CN1120053C - 废印刷电路板的粉碎分离回收工艺及其所用设备 - Google Patents
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Abstract
一种废印刷电路板的粉碎分离回收工艺及其设备。本发明的废印刷电路板的粉碎分离回收工艺包括先把片状印刷电路板粉碎成碎料，再进一步细粉碎，在细粉碎的同时，粉末状出料通过风选，把非金属粉先分离出，把金属与非金属混合粉由空气分离器进行分离，把粗粉返回细粉碎机继续粉碎。本发明的废印刷电路板的粉碎分离回收工艺充分利用了玻璃纤维和金属的材料不同的特性，即玻璃纤维相对金属而言，具有脆性和比重小的特点，铜则具有较大的韧性和比重大的特点，而将二者分离，本工艺及设备科学合理，简单易行，变废为宝，无污染，分离效果特别好，回收彻底。
Description
本发明涉及一种处理回收工艺，特别是一种通过机械破碎和空气分离的方法处理和回收废印刷电路板(包括裁切边框)中的金属与非金属材料的粉碎分离回收系统。
在印刷电路板的生产中，总会产生报废品和裁切边框，如作为垃圾处理，将会对环保产生影响。由于印刷电路板含有金属与非金属材料，其中金属主要是紫铜，它们都具有被再利用的价值。现有的处理方法有两种，一种是化学处理，把非金属腐蚀掉，金属铜反应成硫酸铜等，另一种是用烧的方法，把非金属烧掉，来提取铜，这二种方法都会对环境产生严重的污染。
本发明的目的是提供一种根据玻璃纤维和金属铜的材料特性，采用机械粉碎和空气分离的方法处理和回收废印刷电路板中的金属与非金属材料的工艺。
本发明的另一个目的是提供一种上述处理和回收废印刷电路板中的金属与非金属材料的工艺使用的设备。
本发明的废印刷电路板的粉碎分离回收工艺包括将先由粗粉碎机把片状印刷电路板粉碎成碎料，再由细粉碎机把该碎料进一步粉碎成粉末状的细粉碎的同时，粉末状出料被分成三部分，第一部分是通过一次风选，把50目-200目以细的非金属粉先分离出，该部分粉占总量的20％-70％，第二部分是把已剥离的20目-200目的金属与非金属混合粉由空气分离器进行分离，第三部分是把20目-40目以粗的粉料自动返回细粉碎机继续粉碎；已剥离的金属与非金属混合粉由空气分离器进行分离，把金属粉与非金属粉分离并回收。
所述初粉碎机的作用是首先将片状废印刷电路板破碎成较小的碎料，该初破碎机工作原理是，通过高速旋转的动刀与静刀对印刷电路板产生剪切、挤压和撞击的作用，可使该废板破碎成0.5-5cm的碎料。
所述细破碎机的作用是将上述碎料再次破碎成粉末，该细粉碎机也是通过高速旋转的动刀与静刀对碎料的剪切、摩擦与撞击作用致使其破碎成粉末；该细粉碎机还可以具有风选和返回粗料的作用(该作用通过风机实现)，通过风选，使约20％-70％的、粒度在50-200目的非金属粉先被分离出，使粒度在20-200目的、已完全剥离的金属与非金属混合粉送到空气分离器进行分离，颗粒大于20-40目的粉料再返回细粉碎机重新破碎。
所述空气分离器的作用是将粉末状物料进行分离，该空气分离器的工作原理是，先由振动筛把混合粉按粒度从粗到细分成若干个粒度段，该粒度段分得越多，金属与非金属就分离得越纯，然后通过控制风量，根据金属与非金属比重差异大的特点，对每段用不同的均匀可控风量的空气把比重轻的非金属分离出，留下纯的金属粉，从而达到分离金属粉和非金属粉的目的。
本发明的废印刷电路板的粉碎分离回收工艺所用设备包括粗粉碎机、细粉碎机、空气分离器、旋风分离器和布袋除尘器。
其中，所述粗粉碎机的结构包括一个机壳，机壳内的旋转轴，固定于旋转轴上并与之一起旋转的动刀固定架，所述动刀固定架的边缘设有动刀，所述机壳上设有静刀，动刀与静刀是相互相嵌的，且动刀面与静刀面的间隙可调，在动刀固定架的下方设有与机壳固定连接的孔板，在机壳上方设有进料口，在机壳下方设有出料口。
所述细粉碎机的结构包括一个机壳，机壳中央设有横向旋转轴，旋转轴上露在机壳外两旁的轴上均设有带轴承的轴承座，旋转轴的一顶端设有飞轮，另一端设有皮带轮，轴承座一旁的机壳上设有进料口，在机壳内靠近进料口的一边设有动刀架，在机壳上与动刀对应位置上设有静刀，在动刀架另一边的旋转轴上还依次设置有可沿轴向移动的斜风刀以及风叶和出料口。
