TW201400623A - 含貴金屬物質的再利用方法及設備 - Google Patents

Abstract

本發明提供了一種含貴金屬物質的再利用方法及設備，包括汙泥混合碳屑，經過乾燥去除水分形成乾汙泥的第一前處理步驟，將含電路板及連接線的第一混合物料經粉碎形成第二混合物料的第二前處理步驟，將乾汙泥及第二混合物料混合並加入固化材料及銅粉進行混拌形成製磚原料的混拌步驟，將製磚原料進行混凝攪拌、灌模、擠壓等過程將製磚原料製成第一廢棄物磚的製磚步驟，將第一廢棄物磚乾燥固化形成第二廢棄物磚之乾燥固化步驟，以及將第二廢棄物磚進行熔煉產出玻璃渣及金屬的熔煉步驟。藉由這些步驟及設備，達到金屬物質回收再利用之目的。

Description

含貴金屬物質的再利用方法及設備

本發明係有關於一種含貴金屬物質的再利用方法及設備，特別是有關於一種含貴金屬廢棄物的再利用方法及設備。

由於電子資訊產業之蓬勃發展，使得汰舊換新之電子資訊廢棄物暴增(製造廠之呆滯料、不良品、下腳料亦然)，然而這些電子資訊產品(如各類電腦之主機、監視器、印表機、鍵盤等週邊產品及行動電話等)之控制線路及基板的接點部份，尤其是按鍵開關、各式ON-OFF零件等，為確保零件之耐久性及穩定性，其接點多使用銀(Ag)、白金(鉑Pt)、鈀金(Pd)、黃金(Au)等貴金屬，因此善加處理此些廢棄物，不但可減少環境負擔，再利用其上所含之貴金屬，亦得到可觀的價值回收。

一般的電子廢料再利用流程，如圖1所示，包含以下步驟：步驟102為電子廢料收集程序，為收集電腦、電器電路板、資訊產品連接線等電子廢料；步驟104為拆解、分類程序，以人工以及零組件拆卸機具進行拆解分類；步驟106為零組件回收程序，將單一材質的零組件回收；步驟108為貴金屬回收程序；步驟110為粉碎、分選程序，係將剩餘含銅PC板等零組件進行粉碎及分選處理程序。

其中，步驟108的貴金屬回收程序中，現有製程如圖2所示，步驟202為剝離貴金屬程序，在溶解槽中將鍍有貴金屬層先以剝離劑剝離溶解，直到剝離劑中含有飽和的貴金屬離子；步驟204為搬運程序，係將含有飽和貴金屬離子的剝離劑移出溶解槽，通常是盛裝於容器中置放，再將容器中的剝離劑倒入電解槽中，進入步驟206電解析出程序，以電解析出貴金屬。

然而，現有的貴金屬回收方法，於步驟202的剝離貴金屬程序時，需要耗費數天才能使剝離劑充分飽和，步驟206的電解析出程序也要耗費數天，因此現有的貴金屬回收方法有著耗時的最大缺點；此外，步驟204的搬運程序，需要以人力將溶解槽中含有飽和的貴金屬離子之剝離劑移出溶解槽並盛裝於容器中置放，再將容器中的剝離劑倒入電解槽中進行步驟206的電解析出程序，此等工程實在耗費不少人力；更值得一提的是，在現有的貴金屬回收方法中，剝離劑達到飽和便停止作用，移出溶解槽之後就難以再回收利用，一般最常用的剝離劑是高毒性的氰化鉀溶液，若是不能重複使用，不但成本高昂，對環境也有很大傷害。

為克服上述缺點，本發明提供一種含貴金屬物質的再利用方法，包含以下步驟：第一前處理步驟，將含有銅、鎳之汙泥，混合碳屑，經過乾燥及焙燒過程，去除水分及結晶水以形成乾汙泥；第二前處理步驟，將含有電路板及連接線的第一混合物料，經過粉碎過程形成第二混合物料；混拌步驟，將第一前處理步驟之乾汙泥及第二前處理步驟之第二混合物料混合，並加入固化材料及銅粉，進行混拌達均勻狀態，形成製磚原料；製磚步驟，將混拌步驟之製磚原料，以人工或機械方式進行混凝攪拌、灌模、擠壓等過程，將製磚原料製成第一廢棄物磚；乾燥固化步驟，將製磚步驟的第一廢棄物磚自然乾燥固化，以形成第二廢棄物磚；熔煉步驟，將乾燥固化步驟之第二廢棄物磚進行熔煉，產出玻璃渣及金屬。

