CN112981109A

CN112981109A - 一种废旧印刷电路板的处理方法

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Publication number: CN112981109A
Application number: CN202110172809.2A
Authority: CN
Inventors: 周立杰; 刘风华; 李云玉; 赵海; 邹结富; 施建龙; 黄文�
Original assignee: CECEP Engineering Technology Research Institute Co Ltd
Current assignee: CECEP Engineering Technology Research Institute Co Ltd
Priority date: 2021-02-08
Filing date: 2021-02-08
Publication date: 2021-06-18

Abstract

本发明提供一种废旧印刷电路板的处理方法，所述方法包括：将废旧印刷电路板与富氧空气进行自热熔炼，得炉渣和粗铜，所述炉渣为Al₂O₃‑FeO‑SiO₂‑CaO系渣型，其中FeO/Al₂O₃＝1.3‑1.6，CaO/SiO₂＝0.6‑0.9，CaO/Al₂O₃＝0.9‑1.1，Al₂O₃<16％。本发明方法在实现铜的高回收率的同时，Au、Ag、Pd、Pt贵金属在粗铜中有较高的捕获率，可实现Cu、Au、Ag、Pd、Pt有价金属的回收利用，同时该方法无需热解废旧印刷电路板含有的塑料，可实现无黑烟逸出，且在熔炼过程中无需燃料和还原剂，实现自热熔炼，具有广泛的工业应用前景。

Description

一种废旧印刷电路板的处理方法

技术领域

本发明涉及电子废弃物处理技术领域，尤其涉及一种废旧印刷电路板的处理方法。

背景技术

印刷电路板是按预先设计好的印刷线路图和印刷元器件，以及两者相结合而形成的导电图形，主要包括电路板基板、电容器、电阻、集成芯片等电子元器件。废旧印刷电路板一般含有20-40％的塑料、25-35％的难熔氧化物和30-40％的金属。

所含的金属中，除Cu(10-25％)外，还包括Au(3-200g/t)、Ag(50-1000g/t)、Pd(1-50g/t)、Pt(5-100g/t)等贵金属。在自然界中的矿产资源日趋减少的情况下，寻求合理有效的方法对废旧印刷电路板中的铜及贵金属进行科学、合理、规范的回收有着重要的意义。

现有技术中采用熔池熔炼技术处理废旧印刷电路板的报道较多，例如相关技术通过对线路板进行热解，所得热解残渣与富氧空气进行侧吹熔炼，该方法所得粗铜的含铜率高，且铜回收率高，但是该方法未涉及贵金属的回收处理。同时该方法的热解工序产生的热解油为危险废物，需要特殊处理，并且热解后的残碳不能提供自热熔炼所需要的热量，需要额外补充燃料，能耗和处理成本较高。

因此，废旧印刷电路板的处理方法仍需研究。

发明内容

本发明提供一种废旧印刷电路板的处理方法。该方法在实现铜的高回收率的同时，Au、Ag、Pd、Pt贵金属在粗铜中有较高的捕获率，可实现Cu、Au、Ag、Pd、Pt有价金属的回收利用，同时该方法无需热解废旧印刷电路板含有的塑料，可实现无黑烟逸出，且在熔炼过程中无需燃料和还原剂，实现自热熔炼，具有广泛的工业应用前景。

在本发明的实施方式中，提供一种废旧印刷电路板的处理方法，所述方法包括：将废旧印刷电路板与富氧空气进行自热熔炼，得炉渣和粗铜；所述炉渣为Al₂O₃-FeO-SiO₂-CaO系渣型，其中FeO/Al₂O₃＝1.3-1.6，CaO/SiO₂＝0.6-0.9，CaO/Al₂O₃＝0.9-1.1，Al₂O₃<16％。

进一步地，所述自热熔炼的温度为1100-1250℃，时间为2-8h。

进一步地，所述富氧空气的氧浓度为25-35％。

进一步地，所述富氧空气的鼓风量为1000-1500m³/h。

进一步地，所述自热熔炼在顶吹熔池熔炼炉中进行。

进一步地，所述废旧印刷电路板在进行所述自热熔炼之前，先破碎成粒度为20-30mm的粉末。

进一步地，所述方法包括：将废旧印刷电路板与氧浓度为25-35％、鼓风量为1000-1500m³/h的富氧空气在顶吹熔池熔炼炉中于1100-1250℃自热熔炼2-8h，得炉渣和粗铜，所述炉渣为Al₂O₃-FeO-SiO₂-CaO系渣型，其中FeO/Al₂O₃＝1.3-1.6，CaO/SiO₂＝0.6-0.9，CaO/Al₂O₃＝0.9-1.1，Al₂O₃<16％。

