CN113969353A - 电子元件支撑板的废料处理方法及处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子元件支撑板的废料处理设备，包括原料破碎装置、输送装置、沸腾炉、余热锅炉、急冷塔和除尘器；原料破碎装置用于将电子元件支撑板破碎为预设颗粒度；原料破碎装置与沸腾炉连接；沸腾炉包括风机、炉膛和次燃室，炉膛与次燃室相邻且连通；炉膛的炉底包括至少一个斜坡，斜坡上设有多个进风口，炉膛的每个炉壁上均设有多个进风口，风机与进风口连通；沸腾炉的炉尾与余热锅炉连接；余热锅炉与急冷塔连接；急冷塔与除尘器连接；输送装置用于将废料处理设备中的物料按照预设顺序在废料处理设备中转运。本发明提供的电子元件支撑板的废料处理设备能够对PCB进行无害化减量处理，对环境的影响较小，另外还可实现对能源的充分利用。

Description

电子元件支撑板的废料处理方法及处理设备

技术领域

本发明涉及电子垃圾处理技术领域，更具体地，涉及一种电子元件支撑板的废料处理方法及处理设备。

背景技术

PCB(printed circuit board)即印制线路板，简称印制板，是电子工业的重要部件之一。几乎每种电子设备，小到电子手表，大到计算机服务器，只要有由电子元件组成的集成电路，为使各个电子元件之间实现电气互连，都要使用 PCB。PCB通常由绝缘底板、连接导线和装配焊接电子元件的焊盘组成，具有导电线路和绝缘底板的双重作用。印制线路板的组成原材料包括金属铜。由于铜的成本越来越高，对PCB中铜的回收也更加具有经济意义。

现有的PCB废料处理工艺会产生大量的废水、废气和固体废物，后续的提取处理也比较麻烦，例如在对PCB进行焚烧处理的过程中就很容易生成二噁英这样的有害物质。

发明内容

基于此，为解决上述提到的至少一个问题，本发明申请提出了一种电子元件支撑板的废料处理方法及处理设备。

第一个方面，本发明申请提供了一种电子元件支撑板的废料处理设备，包括原料破碎装置、输送装置、沸腾炉、余热锅炉、急冷塔和除尘器；

所述原料破碎装置用于将电子元件支撑板破碎为预设颗粒度；

所述原料破碎装置与所述沸腾炉连接；

所述沸腾炉包括风机、炉膛和次燃室，所述炉膛与所述次燃室相邻且连通；所述炉膛的炉底包括至少一个斜坡，所述斜坡上设有多个进风口，所述炉膛的每个炉壁上均设有多个进风口，所述风机与所述进风口连通；

所述沸腾炉的炉尾与所述余热锅炉连接；所述余热锅炉与所述急冷塔连接；所述急冷塔与所述除尘器连接；

所述输送装置用于将所述废料处理设备中的物料按照预设顺序在所述废料处理设备中转运。

在第一个方面的某些实现方式中，所述沸腾炉还包括冷却室、沉降室、摄像机、温度探头和压力探头；

所述冷却室远离所述炉膛并与所述次燃室相邻以及连通设置，所述沉降室与所述冷却室相邻且相互连通；所述炉膛、所述次燃室和所述沉降室中均设置有所述温度探头；所述炉膛内设置有两个所述压力探头，用于监控所述炉膛的内外气压；所述摄像机设置在所述炉膛内；

所述冷却室和所述沉降室的底部均设置有出灰口。

结合第一个方面和上述实现方式，在第一个方面的某些实现方式中，所述风机包括第一风机和第二风机；

所述第一风机与所述进风口连通；

所述第二风机分别与所述炉膛和所述次燃室的底部连接。

结合第一个方面和上述实现方式，在第一个方面的某些实现方式中，所述次燃室与所述炉膛连通的连通位置在所述次燃室的内腔顶部；所述冷却室的内腔侧壁上设有相对的第一连通口和第二连通口，所述冷却室与所述次燃室通过所述第一连通口连通，所述冷却室与所述沉降室通过所述第二连通口连通。

