TW201706046A - 自廢棄電路板回收及純化混合金屬粒製程 - Google Patents

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林俊仁
陳育民
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綠建股份有限公司
林俊仁
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Abstract

本發明是一個自廢棄電路板回收及純化金屬之創新製程。可由插件去除、多階段粉碎及篩分步驟，可將廢棄電路板中金屬以混合金屬粒型態回收，而此混合金屬粒可再經磁選、比重分選、渦電流分選、熔解澆鑄等步驟進行純化並製成產品。本發明係可有效自廢棄電路板回收金屬，並將非金屬自金屬中分離，可大幅降低回收過程對環境之污染，並提升人員操作安全性。除此之外，上述之熔解澆鑄步驟在實施時，可添加適當的金屬材料，進而製備出符合國際規格之鉋金銅。

Description

自廢棄電路板回收及純化混合金屬粒製程
本發明係關於一種自廢棄電路板回收及純化混合金屬粒製程；更詳而言之，特別係指一種回收廢棄電視內的電路板，進行純化混合金屬粒的製程。
在科技產業日益進步的社會裡，電腦、電視等電器產品種類也越來越多，但令人擔憂的是，當電器產品一旦報廢成為廢棄品時，若無妥善的加以回收處理或是處理不當時，其內部的印刷電路板所含的錫、鉛、銅等重金屬，均極易對自然環境造成二次公害，尤其是電路板中屬於鹵化物的樹脂，更是容易破壞環境，因此世界各國環保專家無不致力提倡減少使用鹵化物原料之使用率。
接續上述，世界各國對於廢氣的印刷電路板均納入環保管制的有害事業廢棄物，目前在相關產業中已研發出熱處理法，應用來回收印刷電路板中的貴金屬材料及中間材料玻璃纖維，惟上述的方法在回收處理廢印刷電路板時，卻仍有許多缺點，其缺點如下所述：熱處理法：於熱處理過程中除金屬可被分離而直接回收外，在過程中在電路板上的樹脂亦會有大量有毒氣體產生，具有嚴重危害自然環境的缺點，且若將此方法應用於電視上的電視電路板上，因電路板上設置的電容器屬於較大型的電容器且不耐燃，故在高溫狀態下易產生爆炸並 造成工安問題。
因此針對熱處理法在處理上的缺點，目前在相關產業中已研發出酸洗法，應用來回收這些不耐燃的電視電路板中的貴金屬材料及中間材料玻璃纖維，惟上述的方法在回收處理廢電視電路板時，依然具有其他缺點，其缺點如下所述：酸洗法：目的是從廢氣的電路板中回收貴金屬再利用，其原理就是化學課本中學到的氧化還原反應，聽起來似乎簡單易懂，但在反應過程中如未能有效安全管理將產生安全上的疑慮，例如酸洗法所使用具強酸的腐蝕性溶劑，若不慎接觸人體將造成嚴重的化學燒傷，且過程中也會產生具有毒性及腐蝕性的氣體，如果在沒有專業訓練及安全的作業環境，不僅對人體會造成傷害，甚至有引發火災的危險。
有鑑於此，本案創作人遂依其多年從事相關領域之研發經驗，針對前述之缺失進行深入探討，並依前述需求積極尋求解決之道，歷經長時間的努力研究與多次測試，終於完成此創作。
本發明之目的在於，利用物理原理將電視中的電路板做分 離，達到回收各種金屬及樹脂之方法，具有零汙染之優點。
依據上述之目的，本發明所述一種自廢棄電路板回收及純化混合金屬粒製程，其步驟如下所述：
(a)粗碎及篩分：先將電視之電路板進行粗碎至30毫米以下，將粗碎後的電路板進行篩選，將與電路板分離之大型插件加以排除。
(b)粉碎：將粗碎後的電路板粉碎至8毫米以下。
(c)比重分選：將粉碎後電路板再次進行分選，可得比重較大的混合金屬粒及比重較小的基板細片。
(d)磁選：利用磁選的方式，將混合金屬粒中的磁性物質分離。
(e)二次比重分選：將分離磁性物質後的混合金屬粒再加以分選，可得到重質料與輕質料。
(f)輕質料分選：將輕質料進行，可分選出以鋁為主的高導體及以塑膠、樹脂為主的低導體。
(g)重質料分選：將重質料進行，可分選出以紅銅為主的高導體及以黃銅、錫及鉛成分為主的低導體。
(h)熔解澆鑄：將步驟(g)分選後的高導體與低導體放入熔煉爐中，並添加鋅料加以熱溶，進而製備出符合國際規格之鉋金銅。
其中，所述步驟(a)粗碎及篩分係可利用破碎機進行。
其中，所述步驟(b)粉碎係可利用鎚式粉碎機進行二次粉碎。
其中，所述步驟(c)比重分選係可利用比重分選機或風選機進行分選。
其中，所述步驟(d)磁選係可採用震動機進料、單層方式進料或使用兩階段磁選，如此可提升磁性物質的分選效果，進而提升磁性物質的分選效果。
其中，所述步驟(e)二次比重分選係可利用比重分選機或濕式震動分選機。
其中，所述步驟(f)輕質料分選係可利用渦電流分選機，其中，轉速係為500rpm以上較佳(轉速越高效果越好)。
其中，所述步驟(f)所取出的鋁，其純度極高(純度約略為90%~98%)，係可再進行其他相關應用。
其中，所述步驟(g)重質料分選係可利用渦電流分選機，其中，轉速係為2000rpm以上較佳(轉速越高效果越好)。
其中，所述步驟(h)熔解澆鑄之最佳比例為3~5：1(高導體：低導體)。
為期許本發明之目的、功效、特徵及結構能夠有更為詳盡之了解，茲舉較佳實施例並配合圖式說明如後。
1‧‧‧粗碎及篩分
10‧‧‧大型插件
2‧‧‧粉碎
3‧‧‧比重分選
30‧‧‧混合金屬粒
31‧‧‧基板細片
4‧‧‧磁選
40‧‧‧磁性物質
5‧‧‧二次比重分選
50‧‧‧重質料
51‧‧‧輕質料
6‧‧‧輕質料分選
7‧‧‧重質料分選