本发明提供的一种废旧印刷电路板的处理方法，具有如下有益效果：

(1)本发明通过改变废旧印刷电路板与熔剂的配比以改变炉渣的渣型及组成，在筛选的特定炉渣下进行熔炼时，炉渣的粘度低，流动性好，渣相与金属熔体有效分离，Cu与贵金属呈合金态流出得到粗铜，且铜液对贵金属具有良好的捕集作用，Cu综合回收率大于98％，Au、Ag、Pd、Pt捕集率均大于96％、渣率低于55％，所得粗铜进一步经精炼、电解等步骤可分离铜和贵金属，实现有价金属的高效回收。

(2)本发明在对废旧印刷电路板的组份特征进行研究的基础上，通过调控进料量、鼓风量、含氧量，合理控制炉内气氛，废旧印刷电路板的塑料组分在不经热解处理的前提下，可实现无黑烟逸出，同时塑料燃烧时可替代部分燃油和还原剂，熔炼过程中无需另外添加燃料和还原剂，真正实现自热熔炼，本发明以低成本实现废旧印刷电路板的全组分的综合资源利用，具有广泛的工业应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的废旧印刷电路板的处理方法的流程示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1

本实施例提出一种废旧印刷电路板的处理方法，参照图1，该方法包括以下步骤：

S1、采用破碎机将废旧印刷电路板破碎成粒度为20-30mm的粉末，并对废旧印刷电路板中金属元素含量进行检测，根据本发明筛选的炉渣渣型及组成，即Al₂O₃-FeO-SiO₂-CaO系渣型，其中，FeO/Al₂O₃＝1.3-1.6，CaO/SiO₂＝0.6-0.9，CaO/Al₂O₃＝0.9-1.1，Al₂O₃<16％，选择合适的熔剂进行配料，熔剂一般包括CaO、SiO₂、Fe₂O₃。

S2、将破碎后的粉末、熔剂投入顶吹熔池熔炼炉中，同时通入富含氧气进行熔炼。其中，熔炼温度为1100-1250℃，时间为2-8h，富氧空气的氧浓度为25-35％，鼓风量为1000-1500m³/h。在上述条件下，熔炼过程中不需要额外补充燃料和还原剂，实现自热熔炼，且烟气量小。同时造渣反应更充分，炉渣粘度更低，渣相与金属熔体的分离效果更好，有价金属回收率更高。

S3、熔炼结束后，炉渣从排渣口放出，经水碎后形成水碎渣；Cu、Au、Ag、Pd、Pt等金属熔化成液体形成粗铜从炉底放出，浇铸成粗铜锭；烟气出炉后经过二次燃烧脱除烟灰中含有的二噁英、在余热回收工序中回收热量的同时脱除烟灰中部分灰尘、布袋除尘器继续脱除烟灰中的部分灰尘、烟气脱酸除去烟灰中的酸性气体，如HBr、HCl、烟气脱水，得到洁净烟气排空。

实施例2

某批回收的废旧印刷电路板的主要成分如表1。

表1

成分	Cu	Au(g/t)	Ag(g/t)	Pd(g/t)	Pt(g/t)	SiO<sub>2</sub>	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	CaO	MgO
										w/％	21.89	132	426.00	19.00	25	23.64	5.8	8.81	0.13

按照以下方法对其进行处理：

(1)采用破碎机将废旧印刷电路板破碎成粒度为20-30mm的粉末；

(2)将废旧印刷电路板粉末与石灰、石英进行配料，加入顶吹熔池熔炼炉内，在氧浓度为30％、鼓风量为1200m³/h的富氧空气下，于1200℃自热熔炼5h，得炉渣、粗铜和烟气。经检测，炉渣为Al₂O₃-FeO-SiO₂-CaO系渣型，其中，FeO/Al₂O₃(质量比)＝1.32，CaO/SiO₂(质量比)＝0.75，CaO/Al₂O₃(质量比)＝0.94，Al₂O₃(质量分数)15.5％；炼渣的粘度为0.78Pa·s。

(3)炉渣经水碎得到水碎渣；粗铜经铸锭得到粗铜锭；烟气依次经二次燃烧、余热回收、布袋除尘器除尘、烟气脱酸、烟气脱水，得到洁净烟气。

所得粗铜中，铜综合回收率为98％，Au、Ag、Pd、Pt捕集率分别为97.23％、96.85％、96.56％、96.45％；渣率为54.2％；洁净烟气中二噁英浓度为0.11ng-TEQ/Nm3。

实施例3

本实施例的废旧印刷电路板的处理方法与实施例2的区别在于：自热熔炼工艺不同。

在氧浓度为35％、鼓风量为1300m³/h的富氧空气下，于1150℃自热熔炼6h，得炉渣、粗铜和烟气。经检测，炉渣为Al₂O₃-FeO-SiO₂-CaO系渣型，其中，FeO/Al₂O₃(质量比)＝1.46，CaO/SiO₂(质量比)＝0.87，CaO/Al₂O₃(质量比)＝1.05，Al₂O₃(质量分数)14.2％；炉渣粘度为0.80Pa·s。

