CN109500050A - 一种废弃电路板回收再利用制备复合板方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种废弃电路板回收再利用制备复合板方法，通过对废弃电路板进行锡浴拆解、一级粉碎、标准筛筛分、高压静电分选、水力摇床分选、二级粉碎、湿法提纯、铜粉再利用、非金属粉末再利用等一系列处理，能够回收废弃电路板中的铜，并能够利用废弃电路板的基板制备性能良好的复合板，不仅对废弃电路板中有价值的物料进行回收再利用，并减少传统处理所带来的污染，该方法具备良好应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种废弃物的处理方法，特别涉及一种废弃电路板回收再利用制备复合板方法。
背景技术
电子废弃物也被称作电子垃圾，包括各种废旧电脑、通讯设备、电视机和电冰箱等家用电器以及淘汰的精密电子仪器仪表等；20世纪90年代中期以来，电子废弃物被认为是固体废弃物中增长速度最快的一种；最新数据显示，全球电子垃圾的年产量高达4千万吨，并且以2.5%-2.7%的速率增长，估计到2020年的电子垃圾产量将高达1.23千万吨。
废弃电路板是电子垃圾的重要组成部分，有资料表明，废弃电路板占电子垃圾总量的4%左右；世界印刷线路板工业的平均年增长率为8-9%，我国的增长率为14.4%；到目前为止，全球约40%的线路板都在中国生产，中国已经成为全球第二大线路板生产国；在生产印刷电路板过程中将产生大量边角料及1%-2%瑕疵产品废弃电路板作为电子废弃物中的一种，其中蕴含金属的品位是天然矿藏的几十倍甚至几百倍；电路板是玻璃纤维强化树脂和多种金属的混合物，其中金属和非金属紧密结合、分离难，是电子废弃物中最复杂、最难处理的。
目前主要采用破碎分选等物理法回收废弃电路板中的金属，而回收过程中产生的大量非金属粉末末主要进行焚烧、填埋处理或露天堆放，增加了环境负荷及造成环境污染。
废弃电路板中包含上千种物质，其中许多物质都是有毒有害的，有些具有很高的回收价值；因此，电子废弃物的大量产生及回收过程，必将对环境和人类健康造成重大影响；研究废弃电路板回收过程中有毒物质的迁移规律和环境行为，发现主要有三种物质源：（1）电子废弃物中包含的原始物质，（2）回收技术所使用的辅料，（3）原始物质转变产生的副产物；具体包括：填埋产生的渗滤液，拆解产生的颗粒物，焚烧释放的飞灰及残渣，汞齐化、去焊锡及其它焚烧产生的烟雾，拆解、破碎产生的废水，氰化物浸出、其它浸出和汞齐化所产生的废水。
为此，本发明基于废弃资源再利用的原则，根据非金属粉末末的组成、颗粒大小、形状等特性，采用物理再利用的方法，成功地制备了非金属粉末末填充的复合板。
发明内容
废弃电路板中提取出的非金属粉末主要由电路板基板增强材料和树脂粉末组成，其中玻璃纤维具有良好的增强效果，为非金属粉末的填充再利用提供了前提。
本发明的目的是为了解决背景技术而提出的一种废弃电路板回收再利用制备复合板方法，该方法首先通过前处理工序将废弃电路板分离为金属富粉末和非金属粉末，然后将分离出的非金属粉末研磨至粒径200目，与树脂、碳酸钙粉末通过混合、预热、热压成型、脱模制备复合板。
作为本发明更进一步的限定，再利用处理具体为：首先将树脂加热融化后，进行搅拌，搅拌速度为600r/min，搅拌5min形成树脂浆液，至无颗粒状粉末即可；将均匀的树脂浆液倒入预先装入的非金属粉末和碳酸钙粉末的螺杆式混料机中，使非金属粉末与树脂浆液充分接触融合；然后将液压机上、下压头升温至140℃，恒温1h后在液压机上、下压头上均匀涂抹上脱模剂，再将非金属混合料置于液压机上、下压头之间，启动液压机保持恒定温度及恒定压力，模压5min后开模即得固化成型的复合板。