70‧‧‧高導體
71‧‧‧低導體
8‧‧‧熔解澆鑄
9‧‧‧鉋金銅
第1圖：本發明自廢棄電路板回收及純化混合金屬粒製程流程圖。
請參閱第1圖；由圖可知，本發明之自廢棄電路板回收及純化混合金屬粒製程，其製程步驟如下所示：
(a)粗碎及篩分1：先將電視之電路板進行粗碎至30毫米以下，將粗碎後的電路板進行篩選，將與電路板分離之大型插件10加以排除。
(b)粉碎2：將粗碎後的電路板粉碎2至8毫米以下。
(c)比重分選3：將粉碎2後電路板再次進行分選，可得比重較大的混合金屬粒30及比重較小的基板細片31。
(d)磁選4：利用磁選4的方式，將混合金屬粒30中的磁性物質40分離。
(e)二次比重分選5：將分離磁性物質40後的混合金屬粒30再加以分選，可得到重質料50與輕質料51。
(f)輕質料分選6：將輕質料51進行，可分選出以鋁為主的高導體及以塑膠、樹脂為主的低導體。
(g)重質料分選7：將重質料50進行，可分選出以紅銅為主的高導體70及以黃銅、錫及鉛成分為主的低導體71。
(h)熔解澆鑄8：將步驟(g)分選後的高導體70與低導體71放入熔煉爐中，並添加鋅料加以熱溶，進而製備出符合國際規格之鉋金銅9。
其中，所述步驟(a)粗碎及篩分1係可利用破碎機進行。
其中，所述步驟(b)粉碎2係可利用鎚式粉碎機進行二次粉碎2。
其中，所述步驟(c)比重分選3係可利用比重分選機或風選機進行分選。
其中，所述步驟(d)磁選4係可採用震動機進料、單層方式進料或使用兩階段磁選4，如此可提升磁性物質40的分選效果，進而提升磁性物質40的分選效果。
其中，所述步驟(e)二次比重分選5係可利用比重分選機或濕式震動分選機。
其中，所述步驟(f)輕質料分選6係可利用渦電流分選機，其中，轉速係為500rpm以上較佳(轉速越高效果越好)。
其中，所述步驟(f)所取出的鋁，其純度極高(純度約略為90%~98%)，係可再進行其他相關應用。
其中，所述步驟(g)重質料分選7係可利用渦電流分選機，其中，轉速係為2000rpm以上較佳(轉速越高效果越好)。
其中，所述步驟(h)熔解澆鑄8之高導體70：低導體71最佳比例為3~5：1。
下列係透過實施例對本發明做進一步說明。
首先，將廢棄後的電視(或電腦等具有電路板的裝置)拆解以取得電視的電路板，利用篩網網目30毫米以下之破碎機對該電視電路板進行粗碎形成電路板破片，當粗碎完成後之電路板破片體積較大，可以採用人工的方式進行初步篩選，或採用磁選4方式直接進行篩選，將大型插件10直接挑選出來，只留下電路板破片進行後續步驟。
將上述所獲得的電路板破片進行第二次粉碎2，可採用鎚式粉碎機將電路基破片板粉碎2至8毫米以下(以6~8毫米為最佳)，進而製備出電路板細片。
將上述粉碎2後取得的電路板細片進行第一次比重分選3，以比重分選機或風選機對粉碎2後取得的電路板細片進行分選，可篩分出比重較重的混合金屬粒30及比重較輕的基板細片31，該混合金屬粒30中係包含有鋁、紅銅、黃銅、錫及鉛與磁性物質40等金屬，並包括小部分的塑膠、樹脂61，而該基板細片31後續的回收加工非本案之重點，因此不再多做敘述。
其中，上述之混合金屬粒30，可利用接觸式磁選機進行磁選4，將98%以上的磁性物質40自混合金屬粒30中分離，其中，若採用震動機進料，可提升磁性物質40的分選效果，亦可使用單層方式進料或兩階段式磁選4，同樣達到提升磁性物質40分選效果。
接續上述，將上述除去磁性物質40後的混合金屬粒30，再以比重分選機或濕式震動分選機再加以分選，可分出比重大的銅、錫及鉛等重質料50以及比重小的塑膠、樹脂、鋁等輕質料51。
續將上述所獲得的輕質料51進行輕質料分選6，由滾動磁石旋轉轉速500rpm以上之渦電流分選機進行分選，可分出以鋁為主的高導體及以塑膠、樹脂為主的低導體，其中，由於鋁的導電度遠高於塑膠、樹脂等物質，因此可獲得純度高達90%~98%的鋁。
續將前述所獲得的重質料50進行重質料分選7，由滾動磁石旋轉轉速2000rpm以上之渦電流分選機進行分選，可分以紅銅為主的高導體70及以黃銅、錫、錯為主的低導體71，其中，低導體71中錫與鉛含量各為15%~25%。
當然，本發明還可利用上述重質料分選7後之高導體70及低導體71做熔解澆鑄8，其高導體70及低導體71之最佳比例為3：1為最佳(其比例可依照不同之需求而做調整)，並在熔解過程中適當的加入金屬鋅料，以獲得符合國際規格知鉋金銅9。
由上述製程可得知，本發明係利用各種物理性方式將原先的電視電路板逐一分解，避免掉習知之熱處理法及酸洗法之缺點，還可確保不會對環境產生污染，並且對於操作人員的施工安全上更有保障。
故，本發明在同類產品中具有極佳之進步性以及實用性，同時查遍國內外關於此類之技術資料文獻後，確實未發現有相同或近似之構造或技術存在於本案申請之前，因此本案應已符合『發明性』、『合於產業利用性』以及『進步性』的專利要件，爰依法提出申請之。
唯，以上所述者，僅係本發明之較佳實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之其它等效結構變化者，理應包含在本發明之申請專利範圍內。
1‧‧‧粗碎及篩分
10‧‧‧大型插件
2‧‧‧粉碎
3‧‧‧比重分選
30‧‧‧混合金屬粒
31‧‧‧基板細片
4‧‧‧磁選
40‧‧‧磁性物質
5‧‧‧二次比重分選
50‧‧‧重質料
51‧‧‧輕質料
6‧‧‧輕質料分選
7‧‧‧重質料分選
70‧‧‧高導體
71‧‧‧低導體
8‧‧‧熔解澆鑄
9‧‧‧鉋金銅