所述空气分离器上部为混合粉料仓，进料器的进口与混合粉料仓的出口相连接，进料器的出口与振动筛的进料口相连接，振动筛固定于主支架上，振动筛上设有2-8层不同目数的筛网、筛网从上到下逐渐变细，构成不同的粒度段，每个不同粒度段的出口分别与一个空气分离筒的进料口相连接，每个空气分离筒的上方的侧出料口又分别与主管道相连通，是非金属粉与空气的出口，在每个侧出料口与主管道相连的管道中均装有一蝶阀，空气分离筒进料口的下部有一个分离区，分离区下面有个曲面扩大段，扩大段下部有一个直段，在直段内装有二层20目左右的网，直段的下部的筒壁上开有小孔，小孔直径为Ф5mm-Ф15mm，直段的外部有一个风量调节板，可作上下滑动。
所述空气分离器上的分离区下面也可以直接是一个直段，在直段内装有二层20目左右的网，直段的下部在筒壁上开有小孔，小孔直径为Ф5mm-Ф15mm，直段的外部有一个风量调节板，可作上下滑动。
本发明的废印刷电路板的粉碎分离回收工艺充分利用了玻璃纤维和金属的材料特性的特点，即玻璃纤维相对金属而言，具有脆性和比重小的特点，铜则具有较大的韧性和比重大的特点，而将二者分离，本工艺及设备科学合理，筒单易行，变废为宝，无污染，分离效果特别好，回收彻底。
下面结合附图及实施例进一步描述本发明。
附图1为本发明中粗粉碎机结构示意图；
附图2为本发明的中细粉碎机结构示意图；
附图3为本发明中细粉碎分离系统结构示意图；
附图4为本发明中空气分离系统结构示意图；
附图5为附图4的空气分离器的A向视图；
附图6为附图5的空气分离筒的稳流段结构示意图；
附图7为本发明的废印刷电路板的粉碎分离回收系统示意图；
其中标号1为机壳，2为动刀，3为动刀固定架，4为旋转轴，5为静刀，6为孔板，7为进料口，8为粗粉碎机出料口，9为飞轮，10为斜风刀，11为风叶，12为轴承，13为轴承座，14为分离室，15为出料管，16为回料管，17为细粉碎机，18为混合粉出口，19为旋风分离器，20为100目以细非金属粉出口，21为脉冲布袋除尘器，22为风机，23为余气出口，24为30目网，25为细粉碎机进料口，26为风帽，27为管道，28为皮带轮，29为混合粉料仓，30为进料器，31为振动筛，32为空气分离筒，33为金属粉出口，34为非金属粉出口，35为主管道，36为振动筛出料口，37为40目网，38为50目网，39为60目网，40为主支架，41为30-40目混合粉入口，42为40-50目混合粉入口，43为50-60目混合粉入口，44为60-100目混合粉入口，45为非金属粉与空气出口，46为分离区，47为栅网，48为风量调节板，49为孔板，50为蝶阀，51为细粉碎机出料口。
实施例
一种废印刷电路板的粉碎分离回收工艺(如图7所示)，它包括：由粗粉碎机将片状废印刷电路板破碎成2cm以细的碎料，再由细粉碎机将碎料进一步粉碎成粉末状，通过一次风选，使20-60％、颗粒小于100目的非金属粉先分离出，已剥离的金属粉与非金属粉的混合粉(约30目-100目)将送入空气分离器进行分离，大于30目的粉返回细粉碎机继续粉碎；在空气分离器中，由振动筛把混合粉按粒度从粗到细分成四个粒度段，即30目-40目、40目-50目，50目-60目、60目-100目，分别送入四个独立的空气分离筒，用对应的，均匀的可控风量(四个分离筒中分离区的风速分别为30-70/秒、16-45米/秒、11-31米/秒和10-17米/秒)，把非金属粉分离出，金属粉自然落下被收集。
本实施例所用的粗粉碎机结构如图1所示，粗粉碎机主要包括：动刀、静刀、动刀固定架、旋转轴、孔板、机壳、进口和出口等部件，其中动刀2固定于动刀固定架3上，动刀固定架又与旋转轴4紧连接，并与旋转轴一起作旋转运动；静刀5固定于机壳1上，动刀面与静刀而是相互相嵌的(如图1中A向视图所示)，动刀面与静刀面之间的间隙约为1-3mm可调；孔板6是由很多个直径为Ф2cm的通孔所组成的，位于动刀固定架的下部，与机壳固连在一起。片状印刷电路板从进料口7进入后，由于动刀的高速旋转，动刀与静刀对片状印刷电路板产生剪切、挤压和撞击作用，致使其破碎，直到破碎到2cm以细后，通过孔板小孔掉下，从出料口8排出。