作为本发明更进一步的限定，树脂为聚丙烯树脂，所述非金属粉末的质量百分比含量为10-40%，所述碳酸钙粉末和非金属粉末的总量的质量百分比含量为75%，所述保持恒定温度为140℃，所述恒定压力为6Mpa。
作为本发明更进一步的限定，前处理工序依次采用以下步骤进行，
1）将电子设备上废弃的电路板分批装入电热脱锡炉中，进行脱锡，然后拆除废弃电路板上的电子元器件；
2）将脱锡和拆除后的电路板进行一级粉碎处理；
3）将粉碎后的粉料通过标准筛进行筛选，分选出目数小于16目、16-100目以及大于100目这三种目数的粉末；
4）将目数小于16目的粉末通过高压静电分选，分离出未完全解离颗粒和金属富粉末，同时，将目数在16-100目之间以及大于100目的粉末通过水力摇床进行分选，分离出金属富粉末和非金属粉末；
5）将步骤4）中分离出的未完全解离颗粒进行二级粉碎处理，粉碎后的物料进行步骤3）的标准筛进行筛选；同时，将步骤4）中分离出的金属富粉末进行湿法提纯和铜粉再利用。
作为本发明更进一步的限定，一级粉碎处理选用施力方式主要为劈碎和磨碎的剪切式旋转破碎机，所述二级粉碎处理选用施力方式主要为冲击和磨削的冲击式旋转磨碎机。
作为本发明更进一步的限定，步骤5）中所述的湿法提纯具体为：将金属富粉末在分散剂中配制成浓度为150g/L的浆料，然后按照150g/t的加入量在浆料中加入起泡剂，利用金属和非金属亲水性的差异在浮选机中进行浮选，浮出物质为非金属，留在浮选槽内的物质经清洗、干燥后为纯净的金属富粉末。
作为本发明更进一步的限定，分散剂为无水乙醇，乙二醇中至少一种；所述起泡剂为松醇油、仲辛醇、2号油中至少一种。
作为本发明更进一步的限定，步骤5）中的湿法提纯后的铜粉再利用具体为：将湿法提纯得到的金属富粉末进行球磨至粒度100目以上，在分散剂中配制成浓度为100g/L的浆料，然后在浆料中加入起泡剂、活化剂和捕收剂，在浮选机中进行浮选，浮出物质为铜浮选物，将浮出物进行清洗、干燥后，得到纯净铜粉；将所得的纯净铜粉填充进入制品模具中，并掺杂加入辅助金属粉末，混匀后进行进行模压，将模压好的压坯依序进行低温烧结、高温烧结、制品冷却，即可制得粉末冶金的成品。
作为本发明更进一步的限定，分散剂为无水乙醇、乙二醇中至少一种；所述起泡剂为松醇油、2号油中至少一种；所述活化剂为硫化钠、乙二胺磷酸盐中至少一种；所述捕收剂为煤油。
本发明通过对废弃电路板进行锡浴拆解、一级粉碎、标准筛筛分、高压静电分选、水力摇床分选、二级粉碎、湿法提纯、铜粉再利用、非金属粉末再利用等一系列处理，能够回收废弃电路板中的铜，并能够利用废弃电路板的基板制备性能良好的复合板，不仅对废弃电路板中有价值的物料进行回收再利用，并减少传统处理所带来的污染，该方法具备良好应用前景。
本发明的有益效果是:
1、通过废弃电路板的一系列处理能够实现对基板中材料的分离，获得金属富粉末和非金属粉末，便于后续对基板中金属材料和非金属材料的回收利用。
2、本发明对处理后的金属粉末进行湿法提纯的铜粉的回收率高，铜粉纯度可达96%以上，设备与工艺简单，成本低。
3、本发明通过向非金属粉末中添加多种组分，并通过本发明中的处理工艺能够实现非金属粉末的回收利用，并制备性能良好的复合板。
附图说明
图1是本发明提出的回收再利用电子废弃物的方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明进一步说明。
实施例一
一种废弃电路板回收再利用制备复合板方法，该方法首先通过前处理工序将废弃电路板分离为金属富粉末和非金属粉末，然后将分离出的非金属粉末研磨至粒径200目，与树脂、碳酸钙粉末通过混合、预热、热压成型、脱模制备复合板，其中所述非金属粉末的质量百分比含量为5%，所述碳酸钙粉末和非金属粉末的总量的质量百分比含量为75%。