因此本發明之主要目的在於提供一種含貴金屬物質的再利用方法，由於本方法包含第一前處理步驟、第二前處理步驟、混拌步驟、製磚步驟、乾燥固化步驟及熔煉步驟，與現有之貴金屬回收方法之步驟相異，本含貴金屬物質的再利用方法相較於其他現有方法，能使整個貴金屬物質的再利用流程之作用時間大幅縮短，進一步讓整個含貴金屬物質的再利用更具效率。

本發明之再一目的在於提供一種含貴金屬物質的再利用方法，由於本含貴金屬物質的再利用方法不需將溶解槽中含有飽和的貴金屬離子之剝離劑移出溶解槽並盛裝於容器中置放，再將容器中的剝離劑倒入電解槽中進行電解析出程序，因此不需付出相對額外的人力，進一步節省作業之成本。

本發明之又一目的在於提供一種含貴金屬物質的再利用方法，由於本含貴金屬物質的再利用方法不需使用具有高毒性的剝離劑，不僅節省原料成本，更進一步減少對環境的汙染。

本發明亦提供一種含貴金屬物質的再利用設備，包含第一乾燥設備、粉碎設備、混拌設備、製磚設備、第二乾燥設備及熔煉設備。其中，第一乾燥設備用以將含銅、鎳之汙泥，經混合碳屑後，進行乾燥及焙燒程序，去除水分及結晶水形成乾汙泥；粉碎設備用以將含電路板及連接線的第一混合物料經過粉碎程序形成第二混合物料；混拌設備用以將乾燥設備所處理過之乾汙泥及粉碎設備所處理過之第二混合物料混合，並加入固化材料及銅粉，進行混拌達均勻狀態後形成製磚原料；製磚設備用以將混拌設備所產生之製磚原料，進行混凝攪拌、灌模、擠壓等過程製成第一廢棄物磚；第二乾燥設備具有乾燥區，乾燥區用以將第一廢棄物磚進行自然乾燥固化，藉以形成具有抗壓強度之第二廢棄物磚；熔煉設備用以將第二廢棄物磚進行熔煉，產出玻璃渣及金屬，藉此達到金屬再利用之目的。

因此本發明之主要目的在於提供一種含貴金屬物質的再利用設備，由於本含貴金屬物質的再利用設備包含第一乾燥設備、粉碎設備、混拌設備、製磚設備、第二乾燥設備及熔煉設備，與其他現有之貴金屬回收設備組成相異，本含貴金屬物質的再利用設備相較於其他現有的含貴金屬物質再利用設備，在貴金屬物質的再利用流程上，能使整個作用的時間大幅縮短，進一步讓整個含貴金屬物質的再利用程序更具效率。

本發明之再一目的在於提供一種含貴金屬物質的再利用設備，由於本含貴金屬物質的再利用設備與現有的含貴金屬物質的再利用設備相異，並無如現有設備之溶解槽、電解槽設備，故不需如現有作法將溶解槽中含有飽和的貴金屬離子之剝離劑移出溶解槽並盛裝於容器中置放，再將容器中的剝離劑倒入電解槽中進行電解析出程序，因此不需付出相對額外的人力，進一步節省作業之成本。

本發明之又一目的在於提供一種含貴金屬物質的再利用設備，由於本含貴金屬物質的再利用設備不需使用具有高毒性的剝離劑，不僅節省原料成本，更進一步減少對環境的汙染。

由於本發明主要係揭露一種含貴金屬物質的再利用方法及設備，其中所提及之乾燥、焙燒、混拌、冶煉等相關步驟，已為相關技術領域具有通常知識者所能明瞭，故以下文中之說明，不再作完整描述。同時，以下文中所對照之圖式，係表達與本發明特徵有關之結構示意，並未亦不需要依據實際尺寸完整繪製，合先敘明。

