CN106623340B

CN106623340B - 一种废旧线路板裂解工艺及裂解装置

Info

Publication number: CN106623340B
Application number: CN201510713947.1A
Authority: CN
Inventors: 许开华; 鲁习金
Original assignee: Jingmen GEM New Material Co Ltd
Current assignee: Jingmen green recycling electronic waste disposal Co.,Ltd.
Priority date: 2015-10-28
Filing date: 2015-10-28
Publication date: 2020-06-16
Anticipated expiration: 2035-10-28
Also published as: CN106623340A

Abstract

一种废旧线路板裂解工艺，包括以下步骤：步骤一、将废旧线路板进行破碎，将破碎后的废旧线路板送入振动筛进行筛分出直径小于20～40mm的破碎物料；步骤二、将破碎物料送入裂解炉进行裂解，破碎物料经裂解后得到混合金属渣和废气；破碎物料进入裂解炉后，在炉膛内从上到下经过六层裂解室裂解，通过每层设置的耙臂的耙动下，使物料的运动轨迹呈螺旋式下降；步骤三、将混合金属渣进行冷却，送入滚筒筛，进行筛分，筛选出粗料和细料。通过将线路板破碎及筛选，挑选出小颗粒的物料送入裂解炉进行裂解，分解出废旧线路板的可回收的金属成分，通过冷却和筛选，将金属分离，得到金属回收产物，采用本方法处理废旧线路板，金属回收效率高，分离效果好且环保无污染。

Description

一种废旧线路板裂解工艺及裂解装置

技术领域

本发明涉及废旧线路板回收技术领域，具体涉及一种废旧线路板裂解工艺及裂解装置。

背景技术

废弃印刷线路板作为电子废弃物的重要组件，一方面既含有铅、镉、聚氯乙烯塑料、溴化阻燃剂等多种重金属和有害物质，存在潜在的环境污染；另一方面又含有铜、金、银等多种普通金属和稀贵金属，具有较高的回收利用价值。

随着我国可持续发展战略的实施，对环境保护提出了更高的要求，电子垃圾的回收与利用成为多数国家面临的棘手问题。目前我国已成为家用电器的生产和消费大国，仅以年报废更新2％计算，每年淘汰的4大类家用电器就达2000万台，加上在全社会普及使用的更新周期只有2-4年的电脑、手机等高科技电子产品，以及不断涌现的质优价廉的新型家电产品，使得我国家用电器的实际年报废更新已高达2500万台以上。印刷线路板(PCB)作为废弃家电中的关键部件，其回收和资源化问题已成为急需解决的热点问题。另外，截至目前，我国内地有印刷线路板生产企业1000家左右，2006年中国PCB产量为12964万m²，年产值128亿美元，已经成为PCB第一大生产国，生产过程中的大量边角料、报废板的回收也面临重大难题。

废弃印刷线路板是玻璃纤维强化树脂和多种金属的混合物，属典型的电子废弃物，与日俱增的废旧线路板加上生产线路板产生的大量边角废料，如果不妥善处理和处置，不但会造成有用资源的大量流失，而且会对环境产生严重的危害。传统堆放或填埋的方法，不仅占用大量空间，而且所含的重金属如汞、铬、镉等及高分子有机物在自然条件下很难降解，有害成分会通过水、大气、土壤进入环境，会给人类健康和生态环境造成潜在的、长期的和不可恢复的危害，其中所含的铅是城市废物中铅的第二大来源。“废旧线路板”并不是“废物”，而是有待开发的“第二资源”，具有很高的回收利用价值。线路板中的金属品位相当于普通矿物中金属品位的几十倍至上百倍，金属的含量高达40％，最多的是铜，此外还有金、铝、镍、铅、硅金属等，其中不乏稀有金属；而自然界中的富矿金属含量超不过3％～5％。有统计数据表明，1t废线路板可提炼出300g左右的金。印刷线路板上的焊锡以及塑料等物质，也是可以被回收利用的重要资源。因此，研究开发无害化处理废线路板技术已经成为再生资源领域的重大课题。