结合第一个方面和上述实现方式，在第一个方面的某些实现方式中，所述输送装置包括磁选部；所述磁选部设置在所述原料破碎装置的出料口处。

第二个方面，本申请提供了一种电子元件支撑板的废料处理方法，采用如本发明申请第一个方面描述的电子元件支撑板的废料处理设备，包括如下步骤：

将电子元件支撑板破碎至具有预设颗粒度的电子元件支撑板原料，并通过所述输送装置输入到所述沸腾炉内；

将所述电子元件支撑板原料加热分解，生成含铜烟气；

将所述含铜烟气依次输入所述余热锅炉和所述急冷塔，生成冷却后含铜烟气；

将所述冷却后含铜烟气输入所述除尘器，得到含铜烟尘。

在第二个方面的某些实现方式中，所述将所述电子元件支撑板原料加热分解，生成含铜烟气的步骤，包括：

将所述电子元件支撑板原料加热至800℃～1000℃，并燃烧第一预设时间，得到第一烟气混合料；

将所述第一烟气混合料在900℃～1100℃下燃烧第二预设时间，得到第二烟气；

将所述第二烟气冷却至800℃～900℃，得到所述含铜烟气。

结合第二个方面和上述实现方式，在第二个方面的某些实现方式中，所述生成冷却后含铜烟气的步骤，包括：

将所述含铜烟气以150℃/s～200℃/s的冷却速率冷却至温度低于250℃。

结合第二个方面和上述实现方式，在第二个方面的某些实现方式中，所述生成含铜烟气之后，将所述含铜烟气依次输入所述余热锅炉和所述急冷塔之前，包括：对所述含铜烟气进行脱硝处理。

结合第二个方面和上述实现方式，在第二个方面的某些实现方式中，所述得到含铜烟尘的步骤之后，还包括：

将所述除尘器输出的剩余烟气输入脱硫塔，所述脱硫塔用于去除所述剩余烟气中的二氧化硫和酸性气体。

相比于现有技术，本发明申请提供的方案至少具有以下有益技术效果：

本发明申请提供的电子元件支撑板的废料处理方法以及处理设备能够通过经过改造的沸腾炉将电子元件支撑板充分转化为含有金银铜等贵金属的固体物，处理过程中有害物质生成的含量很低，能够对PCB进行无害化减量处理，对环境的影响较小，另外还可通过余热锅炉进行热值回收利用，实现对能源的充分利用。

本发明申请附加的方面和优点将在后续部分中给出，并将从后续的描述中详细得到理解，或通过对本发明的具体实施了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本发明申请一个实施例中提供的电子元件支撑板的废料处理设备的平面结构剖视示意图；

图2为本发明申请一个实施例中提供的沸腾炉的炉膛俯视结构示意图；

图3为本发明申请一个实施例中提供的电子元件支撑板的废料处理方法的方法流程示意图；

图4为本发明申请一个实施例中提供的将电子元件支撑板原料加热分解，生成含铜烟气的方法流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，操作的序号如100、200等，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

随着电子产品的更新换代，电子废物也越来越多，处理电子废物需要耗费大量的人力物力。以前对电子废物，例如电路板的处理通常采用湿法处理，即通过化学试剂将电路板腐蚀，对产生的溶液进行金属提炼，从而获取其中的贵金属。然而，这种方式一方面需要人工挑拣，对工人的健康产生恶劣影响，另一方面，该方法所用到的化学试剂通常都是强酸强碱，具有腐蚀性和毒性，很容易因为泄露或者胡乱排放而对环境产生破坏作用。

本发明申请提供的电子元件支撑板的废料处理方法及处理设备，旨在解决现有技术的如上技术问题。下面以具体的实施例对本发明的技术方案以及该技术方案如何解决上述的技术问题进行详细说明。

本发明申请第一个方面的实施例提供了一种电子元件支撑板的废料处理设备，如图1和图2所示，包括原料破碎装置(图中未示出)、输送装置(图中未示出)、沸腾炉、余热锅炉(图中未示出)、急冷塔(图中未示出)和除尘器(图中未示出)。其中，原料破碎装置用于将电子元件支撑板破碎为预设颗粒度。原料破碎装置与沸腾炉连接；沸腾炉包括风机50、炉膛10和次燃室20，炉膛10与次燃室20相邻且连通；炉膛10的炉底包括至少一个斜坡12，斜坡12上设有多个进风口13，炉膛10的每个炉壁 11上均设有多个进风口13，风机50与进风口13连通；沸腾炉的炉尾与余热锅炉连接；余热锅炉与急冷塔连接；急冷塔与除尘器连接；输送装置用于将废料处理设备中的物料按照预设顺序在废料处理设备中转运。

本发明申请提供的电子元件支撑板的处理设备所包括的沸腾炉经改造，在炉膛10的炉底设置多个斜坡12，并且在斜坡12上以及炉壁11上设置多个进风口13，能够通过改造后的沸腾炉将电子元件支撑板充分转化为含有金银铜等贵金属的固体物，处理过程中有害物质生成的含量很低，能够对PCB进行无害化减量处理，对环境的影响较小，另外还可通过余热锅炉进行热值回收利用，实现对能源的充分利用。