本实施例所用的细粉碎机结构如图2和图3所示，它主要包括：飞轮、进料口、静刀、动刀、动刀架、斜风刀、风叶、机壳、旋转轴、细粉碎机、出料口、轴承座、轴承、分离室、出料管、风帽、回料管、30目-100目混合粉出口、旋风分离器、100目以细非金属粉出口、脉冲布袋除尘器、风机、30目网、细粉碎机进料口、管道等，其中动刀2用螺栓固定于动刀架3上，动刀架固定于旋转轴4上，并与旋转轴一起作高速旋转运动；静刀5固定于机壳1上；动刀与静刀的刀面做成波纹状的，动刀面与静刀面的间隙约为1-3mm；斜风刀10固连于旋转轴上，并可沿轴向移动，经调节斜风刀与机壳内斜面的间隙，该间隙可在1mm到20mm之间调节；风叶11为矩形平板，固连于旋转轴上；飞轮9固连于旋转轴上；旋转轴通过轴承12可以作高速旋转运动，轴承固定于轴承座13中，轴承座固定在机壳上。出料管15直径约为Ф80mm-Ф150mm之间，固定在机壳上，出料管的顶部有一风帽26，由三根Ф10mm长100mm的钢柱固定于出料管上(如图3所示)；分离室14固定于出料管上；回料管16的直径为Ф100mm-Ф200mm之间，一端通分离室底部，另一端通细粉碎机进料口25；30目网24固连于回料管的中间，当粉料从分离室流入回料管后，粉料从30目网上通过，30目以细的粉料就会通过网孔，从混合粉出口18出来，30目以粗的粉料则回到细粉碎机中继续破碎；通过管道27把分离室、旋风分离器19、脉冲布袋除尘器21和风机22等相连接(如图3所示)；2cm以细的碎料由细粉碎机进料口25进入，通过高速旋转的动刀与静刀对碎料的摩擦、剪切、挤压等作用，致使其进一步破碎，斜风刀、风叶和风机产生的风量(风量约为1-5m3/sec)可以控制出料颗粒的尺寸，粉碎后的粉料由出料管出来，在风机引风量的作用下，100目以细的非金属粉通过管道由旋风分离器和布袋除尘器收集，100目以粗的粉料则从分离室的底部从回料管中出来，30目以细的粉从网孔中掉下，从混合粉出口出来，将由后续空气分离器进行分离，30目以粗的粉料则回到细粉碎机进料口继续破碎。
本实施例所用的空气分离器的结构示意图如图4、图5和图6所示，它主要包括：混合粉料仓、进料器、振动筛、空气分离筒、金属粉出口、管道、旋风分离器、非金属粉、布袋除尘器、风机、振动筛四个不同粒径段的出口、40目网、50目网、60目网、30目-40目混合粉入口、40目-50目混合粉入口、50目-60目混合粉入口、60目-100目混合粉入口、非金属粉与空气出口、分离区、栅网、风量调节板、孔板、金属粉、蝶阀、主支架等部件，其中混合粉料仓29固定于主支架40上，进料器30的进口与混合粉料仓的出口相连接，进料器的出口与振动筛31的进料口相连接；振动筛固定在主支架上，振动筛的四个不同粒度段的出口分别与四个空气分离筒32的进料口相连接；四个空气分离筒又独立与主管道35相通，空气分离筒的进料口下部有一个分离区46，分离区下面有个曲面扩大段，扩大段下部有一个直段，在直段内有二层20目的棚网47，栅网固定于分离筒上，在直段下部的筒壁上有一段通孔区域-孔板49，通孔直径为Ф5mm-Ф15mm，直段的外部有一个风量调节板48，可作上下滑动，空气分离筒固定在主支架上，其非金属粉与空气出口与主管道相连通；主管道又与旋风分离器19、布袋除尘器21和风机22相连通；如图4所示，当30目-100目混合粉进入混合粉料仓，由进料器控制进入振动筛的粉料量，振动筛把混合粉分成四个粒度段，即30目-40目、40目-50目、50目-60目、60目-100目，这四个粒度段的混合粉则从振动筛四个不同的出料口(41，42，43，44)分别出来，并分别进入四个独立的空气分离筒，由风机、蝶阀和风量调节板根据四个不同风量(风速风别为30-70料/秒、16-45米/秒、11-31米/秒和10-17米/秒)的要求，在不同的分离筒中由非金属粉与空气出口45把非金属粉分离出，由旋风分离器和布袋除尘器收集，金属粉则自然下落，由金属粉出口33排出并被收集。
Claims (10)
