0.25～1：80：0.6的比例混合，搅拌至团聚的粉末分散开，然后用水力摇床分选出线路板粉末中的金属和非金属成分，得到金属富集体和非金属富集体，再干燥后得到回收的金属。本方法的特点是通过钠盐类分散剂的作用，破环粉末之间的静电作用力和表面张力，实现了较细粒径范围内线路板粉末完全分散在水中，消除粉末团聚现象，使互裹在一起的金属颗粒和非金属颗粒分开。为重力分选金属和非金属提供了有利条件。分散剂不属于危险品，对线路板上的金属和非金属没有腐蚀作用，可以反复循环使用。

Description

一种从废弃线路板中回收金属的方法

技术领域

本发明属于电子废弃物回收领域，特别涉及一种从废弃电路板中回收金属的方法，实现废弃电路板的回收再利用。

背景技术

随着电子信息产业飞速发展，电子产品的性能不断提高，其更新速度也越来越快。随之电子产品的寿命也越来越短，电子废弃物特别是废旧印刷线路板也逐年增多，成为了电子废弃物的来源之一。电子信息技术的迅猛发展产生了大量电子垃圾，如果处理不当，将对环境产生巨大的危害。据联合国相关数据显示，全球每年产生的电子废弃物高达5000万吨，而且呈逐年增长的趋势。预计到2017年全球电子废弃物产量将达到6540万吨。中国大陆每年需要处理的废弃线路板约50万t以上。预计至2016年底，我国产出的线路板将占据全世界46％的产值，成为全球最大的线路板生产基地。

废弃线路板是由高分子聚合物或树脂、玻璃纤维或者牛皮纸和高纯度的铜箔、其它金属以及电阻、电池、电容和集成块等元器件构成的复合型材料。据统计1吨电脑废弃线路板里面，主要金属含量有：铜200kg、锡30kg、铝20kg、铅20kg、镍20kg、银2kg、金0.5kg，经济效益相当高。废旧线路板中除了含有大量金属外，还包含有大量直接或间接来源于石油产品的聚合物高分子材料，这些材料可以用作塑料填充物，热解成燃油，还可以成为沥青的改性剂。因此科学地回收线路板既可以保护环境，又可以增加资源的再利用，变废为宝。

机械物理法是目前研究废弃线路板的主要方向，其工艺主要包括预处理，破碎和分选。分选技术可以分为静电分选、水力摇床分选和气流分选。静电分选的破碎粒度范围是0.6-1.2mm，水力摇床分选的破碎粒度范围0.125-0.6mm，气流分选的破碎粒径范围在0.1-0.125mm,铜的回收率接近95％。

在废弃线路板回收再利用方面，申请人检索到一些专利文献：

CN101642765B废弃线路板的回收及再利用方法(申请人：北京航空航天大学)公开了废弃线路板的回收及再利用方法，其特征在于如下步骤：步骤一、废弃线路板的无损拆解：无损拆解之后得到基板、元器件和焊料；步骤二、元器件分类与快速检测：对步骤一中得到的元器件进行功能分类和检测，对于尚未丧失功能的元器件直接回收以再利用；对于功能丧失的元器件进行材料级分类；步骤三、破碎和分离：所述的破碎和分离过程包括对基板和材料级分类后的元器件分别进行破碎和分离，具体步骤包括：一级破碎、二级破碎、物料分选、金属富集体和非金属富集体的分选、引脚的处理，以及根据需要分别对非金属富集体对金属富集体进行风力分选和磁选的步骤，具体步骤如下：(1)一级破碎：选用以剪切破碎为主的粉碎机将线路板基板破碎至小于20mm物料；(2)二级破碎：将一级破碎后的基板碎块、已丧失功能的各类元器件，采用剪切和冲击两种方式分别进行破碎，破碎后得到粒径为0.1～2mm的细小物料；(3)物料分选：通过筛分，得到各类物料，对于大于2mm的物料返回步骤(2)进行再次破碎；对于元器件破碎得到的铜铁引脚料，进入步骤(4)处理；其余物料进入步骤(5)处理；(4)将铜、铁引脚料进行球磨处理，将引脚表面镀锡层和内部金属分离，分离后进行磁选，分离出铁、镍金属富集体，剩下铜和锡铅富集体通过筛分的方式，根据粒径的大小，分离出铜富集体和锡铅富集体；(5)分选出金属富集体和非金属富集体：对于上述步骤(3)分选得到其余物料分选得到M个粒级的物料，采用高强度离心分选方法和静电分选的方式，分选出非金属富集体和金属富集体；其中M为正整数；(6)根据需要，对非金属富集体进行风力分选：分选出非金属富集体中的塑料富集体和陶瓷富集体；(7)对金属富集体进行磁选：磁选后将金属富集体中的铁、镍金属富集体分离出来，剩下的其他金属富集体单独回收；步骤四、回收非金属粉料的再利用：以上述步骤得到的非金属富集体为增强体或填料，以塑料为基体制备复合材料，实现非金属富集体的再利用。