請參考圖3，為本發明提出之一種含貴金屬物質的再利用方法之流程圖。如圖3所示，本發明提出一種含貴金屬物質的再利用方法，包含第一前處理步驟402、第二前處理步驟502、混拌步驟602、製磚步驟702、乾燥固化步驟802及熔煉步驟902。請參考圖4，為本發明提出之一種含貴金屬物質的再利用方法第一前處理步驟402之流程圖，在第一前處理步驟402中，將含銅、鎳之汙泥，混合碳屑，經過乾燥程序及焙燒程序，去除存在於汙泥及碳屑中的水分及結晶水，形成乾汙泥。請參考圖5，為本發明提出之一種含貴金屬物質的再利用方法第二前處理步驟502流程圖，在第二前處理步驟502中，將任何含有電腦、電器之電路板及資訊產品連接線的第一混合物料，經過粉碎步驟504進行物理粉碎成為顆粒狀態，使第一混合物料形成粒徑介於10mm至30mm的第二混合物料。請參考圖6，為本發明提出之一種含貴金屬物質的再利用方法混拌步驟602流程圖，在混拌步驟602中，將第一前處理步驟402完成後所生成之乾汙泥，及第二前處理步驟502作用後之第二混合物料混合，並另外加入固化材料及銅粉，將乾汙泥、第二混合物料、固化材料及銅粉進行混合攪拌達均勻狀態，形成製磚原料，其中，第二混合物料於製磚原料中之含量百分比係介於15%至30%，銅粉於製磚原料中之含量百分比係介於25%至35%，固化材料於製磚原料中之含量百分比係介於5%至10%，且固化材料包含石灰、水泥、水玻璃及固化劑中的任一種材料，但不以此加以限定。請再參考圖3，經混拌步驟602後所產生之製磚原料具有潮濕且可塑性高之物理特性，再將製磚原料以人工徒手或搭配機具、機械輔助等方式進行混凝、攪拌、灌模、擠壓等程序，將製磚原料製成具有抗壓強度之第一廢棄物磚，第一廢棄物磚之大小、形狀在此並不特別加以限定，此等製磚過程係為製磚步驟702。在完成製磚步驟702製成第一廢棄物磚後，緊接進入第一廢棄物磚的乾燥固化步驟802，此乾燥固化步驟802係將第一廢棄物磚置於陰涼處採自然乾燥固化，亦可以任何乾燥設備進行加熱乾燥程序，在此，乾燥固化的方法並不特別加以限定。經乾燥固化步驟802後之第一廢棄物磚即成為第二廢棄物磚，將所形成之第二廢棄物磚進一步於熔煉爐或鼓風爐中進行熔煉步驟902，將經乾燥固化步驟802所產生的第二廢棄物磚進行高溫攝氏一千三百度的熔煉、冶煉，於熔煉步驟902中，第二廢棄物磚受熱後不斷的升溫，第二廢棄物磚之溫度達到熔點後熔化成液態，熔煉步驟902中包覆於第二廢棄物磚內的電路板、連接線等物質的有機成分則因高溫而產生裂解，高分子碳鏈裂解成小分子，最後於第二廢棄物磚熔融崩解時釋放出來，隨之在熔煉爐或鼓風爐中迅速燃燒，由於不易完全燃燒之高分子有機化合物已裂解成小分子有機化合物，因此由高分子碳鏈裂解成的小分子可被迅速完全的燃燒。另外，於熔煉爐或鼓風爐後端亦可設置集塵器、除酸器、脫硫器等空氣污染防治設備，處理熔煉爐或鼓風爐因燃燒而產生之廢氣，使整個熔煉過程所產生的廢氣達到排放標準，進而降低汙染物的生成。

由於經由熔煉步驟902對第二廢棄物磚進行高溫熔煉，當第二廢棄物磚於熔煉時在熔煉爐或鼓風爐中形成液態熔融狀態，其第二廢棄物磚內的汙泥、電路板、連接線等所含的金屬成分會因比重較大而沉積於熔煉爐或鼓風爐底部，比重較小的玻璃渣會懸浮於熔煉爐或鼓風爐的上部，如此分離出第二廢棄物磚中經熔融後所產出的玻璃渣及金屬，不僅使有害廢棄物轉化成為穩定之玻璃渣，同時可冶煉出第二廢棄物磚內所含的銅、鎳、鉑等貴金屬資源，不僅解決廢料問題，亦達到貴金屬回收再利用之目的。