原料破碎装置可选用普通的破碎机，通过一次或多次对电子元件支撑板，例如PCB板进行剪切、挤压，形成粒度均匀的原材料。当然，也可以将在PCB板上进行钻孔获得的碎屑收集起来，加入到原材料当中。结合工艺成本的考虑，原材料的最大形状尺寸可以是4～8mm(毫米)。

可选的，在本申请第一个方面实施例的某些实现方式中，输送装置包括磁选部(图中未示出)；磁选部设置在原料破碎装置的出料口处。输送装置用于运送处理设备中的物料，这些物料经过多台分设备处理，状态可能各不相同，因此输送装置具体包括的内容也可能包括多种，其中一种是用于对原材料进行粗选的磁选部。PCB板中可能存在铁磁质的材料，通过磁选部将其挑选出来，能够避免这些材料对后续的处理造成干扰，确保产品的处理效率。

就具体而言，输送装置可以有磁选部、圆盘给料机、密封绞龙和耐温管道等。这些装置分别在电子元件支撑板的处理设备的特定位置装备，具体细节将在后续说明中提及。

可选的，在本申请第一方面实施例的某些实现方式中，如图1所示，沸腾炉还包括冷却室30、沉降室40、摄像机(图中未示出)、温度探头(图中未示出)和压力探头(图中未示出)。

冷却室30远离炉膛10并与次燃室20相邻以及连通设置，沉降室40 与冷却室30相邻且相互连通；炉膛10、次燃室20和沉降室40中均设置有温度探头；炉膛10内设置有两个压力探头，用于监控炉膛10的内外气压；摄像机设置在炉膛10内。冷却室30和沉降室40的底部均设置有出灰口，具体为第一出灰口32和第二出灰口42。

沸腾炉是一种经过改造的卧式沸腾炉，包括燃烧室(具体包括炉膛10 和次燃室20)、冷却室30和沉降室40几大部分，并且还相应设置有配套设备，例如风机50和各类传感器。沸腾炉中物料的流动方向是，原材料经过输送装置送入到沸腾炉内，经过处理后进入到次燃炉内进一步处理，再进入到冷却室30，最后到达沉降室40。由于沸腾炉各个部分都需要进行相应的温度控制，因此在各个部分当中都设置有相对独立的温度探头，这些温度探头都能够耐高温和耐腐蚀，确保正常工作以及工作寿命。炉膛10内设置的压力探头，一个在炉膛10内，一个在炉膛10外，分别监控炉膛10 内外的气压，例如其中一个作用是，确保炉膛10内的压力小于炉膛10外的压力，保证空气进入炉膛10。

另外，在炉膛10内设置的摄像机，该摄像机具体选用高温摄像机，也即能够耐受高温的摄像设备。通过摄像机，能够观察炉膛10内的反应状态，使得操作人员能够根据炉膛10内的情况及时调整处理参数。例如，可通过摄像头观察炉膛10内部的燃烧状况、进风口13情况以及结焦情况等。

可选的，在第一个方面实施例的某些实现方式中，如图1所示，风机 50包括第一风机51和第二风机52；第一风机51与进风口13连通；第二风机52分别与炉膛10和次燃室20的底部连接。通过该第一风机51，也可具体采用鼓风机，分别通过通风管53与炉膛10内的进风口13连通，一方面可将空气通过鼓风机50送入到炉膛10的各个部位处。如图1和图2 所示，其中进风口13包括斜坡12上的进风口13，也包括炉膛10的四壁上的进风口13。另外一方面，通过这些进风口13能够冷却和吹扫斜坡12 与炉壁11，防止炉膛10内部原材料因为堆积在炉膛10底部或炉膛10四壁上而结焦，也就避免了因为结焦发生的炉膛10难以清理，以及炉膛10 内反应不充分，最后导致废料处理效率低下的问题。

第二风机52可以视为补风机，该补风机分别连通炉膛10与次燃室20，分别向这两个部位补充空气，确保物料分别在炉膛10和次燃室20中充分反应。

可选的，在本申请第一个方面实施例的某些实现方式中，如图1所示，次燃室20与炉膛10连通的连通位置在次燃室20的内腔顶部；冷却室30 的内腔侧壁上设有相对的第一连通口31和第二连通口41，冷却室30与次燃室20通过第一连通口31连通，冷却室30与沉降室40通过第二连通口 41连通。