CN102172597B一种废弃电路板全值回收方法(申请人：广州有色金属研究院)公开了一种废弃电路板全值回收方法，是通过以下步骤实现：(1)粉碎废弃电路板至粒度<5.0mm，经震动分选后获得-2.0mm物料、+2.0mm金属及+2.0mm非金属；(2)摇床分选-2.0mm物料，得到-2.0mm金属料及尾渣；(3)混合+2.0mm金属及步骤2得到的金属料，采用500Oe-1200Oe的场强湿式磁选，分离磁性金属和非磁性金属；(4)粉碎混合的+2.0mm非金属和步骤2得到的尾渣至粒度<0.1mm，在中性介质条件下，采用100-500克/吨的十八烷基胺捕收剂，浮选分离有机物与无机物；(5)摇床分选步骤4得到的无机物，得到金属粉末与非金属粉末。该发明的方法是一种废弃电路板的高效、经济、清洁全值回收方法，适用于各种电子元器件的电子线路板的回收。

发明内容

当线路板破碎到1mm以下时，金属与非金属成分的解离度达到95％，根据金属与非金属的密度不同，可以采用水力摇床进行分选，但是存在一部分粉末会团聚在一起，形成粉团，将金属和非金属互相包裹在一起，浮在水面上，不断搅拌也不能消除此现象。但是将粒径范围在0.5mm以下的线路板粉末和水一起搅拌时，由于静电作用和表面张力的作用，线路板粉末没有完全散开在水中，一部分粉末会团聚在一起，形成粉团，将金属和非金属互相包裹在一起，浮在水面上，不断搅拌也不能消除此现象，这种现象比较严重。当粒径范围在0.15mm以下的线路板粉末和水一起搅拌时，由于静电作用和表面张力的作用，线路板粉末没有完全散开在水中，一部分粉末会团聚在一起，形成粉团，将金属和非金属互相包裹在一起，浮在水面上，不断搅拌也不能消除此现象，这种现象非常严重。这部分团聚的粉末无法用水力摇床进行分选，这会影响水力摇床分选的效果，降低金属的回收率。以上的现有技术均不能解决这一技术问题。

本发明目的是为了有效解决废弃线路板破碎、水力摇床分选金属体与非金属处理技术中存在的线路板粉末在水中团聚成粉团，将金属和非金属包裹在一起，从而无法用水力摇床分选这部分粉末造成金属回收率低的问题，为水力摇床分选工艺创造了有利条件，提高了金属回收率。实现废弃线路板高效回收利用的目的。

本发明的具体技术方案如下

一种从废弃线路板中回收金属的方法，将废弃线路板粉末、水和钠盐类分散剂按照重量比为1：50：0.25～1：80：0.6的比例混合，搅拌至团聚的粉末分散开，然后用水力摇床分选出线路板粉末中的金属和非金属成分，得到金属富集体和非金属富集体，再干燥后得到回收的金属。

团聚的粉末分散开的机理原理：由于静电作用和表面张力的作用，线路板粉末没有完全散开在水中，一部分粉末会团聚在一起，形成粉团。磺酸钠盐类分散剂本身是一种阴离子表面活性剂，具有良好的表面活性，亲水性较强，可以有效降低粉末-水界面的张力，使粉末分散开来；磺酸钠盐类分散剂还有导电作用，因而可以使粉末之间的静电及时泄漏，可使织物，塑料粉末等表面亲合水分，使粉末分散开来，从而达到分散粉末的目的。

进一步，以上所述的一种从废弃线路板中回收金属的方法，所述的钠盐类分散剂包括以下任何一种或一种以上的混合物：十二烷基苯磺酸钠、α-烯烃磺酸钠、仲烷基磺酸钠、脂肪酸甲酯磺酸钠、脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚磺酸钠。