Claims (8)

  1. 一種自廢棄電路板回收及純化混合金屬粒製程，其製程步驟為：(a).粗碎及篩分：先將電視之電路板進行粗碎至30毫米以下，將粗碎後的電路板進行篩選，將與電路板分離之大型插件加以排除；(b).粉碎：將粗碎後的電路板粉碎至8毫米以下；(c).比重分選：將粉碎後電路板進行分選，可得比重較大的混合金屬粒及比重較小的基板細片；(d).磁選：利用磁選的方式，將混合金屬粒中的磁性物質分離；(e).二次比重分選：將分離磁性物質後的混合金屬粒再加以分選，可得到重質料與輕質料；(f).輕質料分選：將輕質料進行，可分選出以鋁為主的高導體及以塑膠、樹脂為主的低導體；(g).重質料分選：將重質料進行，可分選出以紅銅為主的高導體及以黃銅、錫及鉛成分為主的低導體；(h).熔解澆鑄：將步驟(g)分選後的高導體與低導體放入熔煉爐中，並添加鋅加以熱溶，進而製備出符合國際規格之鉋金銅。
  2. 如請求項1所述之製程，其中，所述步驟(a)粗碎係可利用破碎機進行。
  3. 如請求項1所述之製程，其中，所述步驟(b)粉碎係可利用鎚式粉碎機進行。
  4. 如請求項1所述之製程，其中，所述步驟(c)比重分選係可利用比重分選機或風選機進行分選。
  5. 如請求項1所述之製程，其中，所述步驟(d)磁選係可以利用震動機進料、單層方式進料或使用兩階段磁選，如此可提升磁性物質的分選效 果。
  6. 如請求項1所述之製程，其中，所述步驟(e)二次比重分選係可利用比重分選機或濕式震動分選機。
  7. 如請求項1所述之製程，其中，所述步驟(f)輕質料分選係可利用轉速500rpm以上的渦電流分選機進行分選。
  8. 如請求項1所述之製程，其中，所述步驟(g)重質料分選係可利用轉速2000rpm以上的電流分選機進行分選。
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