所得粗铜中，铜综合回收率为98.44％，Au、Ag、Pd、Pt捕集率分别为97.68％、96.47％、96.82％、97.32％；渣率为53.2％；洁净烟气中二噁英浓度为0.087ng-TEQ/Nm3。

实施例4

在氧浓度为25％、鼓风量为1100m³/h的富氧空气下，于1100℃自热熔炼5h，得炉渣、粗铜和烟气。经检测，炉渣为Al₂O₃-FeO-SiO₂-CaO系渣型，其中，FeO/Al₂O₃(质量比)＝1.52，CaO/SiO₂(质量比)＝0.85，CaO/Al₂O₃(质量比)＝1.0，Al₂O₃(质量分数)15.0％；炉渣粘度为0.62Pa·s。

所得粗铜中，铜综合回收率为98.96％，Au、Ag、Pd、Pt捕集率分别为97.96％、97.89％、97.83％、98.38％；渣率为51.7％；洁净烟气中二噁英浓度为0.079ng-TEQ/Nm3。

对比例1

本对比例的废旧印刷电路板的处理方法与实施例2的区别在于：自热熔炼工艺不同。

在氧浓度为25％、鼓风量为1200m³/h的富氧空气下，于1000℃自热熔炼6h，得炉渣、粗铜和烟气。经检测，炉渣为Al₂O₃-FeO-SiO₂-CaO系渣型，其中，FeO/Al₂O₃(质量比)＝0.95，CaO/SiO₂(质量比)＝0.68，CaO/Al₂O₃(质量比)＝0.52，Al₂O₃(质量分数)19.1％；炉渣粘度为1.28Pa·s。

所得粗铜中，铜综合回收率为88.24％，Au、Ag、Pd、Pt捕集率分别为87.13％、86.97％、86.22％、87.04％；渣率为68.9％；洁净烟气中二噁英浓度为0.088ng-TEQ/Nm3。

对比例2

在氧浓度为50％、鼓风量为1000m³/h的富氧空气下，于1100℃自热熔炼1.5h，得到炉渣、粗铜和烟气。经检测，炉渣为Al₂O₃-FeO-SiO₂-CaO系渣型，其中，FeO/Al₂O₃(质量比)＝0.98，CaO/SiO₂(质量比)＝0.83，Al₂O₃/SiO₂(质量比)＝0.45，Fe₂O₃(质量分数)20％；炉渣粘度为1.18Pa·s。

所得粗铜中，铜综合回收率为89.24％，Au、Ag、Pd、Pt捕集率分别为85.43％、84.92％、86.12％、86.24％；渣率为69.8％；洁净烟气中二噁英浓度为0.093ng-TEQ/Nm³。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种废旧印刷电路板的处理方法，其特征在于，所述方法包括：将废旧印刷电路板与富氧空气进行自热熔炼，得炉渣和粗铜，所述炉渣为Al₂O₃-FeO-SiO₂-CaO系渣型，其中FeO/Al₂O₃＝1.3-1.6，CaO/SiO₂＝0.6-0.9，CaO/Al₂O₃＝0.9-1.1，Al₂O₃<16％。

2.根据权利要求1所述的废旧印刷电路板的处理方法，其特征在于，所述自热熔炼的温度为1100-1250℃，时间为2-8h。

3.根据权利要求1或2所述的废旧印刷电路板的处理方法，其特征在于，所述富氧空气的氧浓度为25-35％。

4.根据权利要求3所述的废旧印刷电路板的处理方法，其特征在于，所述富氧空气的鼓风量为1000-1500m³/h。

5.根据权利要求1所述的废旧印刷电路板的处理方法，其特征在于，所述自热熔炼在顶吹熔池熔炼炉中进行。

6.根据权利要求1所述的废旧印刷电路板的处理方法，其特征在于，所述废旧印刷电路板在进行所述自热熔炼之前，先破碎成粒度为20-30mm的粉末。

7.根据权利要求1-6任一项所述的废旧印刷电路板的处理方法，其特征在于，所述方法包括：

将废旧印刷电路板与氧浓度为25-35％、鼓风量为1000-1500m³/h的富氧空气在顶吹熔池熔炼炉中于1100-1250℃自热熔炼2-8h，得炉渣和粗铜，所述炉渣为Al₂O₃-FeO-SiO₂-CaO系渣型，其中FeO/Al₂O₃＝1.3-1.6，CaO/SiO₂＝0.6-0.9，CaO/Al₂O₃＝0.9-1.1，Al₂O₃<16％。