再利用处理具体为：首先将聚丙烯树脂加热融化后，进行搅拌，搅拌速度为600r/min，搅拌5min形成树脂浆液，至无颗粒状粉末即可；将均匀的树脂浆液倒入预先装入的非金属粉末和碳酸钙粉末的螺杆式混料机中，使非金属粉末与树脂浆液充分接触融合；然后将液压机上、下压头升温至140℃，恒温1h后在液压机上、下压头上均匀涂抹上脱模剂，再将非金属混合料置于液压机上、下压头之间，启动液压机保持140℃的恒定温度及6Mpa的恒定压力，模压5min后开模即得固化成型的复合板。
其中，前处理工序依次采用以下步骤进行，
1）将电子设备上废弃的电路板分批装入电热脱锡炉中，进行脱锡，然后拆除废弃电路板上的电子元器件；
2）将脱锡和拆除后的电路板进行一级粉碎处理；
3）将粉碎后的粉料通过标准筛进行筛选，分选出目数小于16目、16-100目以及大于100目这三种目数的粉末；
4）将目数小于16目的粉末通过高压静电分选，分离出未完全解离颗粒和金属富粉末，同时，将目数在16-100目之间以及大于100目的粉末通过水力摇床进行分选，分离出金属富粉末和非金属粉末；
5）将步骤4）中分离出的未完全解离颗粒进行二级粉碎处理，粉碎后的物料进行步骤3）的标准筛进行筛选；同时，将步骤4）中分离出的金属富粉末进行湿法提纯和铜粉再利用。
其中，一级粉碎处理选用施力方式主要为劈碎和磨碎的剪切式旋转破碎机，所述二级粉碎处理选用施力方式主要为冲击和磨削的冲击式旋转磨碎机。
其中，步骤5）中所述的湿法提纯具体为：将金属富粉末在分散剂中配制成浓度为150g/L的浆料，然后按照150g/t的加入量在浆料中加入起泡剂，利用金属和非金属亲水性的差异在浮选机中进行浮选，浮出物质为非金属，留在浮选槽内的物质经清洗、干燥后为纯净的金属富粉末；分散剂为无水乙醇，乙二醇中至少一种；所述起泡剂为松醇油、仲辛醇、2号油中至少一种。
其中，步骤5）中的湿法提纯后的铜粉再利用具体为：将湿法提纯得到的金属富粉末进行球磨至粒度100目以上，在分散剂中配制成浓度为100g/L的浆料，然后在浆料中加入起泡剂、活化剂和捕收剂，在浮选机中进行浮选，浮出物质为铜浮选物，将浮出物进行清洗、干燥后，得到纯净铜粉；将所得的纯净铜粉填充进入制品模具中，并掺杂加入辅助金属粉末，混匀后进行进行模压，将模压好的压坯依序进行低温烧结、高温烧结、制品冷却，即可制得粉末冶金的成品；分散剂为无水乙醇、乙二醇中至少一种；所述起泡剂为松醇油、2号油中至少一种；所述活化剂为硫化钠、乙二胺磷酸盐中至少一种；所述捕收剂为煤油。
实施例二
一种废弃电路板回收再利用制备复合板方法，该方法首先通过前处理工序将废弃电路板分离为金属富粉末和非金属粉末，然后将分离出的非金属粉末研磨至粒径200目，与树脂、碳酸钙粉末通过混合、预热、热压成型、脱模制备复合板，其中所述非金属粉末的质量百分比含量为20%，所述碳酸钙粉末和非金属粉末的总量的质量百分比含量为75%。
再利用处理具体为：首先将聚丙烯树脂加热融化后，进行搅拌，搅拌速度为600r/min，搅拌5min形成树脂浆液，至无颗粒状粉末即可；将均匀的树脂浆液倒入预先装入的非金属粉末和碳酸钙粉末的螺杆式混料机中，使非金属粉末与树脂浆液充分接触融合；然后将液压机上、下压头升温至140℃，恒温1h后在液压机上、下压头上均匀涂抹上脱模剂，再将非金属混合料置于液压机上、下压头之间，启动液压机保持140℃的恒定温度及6Mpa的恒定压力，模压5min后开模即得固化成型的复合板。
其中，前处理工序与实施一相同。
实施例三
一种废弃电路板回收再利用制备复合板方法，该方法首先通过前处理工序将废弃电路板分离为金属富粉末和非金属粉末，然后将分离出的非金属粉末研磨至粒径200目，与树脂、碳酸钙粉末通过混合、预热、热压成型、脱模制备复合板，其中所述非金属粉末的质量百分比含量为30%，所述碳酸钙粉末和非金属粉末的总量的质量百分比含量为75%。