对报废的线路板实施有效的处理和资源化回收利用，可以大大减缓对原生资源的消耗，减轻环境污染，对建立资源节约型、环境友好型社会，发展循环经济具有积极的作用和重要的意义。

目前废旧线路板的主要处理技术：火法冶金、湿法冶金、物理法。

火法冶金提取贵金属具有简单、方便和回收率高等特点，但是由于存在有机物在焚烧过程中产生有害气体造成二次污染、其它金属回收率低、处理设备昂贵等缺点；

湿法治金技术是较常用的、从废弃电子产品中提取贵金属的技术，湿法治金技术的基本原理主要是利用贵金属能溶解在硝酸和王水等的特点，将其从废弃电子产品中脱除并从液相中予以回收。与火法相比，湿法治金技术排放的废气相对较少、提取贵金属后的残留物也易于处理，但产生的废液较多，废液的处理工艺复杂，成本很高。对环境造成一定的潜在威胁

物理处理方法主要包括有机械破碎、空气分选和磁性吸附等多种技术。目前，物理处理方法主要用于金属如铝、铜的回收，如美国利用强力旋流分选机从个人电脑的PCB中回收铝，通过控制进料速度，所得铝精矿的纯度为85％，回收率在90％以上；瑞典利用电动滚筒静电分选机回收铜，通过设计和操作参数优化，所得铜精矿的品位为93％～99％，回收率高达95％～99％。目前国内采用物理处理方法主要是来分离废弃电子产品中的金属和非金属。但上述物理方法只能处理不带元器件的线路板。对于带元器件的线路板因其上面附有各种电子元器件，目前采用的通过熔锡的方法处理元器件的方法，属手工操作，工作效率低，产生的熔锡废气，处理工艺复杂，处理成本较高，对环境产生很大的潜在威胁。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种废旧线路板裂解工艺及裂解装置，以解决现有的废旧线路板回收效果差的问题。

本发明的技术方案如下：

提供一种废旧线路板裂解工艺，步骤一、破碎、筛分：将废旧线路板进行破碎，将破碎后的废旧线路板筛分，筛选出颗粒直径小于20mm和40mm的破碎物料；

步骤二、裂解：将破碎物料送入裂解炉进行裂解，破碎物料进入裂解炉后，在炉膛内逐层裂解，裂解过程中通过每层设置的耙臂耙动，使破碎物料的由上至下呈螺旋式下降；破碎物料经裂解后得到混合金属渣和废气；

步骤三、将混合金属渣进行冷却，进行筛分，筛选出粗料和细料。

其中，所述步骤二中，破碎物料在裂解炉内经过至少两层裂解室分解，温度由上至下依次降低。

其中，所述步骤二中，所述六层裂解室中由上至下的温度分别为480～500℃、450～480℃、430～450℃、400～430℃、350～400℃、300～350℃。

其中，所述步骤一包括粗破工序，将废旧线路板送入一级破碎机构进行粗破，粗破后的废旧线路板送入一级振动筛筛分出颗粒直径小于50mm和100mm的破碎物料；细破工序，送入二级破碎机构进行细破，细破后的废旧线路板送入二级振动筛。筛分出颗粒直径小于20mm和40mm的破碎物料送入裂解炉裂解。

其中，所述步骤一还包括缓存区域，当裂解炉裂解速度较低时，破碎物料送入缓存区域暂存。

本发明的另一发明点在于：

一种废旧线路板裂解装置，包括供料机构、裂解炉、金属回收机构和废气处理机构，所述供料机构包括破碎机构和振动筛，所述破碎机构用于向所述振动筛供料，所述振动筛用于向所述裂解炉供料，所述裂解炉的混合金属渣送入金属回收机构，所述裂解炉的废气送入废气回收机构。

其中，所述破碎机构包括一级破碎机构和二级破碎机构，所述振动筛包括一级振动筛和二级振动筛，所述一级破碎机构将破碎物料送至一级振动筛筛分，所述一级振动筛筛分后的物料送入二级破碎机构破碎，二级破碎机构破碎的物料送入二级振动筛筛分，二级振动筛筛分后的破碎物料送至裂解炉。