将线路板粉末加入到水中，如果不添加分散剂，会有一部分线路板粉末团聚，将金属粉末和非金属粉末互相裹在一起，形成粉团，浮在水的表面上，导致这部分粉末无法用水力摇床进行分选，从而降低金属的回收率。如果加入上述钠盐类分散剂，就可以消除粉末团聚的现象，通过水力摇床的分选将原来粉团中的金属回收，提高金属的回收率。

进一步，以上所述的一种从废弃线路板中回收金属的方法，所述的废弃线路板粉末由废弃线路板经锡浴脱锡去除元器件得到基板—粉碎—筛选，得到粒径在1mm以下的粉末。

线路板粉末粉碎到1mm以下时，解离度可以达到95％以上，粉末中的绝大部分的金属与非金属颗粒已经解离，可以采用水力摇床分选。线路板粉末粉碎到1-2mm时，粉末中的金属与非金属解离度很低，大约为73％，此粒径范围的粉末中有相当一部分的金属和非金属未完全解离，不适合摇床分选。

进一步，以上所述的一种从废弃线路板中回收金属的方法，所述的废弃线路板粉末由废弃线路板经锡浴脱锡去除元器件得到基板-粉碎-筛选，得到粒径在0.5mm以下的粉末。

线路板粉碎到0.5mm以下时，粉末中的金属与非金属基本上完全解离，金属颗粒上不会镶嵌着非金属。线路板粉碎到0.5-1mm时，粉末中的金属与非金属解离度达到95％，部分金属颗粒上会镶嵌着少量的非金属。本发明中比较了采用水力摇床分选这两种粒径粉末的效果，结果两者中铜的回收率很相近，回收率都达到98％以上，效果显著。

进一步，以上所述的一种从废弃线路板中回收金属的方法，所述的废弃线路板粉末由废弃线路板经锡浴脱锡去除元器件得到基板-粉碎-筛选，得到粒径在0.15mm以下的粉末。

粒径在0.15mm以下的粉末，破碎过程中是不可避免的。在此粒径范围内，由于粉末的粒度太小，粉末容易团聚、容易流失，分选难度加大。但加入本发明中的钠盐类分散剂后，粉末也能充分分散在水中。但是此粉末的粒度太小，分选时金属粉末较容易流失，有一定的操作难度。对于0.15-0.5mm的粉末，加入本发明中的钠盐类分散剂后，分选难度比0.15-0.5mm的粉末的小；其分选效果与0.5-1mm粉末的差不多，不过0.15-0.5mm的粉末已经完全解离，回收的金属上不会镶嵌着非金属材料。

进一步，以上所述的一种从废弃线路板中回收金属的方法，其特征在于：所述的搅拌用时为2-30分钟。

进一步，以上所述的一种从废弃线路板中回收金属的方法，所述的搅拌用时为5-10分钟。

本发明具有以下有益效果：

1.本方法的特点是通过钠盐类分散剂的作用，破环粉末之间的静电作用力和表面张力，实现了较细粒径范围内线路板粉末完全分散在水中，消除粉末团聚现象，使互裹在一起的金属颗粒和非金属颗粒分开，为重力分选金属和非金属提供了有利条件。

2.分散剂不属于危险品，对线路板上的金属和非金属没有腐蚀作用，可以反复循环使用。

3.本发明优点是钠盐类分散剂和水对线路板上的金属和非金属都没有腐蚀性。钠盐类分散剂对金属和树脂、树脂和树脂之间的静电作用力和表面张力有很强的破坏力，有效地消除了粉末团聚现象，使金属和非金属在处理液中完全分散，增强了水力分选的效果，提高了金属的回收率。

具体实施方式

废弃线路板粉末的准备：取废弃线路板经锡浴脱锡去除元器件得到基板-粉碎-筛选，依次得到粒径在1mm以下的粉末、粒径在0.5mm以下的粉末、粒径在0.15mm以下的粉末。

实施例1

准确称量粒径为1.0mm以下的废弃线路板粉末放入1000mL的烧杯中，以废弃线路板粉末为基础按重量比为1：50：0.25的比例加入水和十二烷基苯磺酸钠，然后搅拌2分钟，至团聚的粉末分散开，然后采用水力摇床分选出线路板粉末中的金属和非金属成分，得到金属富集体和非金属富集体，再干燥后得到回收的金属。