再利用处理具体为：首先将聚丙烯树脂加热融化后，进行搅拌，搅拌速度为600r/min，搅拌5min形成树脂浆液，至无颗粒状粉末即可；将均匀的树脂浆液倒入预先装入的非金属粉末和碳酸钙粉末的螺杆式混料机中，使非金属粉末与树脂浆液充分接触融合；然后将液压机上、下压头升温至140℃，恒温1h后在液压机上、下压头上均匀涂抹上脱模剂，再将非金属混合料置于液压机上、下压头之间，启动液压机保持140℃的恒定温度及6Mpa的恒定压力，模压5min后开模即得固化成型的复合板。
其中，前处理工序与前述实施一和二相同。
实施例四
一种废弃电路板回收再利用制备复合板方法，该方法首先通过前处理工序将废弃电路板分离为金属富粉末和非金属粉末，然后将分离出的非金属粉末研磨至粒径200目，与树脂、碳酸钙粉末通过混合、预热、热压成型、脱模制备复合板，其中所述非金属粉末的质量百分比含量为40%，所述碳酸钙粉末和非金属粉末的总量的质量百分比含量为75%。
再利用处理具体为：首先将聚丙烯树脂加热融化后，进行搅拌，搅拌速度为600r/min，搅拌5min形成树脂浆液，至无颗粒状粉末即可；将均匀的树脂浆液倒入预先装入的非金属粉末和碳酸钙粉末的螺杆式混料机中，使非金属粉末与树脂浆液充分接触融合；然后将液压机上、下压头升温至140℃，恒温1h后在液压机上、下压头上均匀涂抹上脱模剂，再将非金属混合料置于液压机上、下压头之间，启动液压机保持140℃的恒定温度及6Mpa的恒定压力，模压5min后开模即得固化成型的复合板。
其中，前处理工序与前述实施一至三相同。
对比例
首先将聚丙烯树脂加热融化后，进行搅拌，搅拌速度为600r/min，搅拌5min形成树脂浆液，至无颗粒状粉末即可；将均匀的树脂浆液倒入预先装入的碳酸钙粉末的螺杆式混料机中，使碳酸钙粉末与树脂浆液充分接触融合；然后将液压机上、下压头升温至140℃，恒温1h后在液压机上、下压头上均匀涂抹上脱模剂，再将非金属混合料置于液压机上、下压头之间，启动液压机保持140℃的恒定温度及6Mpa的恒定压力，模压5min后开模即得固化成型的复合板。
通过对实施例一至五制备的复合板的性能进行测试，得出下表1中非金属粉末的不同添加量对复合板性能的影响。
表1 非金属粉末的不同添加量时复合板的各种性能
从表1可以看出，当非金属粉末的粒径为200目（200目的非金属粉末由于粒径较小，有利于组分的均匀分布，不易在板材内部形成缺陷）时，复合板的冲击强度随非金属粉末添加量的增加出现先增强、降低再增强的趋势；但是，当200目的非金属粉末加入过多时，又有可能形成团聚现象。
从表1还可以看出，当粒径为200目的非金属粉末的添加量为20%时，复合板冲击强度最好，为6.3KJ/m2，这主要因为粒径为200目的非金属粉末的加入量为20%时，复合板的各组分混合比较均匀，不容易发生团聚使得复合板的抗冲击性能较好。
洛氏硬度是反映材料在外力作用下抵抗不可恢复变形的能力，非金属粉末的添加量对复合板的洛氏硬度的影响从表1可以看出，粒径为200目的非金属粉末制备的复合板的洛氏硬度受添加量变化的影响较小，这主要因为复合板中填料的小颗粒较少，混合料容易形成孔洞，板材不致密、硬度低。
综合比较不同加入量的复合板的各个性能，20%非金属粉末的加入量的复合板具有比较好的机械性能，其性能满足市场应用的要求。
从上述性能的对比可以看出，通过对废弃电路板进行锡浴拆解、一级粉碎、标准筛筛分、高压静电分选、水力摇床分选、二级粉碎、湿法提纯、铜粉再利用、非金属粉末再利用等一系列处理，能够处理后的金属粉末进行湿法提纯的铜粉的回收率高，铜粉纯度可达96%以上，设备与工艺简单，成本低；并能够利用废弃电路板的基板制备性能良好的复合板，不仅对废弃电路板中有价值的物料进行回收再利用，并减少传统处理所带来的污染，该方法具备良好应用前景。