其中，还包括紧急料仓，所述紧急料仓用于暂存二级振动筛筛分后的破碎物料。

其中，所述裂解炉包括进料口、炉体、耙臂、主轴、六层裂解室和出料口，所述六层裂解室由上至下排布设置于炉体内，所述进料口设置于炉体的上方，所述出料口设置于所述炉体的下部，所述每层裂解室均设置有耙臂，主轴与所述耙臂驱动连接，所述耙臂用于将物料螺旋向下输送，依次通过六层裂解室，所述供料机构向所述进料口供料，所述裂解炉的出料口向所述金属回收机构供料。

其中，所述金属回收机构包括第一螺杆送料器、第二螺杆送料器和滚筒筛，所述第一螺杆送料器、第二螺杆送料器均设置有用于冷却液的冷却机构，所述冷却机构设置有用于风冷冷却液的风冷机构，所述第一螺杆送料器用于将混合金属渣送入第二螺杆送料器，第二螺杆送料器将冷却后的混合金属渣送入滚筒筛，筛分粗料和细料。

其中，设置有暂存仓，所述暂存仓设置于第一螺杆送料器与第二螺杆送料器之间，用于暂存及冷却混合金属渣。

本发明的有益效果如下：

采用本发明的回收工艺，通过将线路板破碎及筛选，分选出小颗粒的物料送入裂解炉进行裂解，分解出废旧线路板的可回收的金属成分，通过冷却和筛选，将金属分离，得到金属回收产物，回收效率高，裂解温度能够有效将低熔点的树脂和高熔点的金属进行分离，裂解产生的废气也进行处理，分离效果好，环保无污染。

附图说明

图1是本发明的一种废旧线路板裂解工艺的流程示意图。

图2是本发明的一种废旧线路板裂解装置的结构示意图。

附图标记如下：

1一级破碎机构、101一级振动筛

2二级破碎机构、201二级振动筛

3裂解炉、

301进料口 302出料口 303裂解室 304耙臂 305主轴 306燃烧点

401第一螺杆送料器 402第二螺杆送料器 403暂存仓 404滚筒筛

405冷却机构

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一、

一种废旧线路板裂解工艺，如图1所示，包括以下步骤：

步骤一、将废旧线路板进行破碎，将破碎后的废旧线路板送入振动筛进行筛分，筛选出颗粒直径小于20mm和40mm的破碎物料；

步骤二、将破碎物料送入裂解炉进行裂解，破碎物料经裂解后得到混合金属渣和废气；破碎物料进入裂解炉后，在炉膛内从上到下经过六层裂解室裂解，通过每层设置的耙臂的耙动下，使物料的运动轨迹呈螺旋式下降。

步骤三、将混合金属渣进行冷却，送入滚筒筛，进行筛分，筛选出粗料和细料。

其中，所述步骤一包括粗破工序，将废旧线路板送入一级破碎机构进行粗破，粗破后的废旧线路板送入一级振动筛筛分出颗粒直径小于50和100mm的破碎物料；细破工序，将粗破后的废旧线路板送入二级破碎机构进行细破，细破后的废旧线路板送入二级振动筛，筛分出颗粒直径小于20mm和40mm的破碎物料送入裂解炉裂解。

本发明中的破碎工艺是为了使物料裂解的更为彻底，提高裂解效率，防止板结，破碎与筛选分为两个部分，预破碎和一次筛选，精细破碎和二次筛选，预破碎将废旧线路板分解，一次筛选筛出40mm以下的物料，然后将大于40mm以上的物料进行重复破碎，精细破碎将一次筛选出的40mm以下的物料进行破碎，然后送入二次筛选装置进行筛分，筛选出20mm以下的物料，送入裂解炉内进行高温裂解。

裂解是在裂解炉内完成，具体是在氧气供给不充分的情况下，废旧线路板从炉顶部加入到炉膛内，主轴带动每层的耙臂运动，使物料逐层从上往下输送；所述六层中由上至下的温度分别为480～500℃、450～480℃、430～450℃、400～430℃、350～400℃、300～350℃，第一层设置有4个加温点，均布于第一层裂解室的四周，第二层至第六层每层设置有两个加温点，对称分布。