分别称量水力摇床分选前的粉末和分选后的金属富集体，用浓硝酸消解，然后分别稀释一定的倍数，采用原子吸收光谱仪分别测定两种溶液中铜的含量，通过计算可知，含铜量为1.8155g的粉末，通过水力摇床分选可以得到含铜量为1.7829g的金属富集体。然后计算铜的回收率为98.2％，表明水力摇床分选铜的效果好。铜是线路板中含量最多的金属，水力摇床分选对铜的分选效果好，可以间接表明水力摇床分选对粉末中总金属的分选效果好。

由此可见，本实施例得到的线路板粉末完全分散在水中，为水力摇床分选提供了有利条件。提高了金属的回收率(未采用钠盐类分散剂分散剂是，最高的回收率仅仅80％左右)。

实施例2

准确称量粒径为0.5mm以下的废弃线路板粉末放入1000mL的烧杯中，以废弃线路板粉末为基础按重量比为1：55：0.30的比例加入水和α-烯烃磺酸钠，然后搅拌5分钟，至团聚的粉末分散开，然后采用水力摇床分选出线路板粉末中的金属和非金属成分，得到金属富集体和非金属富集体，再干燥后得到回收的金属。

按照实施例1的方法，采用原子吸收光谱仪分别测定原粉末中和分离后金属中铜的含量，计算铜的回收率为98.3％。

由此可见，本实施例得到的线路板粉末完全分散在水中，为水力摇床分选提供了有利条件。提高了金属的回收率(未采用钠盐类分散剂分散剂是，最高的回收率仅仅80％左右)。

实施例3

准确称量粒径为0.15-0.5mm以下的废弃线路板粉末放入1000mL的烧杯中，以废弃线路板粉末为基础按重量比为1：60：0.35的比例加入水和仲烷基磺酸钠，然后搅拌8分钟，至团聚的粉末分散开，然后采用水力摇床分选出线路板粉末中的金属和非金属成分，得到金属富集体和非金属富集体，再干燥后得到回收的金属。

按照实施例1的方法，采用原子吸收光谱仪分别测定原粉末中和分离后金属中铜的含量，计算铜的回收率为98.5％。由此可见，本实施例得到的线路板粉末完全分散在水中，为水力摇床分选提供了有利条件。提高了金属的回收率。

实施例4

准确称量粒径为0.15mm以下的废弃线路板粉末放入1000mL的烧杯中，以废弃线路板粉末为基础按重量比为1：65：0.40的比例加入水和脂肪酸甲酯磺酸钠，然后搅拌10分钟，至团聚的粉末分散开，然后采用水力摇床分选出线路板粉末中的金属和非金属成分，得到金属富集体和非金属富集体，再干燥后得到回收的金属。

按照实施例1的方法，采用原子吸收光谱仪分别测定原粉末中和分离后金属中铜的含量，计算铜的回收率为98.8％。由此可见，本实施例得到的线路板粉末完全分散在水中，为水力摇床分选提供了有利条件。提高了金属的回收率。

实施例5

准确称量粒径为0.5-1.0mm以下的废弃线路板粉末放入1000mL的烧杯中，以废弃线路板粉末为基础按重量比为1：70：0.45的比例加入水和脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚磺酸钠，然后搅拌15分钟，至团聚的粉末分散开，然后采用水力摇床分选出线路板粉末中的金属和非金属成分，得到金属富集体和非金属富集体，再干燥后得到回收的金属。

按照实施例1的方法，采用原子吸收光谱仪分别测定原粉末中和分离后金属中铜的含量，计算铜的回收率为98.5％。由此可见，本实施例得到的线路板粉末完全分散在水中，为水力摇床分选提供了有利条件。提高了金属的回收率。

实施例6

准确称量粒径为1mm以下的废弃线路板粉末放入1000mL的烧杯中，以废弃线路板粉末为基础按重量比为1：75：0.50的比例加入水，以及十二烷基苯磺酸钠与α-烯烃磺酸钠两种按任意比例混合的混合物，然后搅拌5分钟，至团聚的粉末分散开，然后采用水力摇床分选出线路板粉末中的金属和非金属成分，得到金属富集体和非金属富集体，再干燥后得到回收的金属。