次燃室20与炉膛10连通的连通位置高于冷却室30与沉降室40连通的连通位置，能够保证沸腾炉内物料(包括固体和气体)首先从炉膛10到达次燃室20，再进入到冷却室30和沉降室40当中。并且沉降室40与冷却室30的温度最为接近，且温度低于沸腾炉和次燃炉，冷却室30与沉降室40的作用也较为类似，因此，第一连通口31与第二连通口41的高度相近，二者相对，使得容易下沉的物料能够在这两个部分中沉降下来并被收集。

基于同一发明构思，本申请第二个方面的实施例提供了一种电子元件支撑板的废料处理方法，该方法是采用如本发明申请第一个方面描述的电子元件支撑板的废料处理设备实现，如图3所示，包括如下步骤：

S100：将电子元件支撑板破碎至具有预设颗粒度的电子元件支撑板原料，并通过输送装置输入到沸腾炉内。

S200：将电子元件支撑板原料加热分解，生成含铜烟气。

S300：将含铜烟气依次输入余热锅炉和急冷塔，生成冷却后含铜烟气；

S400：将冷却后含铜烟气输入除尘器，得到含铜烟尘。

本发明申请提供的电子元件支撑板的废料处理方法通过本申请提供的处理设备，能够通过经过改造的沸腾炉将电子元件支撑板充分转化为含有金银铜等贵金属的固体物，处理过程中有害物质生成的含量很低，能够对PCB进行无害化减量处理，对环境的影响较小，另外还可通过余热锅炉进行热值回收利用，实现对能源的充分利用。

首先电子元件支撑板如PCB板被破碎到一定的尺寸，以便于后续充分地且较为容易地得到反应处理。将PCB板破碎后送入到沸腾炉内，具体可经过磁选装置的初步处理，去除其中的铁磁性物质，这些物质可能会影响后续的PCB板充分燃烧。由于沸腾炉的炉底并非平底，而是包括多片斜坡 12，并且斜坡12上设置有进风口13，粉碎的PCB板能够充分在炉膛10 内运动，而非累积堆叠。

经过S200，电子元件支撑板转化为飞灰以及气体，这些物质当中含有铜元素，甚至包括银元素、金元素或铂元素等贵金属元素。转化成的含铜烟气的温度较高，为充分利用，需要将其输入到余热锅炉当中，通过余热锅炉吸收这些热量，以供有关用热单位使用，对热值进行回收，降低生产能耗。从余热锅炉中输出的含铜烟气的温度大幅度下降，但还需进一步降低，因此通过急冷塔处理，生成冷却后的含铜烟气。冷却后的含铜烟气就能够通过除尘器收集，得到含铜烟气。这些含铜烟气可作为贵金属的生产原材料，待后续的提取处理。

可选的，在本申请第二个方面实施例的某些实现方式中，S200将电子元件支撑板原料加热分解，生成含铜烟气的步骤，如图4所示，包括：

S210：将电子元件支撑板原料加热至800℃～1000℃，并燃烧第一预设时间，得到第一烟气混合料。

S220：将第一烟气混合料在900℃～1100℃下燃烧第二预设时间，得到第二烟气。

S230：将第二烟气冷却至800℃～900℃，得到含铜烟气。

炉膛10内，电子元件支撑板原料被加热至800℃～1000℃，在该温度环境下，物料会高温分解甚至燃烧，然后可使其燃烧一分钟左右就进入到次燃室20当中进行更充分的燃烧。该阶段中，温度为900℃～1100℃，相较于在炉膛10中更高。由于进入炉膛10内的是固态物料，而进入到次燃室20中则含有更细小的固态物料以及气态物料，因此能够更充分地燃烧。燃烧后，将得到的第二烟气送入到冷却室30和沉降室40当中，得到含铜烟气。

结合第二个方面和上述实现方式，在第二个方面的某些实现方式中，生成冷却后含铜烟气的步骤，包括：将含铜烟气以150℃/s～200℃/s的冷却速率冷却至温度低于250℃。含铜烟气从余热锅炉出来后进入到急冷塔，温度会从550℃左右在2s内降到250℃左右(例如200℃)，能够有效避免二噁英的合成。并且，还可以在急冷塔中喷入石灰水，吸收少量的二噁英，以及中和酸性气体，进一步降低对环境的危害。

可选的，结合第二个方面和上述实现方式，在本申请第二个方面实施例的某些实现方式中，生成含铜烟气之后，将含铜烟气依次输入余热锅炉和急冷塔之前，包括：对含铜烟气进行脱硝处理。例如，从沸腾炉中输出的含铜烟气会经过烟气管道输入到余热锅炉，而在烟气轨道中可使用SNCR 脱硝技术进行脱硝处理，例如喷入尿素，使得烟气中的NOx转换成N₂，实现含铜烟气中的气体达标排放。