在裂解工艺中，废旧线路板在裂解炉中主要发生了如下变化：在高温无氧条件下由较大分子的树脂裂解产生CO、CO₂、烃类及衍生物、芳香族化合物及其衍生物、醚类、酚类等小分子物质，加上废旧线路板中析出的金属的催化作用，发生C-Cl、C-Br、C-C、N-CH₂、O-CH₂键的断裂，这些小分子都具有较低的沸点，从炉膛内以气体形式排入二燃室。

炉内设置的自上而下层式传输的方式，使筛分后的废旧线路板在炉膛内反应时间增长，在各层耙臂的耙动下，废弃料进行反复裂解彻底，并且耙臂的推动使物料不断的进行运动，不易堆积发生板结。

炉膛内设置自上而下温度逐级递减的方式，使得炉膛内自上而下形成负压，由于上层温度高，热的气体向上运动输出，下层气体由于负压也向上运动，同时接受上层的热量传递，逐层上升，这样使得炉内气体不会发生团聚，防止炉内聚气，产生爆炸的危险。

本发明使用的金属回收工艺，结合使用，极大的提高了废旧线路板的有效物质回收，即贵重金属回收。

实施例2

本发明提供了一种废旧线路板裂解装置，如图2所示，包括供料机构、裂解炉3、金属回收机构和废气处理机构，所述供料机构包括破碎机构和振动筛，所述破碎机构用于向所述振动筛供料，所述振动筛用于向所述裂解炉3供料，所述裂解炉3的混合金属渣送入金属回收机构，所述裂解炉3的废气送入废气回收机构。

采用本发明的处理装置，能够有效将废旧线路板高温裂解，并将金属混合物回收，将废气送入废气回收机构进行处理，使其达标排放。

其中，所述破碎机构包括一级破碎机构1和二级破碎机构2，所述振动筛包括一级振动筛101和二级振动筛201，所述一级破碎机构1将破碎物料送至一级振动筛101筛分，所述一级振动筛101筛分后的物料送入二级破碎机构2破碎，二级破碎机构2破碎的物料送入二级振动筛201筛分，二级振动筛201筛分后的破碎物料送至裂解炉3。

所述一级破碎机构1下方设置有孔径为50～100mm的一级振动筛101，二级破碎机构2下方设置有孔径20～40mm的二级振动筛201。经过二次破碎筛分有效增加了供料速度，避免了一次筛分出料较少，耗能大的问题。

料台、一级破碎机构1、二级破碎机构2、裂解炉3之间通过螺旋输送带连通，螺旋输送带设置有盖板；第一螺杆送料器401和第二螺杆送料器402上加装盖板，送料的位置进行密封设计，使物料从进入生产车间时，到最终分离出混合金属渣，全程密封，无粉尘污染，避免了对于生产环境的污染。

紧急料仓，所述紧急料仓用于暂存二级振动筛201筛分后的破碎物料。

紧急料仓能够保证供料机构的持续运转，不因为裂解炉的工作时间影响供料，供料机构需要一定的时间才能将废旧线路板破碎出适合裂解的破碎物料，及颗粒直径小于20

～40mm的破碎物料，在正常加工时，供料机构必须实时运转，以提供给裂解炉3裂解的物料，在工作时，裂解炉发生问题后，可以将供来的破碎物料进行暂存，以使能对裂解炉3按需持续供料，保障了需求。

裂解炉3包括进料口301、炉体、耙臂304、主轴305、六层裂解室303和出料口302，所述六层裂解室303由上至下排布设置于炉体内，所述进料口301设置于炉体的上方，所述出料口302设置于所述炉体的下部，所述每层裂解室303均设置有耙臂304，主轴305与所述耙臂304驱动连接，所述耙臂304用于将物料螺旋向下输送，依次通过六层裂解室303，所述供料机构向所述进料口301供料，所述裂解炉3的出料口302向所述金属回收机构供料。