請參考圖7，為本發明提出之一種含貴金屬物質的再利用設備方塊圖。如圖7所示，本發明提出一種含貴金屬物質的再利用設備包含用來去除水分及結晶水的第一乾燥設備21、利用物理粉碎原理來粉碎物料的粉碎設備22、用來混合攪拌的混拌設備23、用來製磚成形的製磚設備24、用來乾燥固化的第二乾燥設備25及用來熔融冶煉的熔煉設備26。第一乾燥設備21用以將含銅、鎳之汙泥與碳屑混合後，進行乾燥及焙燒，藉以去除汙泥與碳屑中所存在之水分及結晶水，經第一乾燥設備21乾燥後形成乾汙泥。粉碎設備22用以將任何含有電腦、電器之電路板及資訊產品連接線之第一混合物料，進行物理粉碎動作粉碎成為顆粒狀態，使第一混合物料形成粒徑介於10mm至30mm的第二混合物料。混拌設備23用以將第一乾燥設備21處理過所生成之乾汙泥及粉碎設備22粉碎過之第二混合物料攪拌混合，並另外加入固化材料及銅粉，將乾汙泥、第二混合物料、固化材料及銅粉進行混合攪拌達均勻狀態，混拌後形成製磚原料，其中，第二混合物料於製磚原料中之含量百分比係介於15%至30%，銅粉於製磚原料中之含量百分比係介於25%至35%，固化材料於製磚原料中之含量百分比係介於5%至10%，且固化材料包含石灰、水泥、水玻璃及固化劑中的任一種材料，但不以此加以限定。經混拌設備23混合攪拌後之製磚原料，具有潮濕且可塑性高之物理特性，再以製磚設備24將製磚原料進行混凝、攪拌、灌模、擠壓等過程，使製磚原料形成具有抗壓強度之第一廢棄物磚，第一廢棄物磚之大小、形狀在此並不特別加以限定。第二乾燥設備25具有乾燥區，第二乾燥設備25將製磚設備24所製作成形的第一廢棄物磚置於第二乾燥設備25之乾燥區進行自然乾燥固化程序，經第二乾燥設備25的乾燥固化程序後之第一廢棄物磚即成為第二廢棄物磚。熔煉設備26用以將第二乾燥設備25所形成之第二廢棄物磚進行熔融冶煉動作，第二廢棄物磚於熔煉設備26進行高溫攝氏一千三百度的熔融、冶煉，第二廢棄物磚於受熱後不斷的升溫，在溫度達到熔點後第二廢棄物磚熔化成液態，熔煉設備26於第二廢棄物磚熔煉過程中將包覆於第二廢棄物磚內的電路板、連接線等物質的有機成分進行高溫裂解，高分子碳鏈裂解成小分子，最後在第二廢棄物磚熔融崩解時釋放出來，由高分子碳鏈裂解成的小分子在熔煉設備26中迅速燃燒，由於不易完全燃燒之高分子有機化合物已裂解成小分子有機化合物，因此小分子有機化合物可於熔煉設備26中迅速完全燃燒。在本發明中，熔煉設備26為熔煉爐、鼓風爐或其他具相同功能效果的設備其中之一，在此並不特別加以限制。另外，於熔煉設備26後端亦可設置集塵器、除酸器、脫硫器等空氣污染防治設備，處理熔煉設備26因燃燒而產生之廢氣，使整個熔煉過程所產生的廢氣達到排放標準，進而降低汙染物的生成。

由於第二廢棄物磚經由熔煉設備26進行高溫熔煉，當第二廢棄物磚於熔煉時在熔煉設備26中形成液態熔融狀態，其第二廢棄物磚內所含的汙泥、電路板、連接線等所含的金屬成分會因比重較大而沉積於熔煉設備26底部，比重較小的玻璃渣會懸浮於熔煉設備26的上部，如此分離出第二廢棄物磚中經熔融後所產出的玻璃渣及金屬，如此不僅使有害廢棄物轉化成為穩定之玻璃渣，同時可冶煉出第二廢棄物磚內所含銅、鎳、鉑等貴金屬之金屬資源，不僅解決廢料問題，亦達到貴金屬回收再利用之目的。

以上所述僅為本發明之較佳實施方式及其實施例，並非用以限定本發明之權利範圍；同時以上的描述，對於相關技術領域之專門人士應可明瞭及實施，因此其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在申請專利範圍中。