1、一种废印刷电路板的粉碎分离回收工艺，其特征是本发明的废印刷电路板的粉碎分离回收工艺包括将先由粗粉碎机把片状印刷电路板粉碎成碎料，再由细粉碎机把该碎料进一步粉碎成粉末状，在细粉碎的同时，粉末状出料被分成三部分，第一部分是通过一次风选，把50目-200目以细的非金属粉先分离出，该部分粉占总量的20％-70％，第二部分是把已剥离的20目-200目的金属与非金属混合粉由空气分离器进行分离，第三部分是把20目-40目以粗的粉料自动返回细粉碎机继续粉碎；已剥离的金属与非金属混合粉由空气分离器进行分离，把金属粉与非金属粉分离并回收。
2、如权利要求1所述的工艺，其特征是所述初破碎机使废板破碎成0.5-5cm的碎料。
3、如权利要求1所述的工艺，其特征是所述细破碎机将上述碎料再次破碎成粉末，经过风选，使20％-70％的、粒度在50-200目以细的非金属粉被分离出，使粒度在20-200目的、已完全剥离的金属与非金属混合粉送到空气分离器进行分离，颗粒大于20-40目的粉料再返回细粉碎机重新破碎。
4、如权利要求1所述的工艺，其特征是所述空气分离器将粉末状物料按粒度从粗到细分成若干个粒度段，然后在每个粒度段用不同的控制风量把比重轻的非金属粉分离出，留下纯的金属粉。
5、如权利要求4所述的工艺，其特征是所述空气分离器将粉末状物料按粒度分成4个粒度段，即30目-40目、40目-50目、50目-60目、60目-100目，然后在每个粒度段对应用四个不同风速30-70/秒、16-45米/秒、11-31米/秒和10-17米/秒，在不同的分离筒中将非金属粉与金属粉分离并收集。
6、一种废印刷电路板的粉碎分离回收工艺所用设备，其特征是包括粗粉碎机、细粉碎机、空气分离器、旋风分离器和布袋除尘器；其中：粗粉碎机把片状的废印刷电路板粉碎成0.5-5cm的碎料，通过输送装置与细粉碎机的进口相连接，使碎料进入细料碎机进一步粉碎，并通过细粉碎机的二个出口送出，第一个出口是把粉碎后得到的50目-200目以细的非金属粉通过与第一组旋风分离器和布袋除尘器的进口相连接而被收集；第二个出口是把粉碎后得到的已剥离的20目-200目的金属粉和非金属粉混合粉通过另一输送装置被送到空气分离器，由空气分离器通过第一组旋风分离器和布袋分离器的引风把金属粉与非金属粉分离，金属由空气分离器的空气分离筒的出口出来并被收集，非金属粉由第二组旋风分离器和布袋除尘器收集。
7、如权利要求6所述的设备，其特征是所述粗粉碎机的结构包括一个机壳，机壳内的旋转轴，固定于旋转轴上并与之一起旋转的动刀固定架，所述动刀固定架的边缘设有动刀，所述机壳上设有静刀，动刀与静刀是相互相嵌的，且动刀面与静刀面的间隙可调，在动刀固定架的下方设有与机壳固定连接的孔板，在机壳上方设有进料口，在机壳下方设有出料口。
8、如权利要求6所述的设备，其特征是所述细粉碎机的结构包括一个机壳，机壳中央设有横向旋转轴，旋转轴上露在机壳外两旁的轴上均设有带轴承的轴承座，旋转轴的一顶端设有飞轮，另一端设有皮带轮，轴承座一旁的机壳上设有进料口，在机壳内靠近进料口的一边设有动刀架，在机壳上与动刀对应位置上设有静刀，在动刀架另一边的旋转轴上还依次设置有可沿轴向移动的斜风刀以及风叶和出料口。
9、如权利要求6所述的设备，其特征是所述空气分离器上部为混合粉料仓，进料器的进口与混合粉料仓的出口相连接，进料器的出口与振动筛的进料口相连接，振动筛固定于主支架上，振动筛上设有2-8层不同目数的筛网、筛网从上到下逐渐变细，构成不同的粒度段，每个不同粒度段的出口分别与一个空气分离筒的进料口相连接，每个空气分离筒的上方的侧出料口又分别与主管道相连通，是非金属粉与空气的出口，在每个侧出料口与主管道相连的管道中均装有一蝶阀，空气分离筒进料口的下部有一个分离区，分离区下面有个曲面扩大段，扩大段下部有一个直段，在直段内装有二层20目的栅网，直段的下部的筒壁上开有小孔，小孔直径为Ф5mm-Ф15mm，直段的外部有一个风量调节板，可作上下滑动。
10、如权利要求9所述的设备，其特征是所述空气分离器上的分离区下面是一个直段，在直段内装有二层20目的网，直段的下部的筒壁上开有小孔，小孔直径Ф5mm-Ф15mm，直段的外部有一个风量调节板，可作上下滑动。
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