六级裂解室303的设计能够有效增加裂解效果和裂解效率。

金属回收机构包括第一螺杆送料器401、第二螺杆送料器402和滚筒筛404，所述第一螺杆送料器401、第二螺杆送料器402均设置有用于冷却的冷却机构405，所述冷却机构405包括冷却螺杆送料器的冷却液冷却机构和用于风冷冷却液的风冷机构，所述第一螺杆送料器401用于将混合金属渣送入第二螺杆送料器402，第二螺杆送料器402将冷却后的混合金属渣送入滚筒筛404，筛分粗料和细料。

设置有暂存仓403，所述暂存仓403设置于第一螺杆送料器401与第二螺杆送料器402之间，用于暂存及冷却混合金属渣。

本发明还可以设置负压除尘机构，负压除尘机构设置于螺杆输送带，吸收粉尘。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种废旧线路板裂解工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、破碎、筛分：将废旧线路板进行破碎，将破碎后的废旧线路板筛分，筛选出颗粒直径小于20mm的破碎物料；

步骤二、裂解：将筛分后的破碎物料送入裂解炉进行裂解，破碎物料进入裂解炉后，在炉膛内逐层裂解，裂解炉温度由上至下依次降低，裂解炉温度控制在300～500℃，第一层裂解室的四周均布设置有四个加温点，第二层至第六层每层裂解室设置有两个加温点，对称分布，裂解过程中通过每层设置的耙臂耙动，使破碎物料由上至下呈螺旋式下降；破碎物料经裂解后得到混合金属渣和废气；

2.根据权利要求1所述的一种废旧线路板裂解工艺，其特征在于：所述步骤二中，所述裂解炉内设置有六层裂解室，所述六层裂解室中由上至下的温度分别为480～500℃、450～480℃、430～450℃、400～430℃、350～400℃、300～350℃。

3.根据权利要求1所述的一种废旧线路板裂解工艺，其特征在于：所述步骤一还包括缓存区域，当裂解炉裂解速度较低时，破碎物料送入缓存区域暂存。

4.一种使用权利要求1至3任意一项所述的废旧线路板裂解工艺的裂解装置，其特征在于：包括供料机构、裂解炉、金属回收机构和废气处理机构，所述供料机构包括破碎机构和振动筛，所述破碎机构用于向所述振动筛供料，所述振动筛用于向所述裂解炉供料，所述裂解炉的混合金属渣送入金属回收机构，所述裂解炉的废气送入废气处理机构；所述裂解炉包括进料口、炉体、耙臂、主轴、六层裂解室和出料口，第一层裂解室的四周均布设置有四个加温点，第二层至第六层每层裂解室设置有两个加温点，对称分布。

5.根据权利要求4所述的一种裂解装置，其特征在于：所述破碎机构包括一级破碎机构和二级破碎机构，所述振动筛包括一级振动筛和二级振动筛，所述一级破碎机构将破碎物料送至一级振动筛筛分，所述一级振动筛筛分后的物料送入二级破碎机构破碎，二级破碎机构破碎的物料送入二级振动筛筛分，二级振动筛筛分后的破碎物料送至裂解炉。

6.根据权利要求5所述的一种裂解装置，其特征在于：还包括紧急料仓，所述紧急料仓用于暂存二级振动筛筛分后的破碎物料。

7.根据权利要求6所述的一种裂解装置，其特征在于：所述六层裂解室由上至下排布设置于炉体内，所述进料口设置于炉体的上方，所述出料口设置于所述炉体的下部，所述每层裂解室均设置有耙臂，主轴与所述耙臂驱动连接，所述耙臂用于将物料螺旋向下输送，依次通过六层裂解室，所述供料机构向所述进料口供料，所述裂解炉的出料口向所述金属回收机构供料。

8.根据权利要求4所述的一种裂解装置，其特征在于：所述金属回收机构包括第一螺杆送料器、第二螺杆送料器和滚筒筛，所述第一螺杆送料器、第二螺杆送料器均设置有用于冷却的冷却机构，所述冷却机构设置有用于风冷冷却液的风冷机构，所述第一螺杆送料器用于将混合金属渣送入第二螺杆送料器，第二螺杆送料器将冷却后的混合金属渣送入滚筒筛。