10．．．含貴金屬物質的再利用方法流程

20．．．含貴金屬物質的再利用設備

21．．．第一乾燥設備

22．．．粉碎設備

23．．．混拌設備

24．．．製磚設備

25．．．第二乾燥設備

26．．．熔煉設備

102、104、106、108、110、202、204、206、402、502、504、602、702、802、902．．．步驟

圖1為現有的貴金屬物質回收方法之流程圖。

圖2為現有的貴金屬物質回收方法之流程圖。

圖3為本發明提出之一種含貴金屬物質的再利用方法之流程圖。

圖4為本發明提出之一種含貴金屬物質的再利用方法之第一前處理步驟流程圖。

圖5為本發明提出之一種含貴金屬物質的再利用方法之第二前處理步驟流程圖。

圖6為本發明提出之一種含貴金屬物質的再利用方法之混拌步驟流程圖。

圖7為本發明提出之一種含貴金屬物質的再利用設備之方塊圖。

10．．．含貴金屬物質的再利用方法流程

402、502、602、702、802、902．．．步驟

Claims (10)

1. 一種含貴金屬物質的再利用方法，其包含以下步驟：
   一第一前處理步驟，將一含銅、鎳之汙泥，混合一碳屑，經過乾燥及焙燒，去除水分及結晶水形成一乾汙泥；
   一第二前處理步驟，將一含電路板及連接線的第一混合物料，經過粉碎形成一第二混合物料；
   一混拌步驟，將該第一前處理步驟之該乾汙泥及該第二前處理步驟之該第二混合物料混合，並加入一固化材料及一銅粉，進行混拌達均勻狀態，形成一製磚原料；
   一製磚步驟，將該混拌步驟之該製磚原料，以人工或機械方式進行混凝攪拌、灌模、擠壓等過程將該製磚原料製成一第一廢棄物磚；
   一乾燥固化步驟，將該製磚步驟的該第一廢棄物磚自然乾燥固化，藉以形成一第二廢棄物磚；以及
   一熔煉步驟，將該乾燥固化步驟之該第二廢棄物磚進行熔煉產出一玻璃渣及一金屬。
2. 如申請專利範圍第1項之含貴金屬物質再利用方法，其中該第二前處理步驟之該第二混合物料的粒徑係介於10mm至30mm。
3. 如申請專利範圍第1項之含貴金屬物質再利用方法，其中該混拌步驟的該第二混合物料於該製磚原料中，含量百分比係介於15%至30%。
4. 如申請專利範圍第1項之含貴金屬物質再利用方法，其中該混拌步驟中的該固化材料包含石灰、水泥、水玻璃及固化劑，且該固化材料於該製磚原料中，含量百分比係介於5%至10%。
5. 如申請專利範圍第1項之含貴金屬物質再利用方法，其中該混拌步驟的該製磚原料中的該銅粉含量百分比係介於25%至35%。
6. 一種含貴金屬物質的再利用設備，其包含一第一乾燥設備、一粉碎設備、一混拌設備、一製磚設備、一第二乾燥設備及一熔煉設備，其中：
   該第一乾燥設備用以將一含銅、鎳之汙泥，經混合一碳屑後，進行乾燥及焙燒，去除水分及結晶水形成一乾汙泥；
   該粉碎設備用以將一含電路板及連接線的第一混合物料經過粉碎程序形成一第二混合物料；
   該混拌設備用以將該乾燥設備所處理過之該乾汙泥及該粉碎設備所處理過之該第二混合物料混合，並加入一固化材料及一銅粉，進行混拌達均勻狀態後形成一製磚原料；
   該製磚設備用以將該混拌設備所產生之該製磚原料，進行混凝攪拌、灌模、擠壓等過程製成一第一廢棄物磚；以及
   該第二乾燥設備具有一乾燥區，該乾燥區用以將該第一廢棄物磚進行自然乾燥固化，藉以形成具有抗壓強度之一第二廢棄物磚；
   該熔煉設備用以將該第二廢棄物磚進行熔煉，產出一玻璃渣及一金屬，藉此達到金屬再利用之目的。
7. 如申請專利範圍第6項之含貴金屬物質再利用設備，其中該粉碎設備所形成之該第二混合物料的粒徑係介於10mm至30mm。
8. 如申請專利範圍第6項之含貴金屬物質再利用設備，其中該混拌設備中所混合之該第二混合物料於該製磚原料的含量百分比係介於15%至30%。
9. 如申請專利範圍第6項之含貴金屬物質再利用設備，其中該混拌設備中所混合之該固化材料包含石灰、水泥、水玻璃及固化劑，且該固化材料於該製磚原料中，含量百分比係介於5%至10%。
10. 如申請專利範圍第6項之含貴金屬物質再利用設備，其中該混拌設備所形成之該製磚原料中的該銅粉含量百分比係介於25%至35%。