按照实施例1的方法，采用原子吸收光谱仪分别测定原粉末中和分离后金属中铜的含量，计算铜的回收率为98.9％。由此可见，本实施例得到的线路板粉末完全分散在水中，为水力摇床分选提供了有利条件。提高了金属的回收率。

实施例7

准确称量粒径为0.15以下的废弃线路板粉末放入1000mL的烧杯中，以废弃线路板粉末为基础按重量比为1：80：0.60的比例加入水，以及仲烷基磺酸钠与脂肪酸甲酯磺酸钠两种按任意比例混合的混合物，然后搅拌25分钟，至团聚的粉末分散开，然后采用水力摇床分选出线路板粉末中的金属和非金属成分，得到金属富集体和非金属富集体，再干燥后得到回收的金属。

按照实施例1的方法，采用原子吸收光谱仪分别测定原粉末中和分离后金属中铜的含量，计算铜的回收率为99.3％。由此可见，本实施例得到的线路板粉末完全分散在水中，为水力摇床分选提供了有利条件。提高了金属的回收率。

实施例8

准确称量粒径为0.5mm以下的废弃线路板粉末放入1000mL的烧杯中，以废弃线路板粉末为基础按重量比为1：50：0.40的比例加入水，以及十二烷基苯磺酸钠、α-烯烃磺酸钠、与脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚磺酸钠三种按任意比例混合的混合物，然后搅拌30分钟，至团聚的粉末分散开，然后采用水力摇床分选出线路板粉末中的金属和非金属成分，得到金属富集体和非金属富集体，再干燥后得到回收的金属。

按照实施例1的方法，采用原子吸收光谱仪分别测定原粉末中和分离后金属中铜的含量，计算铜的回收率为98.9％。由此可见，本实施例得到的线路板粉末完全分散在水中，为水力摇床分选提供了有利条件。提高了金属的回收率。

实施例9

准确称量粒径为0.15mm以下的废弃线路板粉末放入1000mL的烧杯中，以废弃线路板粉末为基础按重量比为1：65：0.50的比例加入水，以及十二烷基苯磺酸钠、α-烯烃磺酸钠、仲烷基磺酸钠、脂肪酸甲酯磺酸钠四种按任意比例混合的的混合物，然后搅拌10分钟，，至团聚的粉末分散开，然后采用水力摇床分选出线路板粉末中的金属和非金属成分，得到金属富集体和非金属富集体，再干燥后得到回收的金属。

按照实施例1的方法，采用原子吸收光谱仪分别测定原粉末中和分离后金属中铜的含量，计算铜的回收率为98.9％。由此可见，本实施例得到的线路板粉末完全分散在水中，为水力摇床分选提供了有利条件。提高了金属的回收率。

Claims (7)

1.一种从废弃线路板中回收金属的方法，其特征在于：将废弃线路板粉末、水和钠盐类分散剂按照重量比为1：50：0.25～1：80：0.6的比例混合，搅拌至团聚的粉末分散开，然后用水力摇床分选出线路板粉末中的金属和非金属成分，得到金属富集体和非金属富集体，再干燥后得到回收的金属。

2.根据权利要求1所述的一种从废弃线路板中回收金属的方法，其特征在于：所述的钠盐类分散剂包括以下任何一种或一种以上的混合物：十二烷基苯磺酸钠、α-烯烃磺酸钠、仲烷基磺酸钠、脂肪酸甲酯磺酸钠、脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚磺酸钠。

3.根据权利要求1或2所述的一种从废弃线路板中回收金属的方法，其特征在于：所述的废弃线路板粉末由废弃线路板经锡浴脱锡去除元器件得到基板—粉碎—筛选，得到粒径在1mm以下的粉末。

4.根据权利要求1或2所述的一种从废弃线路板中回收金属的方法，其特征在于：所述的废弃线路板粉末由废弃线路板经锡浴脱锡去除元器件得到基板—粉碎—筛选，得到粒径在0.5mm以下的粉末。

5.根据权利要求1或2所述的一种从废弃线路板中回收金属的方法，其特征在于：所述的废弃线路板粉末由废弃线路板经锡浴脱锡去除元器件得到基板—粉碎—筛选，得到粒径在0.15mm以下的粉末。

6.根据权利要求1所述的一种从废弃线路板中回收金属的方法，其特征在于：所述的搅拌用时为2-30分钟。

7.根据权利要求6所述的一种从废弃线路板中回收金属的方法，其特征在于：所述的搅拌用时为5-10分钟。