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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种废弃电路板回收再利用制备复合板方法，其特征在于，首先通过前处理工序将废弃电路板分离为金属富粉末和非金属粉末，然后将分离出的非金属粉末研磨至粒径200目，与树脂、碳酸钙粉末通过混合、预热、热压成型、脱模制备复合板。
2.根据权利要求1所述的一种废弃电路板回收再利用制备复合板方法，其特征在于：所述再利用处理具体为：首先将树脂加热融化后，进行搅拌，搅拌速度为600r/min，搅拌5min形成树脂浆液，至无颗粒状粉末即可；将均匀的树脂浆液倒入预先装入的非金属粉末和碳酸钙粉末的螺杆式混料机中，使非金属粉末与树脂浆液充分接触融合；然后将液压机上、下压头升温至140℃，恒温1h后在液压机上、下压头上均匀涂抹上脱模剂，再将非金属混合料置于液压机上、下压头之间，启动液压机保持恒定温度及恒定压力，模压5min后开模即得固化成型的复合板。
3.根据权利要求2所述的一种废弃电路板回收再利用制备复合板方法，其特征在于：所述树脂为聚丙烯树脂，所述非金属粉末的质量百分比含量为10-40%，所述碳酸钙粉末和非金属粉末的总量的质量百分比含量为75%，所述保持恒定温度为140℃，所述恒定压力为6Mpa。
4.根据权利要求1所述的一种废弃电路板回收再利用制备复合板方法，其特征在于：所述前处理工序依次采用以下步骤进行，
1）将电子设备上废弃的电路板分批装入电热脱锡炉中，进行脱锡，然后拆除废弃电路板上的电子元器件；
2）将脱锡和拆除后的电路板进行一级粉碎处理；
3）将粉碎后的粉料通过标准筛进行筛选，分选出目数小于16目、16-100目以及大于100目这三种目数的粉末；
4）将目数小于16目的粉末通过高压静电分选，分离出未完全解离颗粒和金属富粉末，同时，将目数在16-100目之间以及大于100目的粉末通过水力摇床进行分选，分离出金属富粉末和非金属粉末；
5）将步骤4）中分离出的未完全解离颗粒进行二级粉碎处理，粉碎后的物料进行步骤3）的标准筛进行筛选；同时，将步骤4）中分离出的金属富粉末进行湿法提纯和铜粉再利用。
5.根据权利要求4所述的一种废弃电路板回收再利用制备复合板方法，其特征在于：所述一级粉碎处理选用施力方式主要为劈碎和磨碎的剪切式旋转破碎机，所述二级粉碎处理选用施力方式主要为冲击和磨削的冲击式旋转磨碎机。
6.根据权利要求4所述的一种废弃电路板回收再利用制备复合板方法，其特征在于：所述步骤5）中所述的湿法提纯具体为：将金属富粉末在分散剂中配制成浓度为150g/L的浆料，然后按照150g/t的加入量在浆料中加入起泡剂，利用金属和非金属亲水性的差异在浮选机中进行浮选，浮出物质为非金属，留在浮选槽内的物质经清洗、干燥后为纯净的金属富粉末。
7.根据权利要求6所述的一种废弃电路板回收再利用制备复合板方法，其特征在于：所述分散剂为无水乙醇，乙二醇中至少一种；所述起泡剂为松醇油、仲辛醇、2号油中至少一种。
8.根据权利要求4所述的一种废弃电路板回收再利用制备复合板方法，其特征在于：所述步骤5）中的湿法提纯后的铜粉再利用具体为：将湿法提纯得到的金属富粉末进行球磨至粒度100目以上，在分散剂中配制成浓度为100g/L的浆料，然后在浆料中加入起泡剂、活化剂和捕收剂，在浮选机中进行浮选，浮出物质为铜浮选物，将浮出物进行清洗、干燥后，得到纯净铜粉；将所得的纯净铜粉填充进入制品模具中，并掺杂加入辅助金属粉末，混匀后进行进行模压，将模压好的压坯依序进行低温烧结、高温烧结、制品冷却，即可制得粉末冶金的成品。
9.根据权利要求8所述的一种废弃电路板回收再利用制备复合板方法，其特征在于：所述分散剂为无水乙醇、乙二醇中至少一种；所述起泡剂为松醇油、2号油中至少一种；所述活化剂为硫化钠、乙二胺磷酸盐中至少一种；所述捕收剂为煤油。
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