可选的，在本发明申请第二个方面实施例的另一些实现方式中，得到含铜烟尘的步骤之后，还包括：将除尘器输出的剩余烟气输入脱硫塔，脱硫塔用于去除剩余烟气中的二氧化硫和酸性气体。在除尘器的尾部烟气出口处可设置引风机50，通过引风机50，将净化后的烟气送至脱硫塔中除去二氧化硫和酸性气体，再由脱硫塔尾部的风机50将净化后的烟气送至烟囱排放，能够进一步确保处理后废物的无害化排放。

本技术领域技术人员可以理解，本申请中术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种电子元件支撑板的废料处理设备，其特征在于，包括原料破碎装置、输送装置、沸腾炉、余热锅炉、急冷塔和除尘器；

所述原料破碎装置用于将电子元件支撑板破碎为预设颗粒度；

所述原料破碎装置与所述沸腾炉连接；

所述沸腾炉包括风机、炉膛和次燃室，所述炉膛与所述次燃室相邻且连通；所述炉膛的炉底包括至少一个斜坡，所述斜坡上设有多个进风口，所述炉膛的每个炉壁上均设有多个进风口，所述风机与所述进风口连通；

所述沸腾炉的炉尾与所述余热锅炉连接；所述余热锅炉与所述急冷塔连接；所述急冷塔与所述除尘器连接；

所述输送装置用于将所述废料处理设备中的物料按照预设顺序在所述废料处理设备中转运。

2.根据权利要求1所述的废料处理设备，其特征在于，所述沸腾炉还包括冷却室、沉降室、摄像机、温度探头和压力探头；

所述冷却室远离所述炉膛并与所述次燃室相邻以及连通设置，所述沉降室与所述冷却室相邻且相互连通；所述炉膛、所述次燃室和所述沉降室中均设置有所述温度探头；所述炉膛内设置有两个所述压力探头，用于监控所述炉膛的内外气压；所述摄像机设置在所述炉膛内；

所述冷却室和所述沉降室的底部均设置有出灰口。

3.根据权利要求2所述的废料处理设备，其特征在于，所述风机包括第一风机和第二风机；

所述第一风机与所述进风口连通；

所述第二风机分别与所述炉膛和所述次燃室的底部连接。

4.根据权利要求2所述的废料处理设备，其特征在于，所述次燃室与所述炉膛连通的连通位置在所述次燃室的内腔顶部；所述冷却室的内腔侧壁上设有相对的第一连通口和第二连通口，所述冷却室与所述次燃室通过所述第一连通口连通，所述冷却室与所述沉降室通过所述第二连通口连通。

5.根据权利要求1所述的废料处理设备，其特征在于，所述输送装置包括磁选部；所述磁选部设置在所述原料破碎装置的出料口处。

6.一种电子元件支撑板的废料处理方法，其特征在于，采用如权利要求1～5中任一项所述的电子元件支撑板的废料处理设备，包括如下步骤：

将电子元件支撑板破碎至具有预设颗粒度的电子元件支撑板原料，并通过所述输送装置输入到所述沸腾炉内；

将所述电子元件支撑板原料加热分解，生成含铜烟气；

将所述含铜烟气依次输入所述余热锅炉和所述急冷塔，生成冷却后含铜烟气；

将所述冷却后含铜烟气输入所述除尘器，得到含铜烟尘。

7.根据权利要求6所述的废料处理方法，其特征在于，所述将所述电子元件支撑板原料加热分解，生成含铜烟气的步骤，包括：

将所述电子元件支撑板原料加热至800℃～1000℃，并燃烧第一预设时间，得到第一烟气混合料；

将所述第一烟气混合料在900℃～1100℃下燃烧第二预设时间，得到第二烟气；

将所述第二烟气冷却至800℃～900℃，得到所述含铜烟气。

8.根据权利要求6所述的废料处理方法，其特征在于，所述生成冷却后含铜烟气的步骤，包括：

将所述含铜烟气以150℃/s～200℃/s的冷却速率冷却至温度低于250℃。

9.根据权利要求6所述的废料处理方法，其特征在于，所述生成含铜烟气之后，将所述含铜烟气依次输入所述余热锅炉和所述急冷塔之前，包括：对所述含铜烟气进行脱硝处理。

10.根据权利要求6所述的废料处理方法，其特征在于，所述得到含铜烟尘的步骤之后，还包括：

将所述除尘器输出的剩余烟气输入脱硫塔，所述脱硫塔用于去除所述剩余烟气中的二氧化硫和酸性气体。

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