專利名稱：一種廢棄電路板的回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種廢棄電路板的回收方法，屬于廢棄電子電器產(chǎn) 品資源回收與再利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
本發(fā)明是針對目前大量的廢棄印刷電路板(printed circuit board, PCB)研究開發(fā)的回收工藝。隨著經(jīng)濟和電子信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展， 電子電器產(chǎn)品更新?lián)Q代日益加劇，產(chǎn)品使用年限縮短，導(dǎo)致大量的電 子產(chǎn)品被廢棄。廢棄印刷電路板是電子廢棄物的重大組成部分，它的 回收處理己成為亟需解決的全球性問題。廢棄電路板不同于一般的固 體垃圾，它除了含有貴金屬和其它有價金屬外，還含有鉛、鎘、水銀、 六價鉻、聚氯乙烯及含鹵阻燃劑，處理不當(dāng)將給環(huán)境造成嚴(yán)重污染。 目前，回收廢棄電路板最常用的技術(shù)有機械破碎、濕法冶金、火法冶 金或幾種技術(shù)相結(jié)合，但沒有一種無污染、高效率、低成本的技術(shù)對 廢棄電路板資源化回收處理。
國內(nèi)，申請?zhí)枮?8101834.3公開了一種用熔融態(tài)錫金屬回收處理 印刷電路板的方法及其裝置。該發(fā)明首先將廢棄印刷電路板投入錫液 處理爐內(nèi)，通過設(shè)置于錫液處理爐內(nèi)的燃燒機、多組破碎攪拌裝置， 浮渣刮除裝置和銅箔分離裝置將其進行碳化和破碎攪拌分離，利用印 刷電路板中的銅箔、熱固性塑膠和玻璃纖維的比重不同，分別進行分 離和收集，達到將廢棄電路板回收處理的目的。該方法采用昂貴的錫 金屬作為加熱介質(zhì)處理電路板，成本較高；錫在處理過程易氧化，且 熔融錫粘附性強，使廢棄電路板組分分離困難；金屬錫可與金、銀、 鉑和鈀生成金屬化合物，因此該法容易造成這些貴金屬回收困難和損 失；此外，處理過程中產(chǎn)生的氣體經(jīng)燃燒后仍會污染環(huán)境。
申請?zhí)枮?9119731.3公開了一種以熔融態(tài)無機鹽類處理印刷電路 板的方法。首先將廢棄電路板投入熔融的無機鹽內(nèi)，經(jīng)破碎攪拌，使 銅箔自印刷電路板上剝離。同時使熱固性塑膠熱解，從而分離其中的 玻璃纖維及其他物質(zhì)，產(chǎn)生的氣體經(jīng)燃燒后排出。這種方法以熔融態(tài) 無機鹽作為熱媒，廢棄電路板在處理過程中由于密度相對小浮在熔液 上部，給下一步攪拌破碎帶來困難。因此，這種方法處理廢棄電路板效率很低，且沒有解決氣體污染環(huán)境的問題。
申請?zhí)枮?9102862.7公開了一種廢印刷電路板的粉碎分離回收工 藝及其所用設(shè)備。該發(fā)明首先將印刷電路板粉碎成碎料，再進一步細 粉碎，在細粉碎的同時，粉末狀出料通過風(fēng)選，把非金屬先分離出， 再把剩下的金屬與非金屬粉末由空氣分離器進行分離，粗粉則返回細 粉碎機繼續(xù)粉碎。這種采用機械粉碎的方法步驟多、流程長，設(shè)備投 資大，回收過程需要消耗很大的能量，回收成本高，且在破碎和磨碎 過程不但金屬物質(zhì)粘附嚴(yán)重，而且容易產(chǎn)生有毒氣體，污染環(huán)境。
申請?zhí)枮?00310103403. O公開了一種回收廢舊印刷電路板中有價 資源的方法。該方法首先將廢棄電路板元件拆除，分別進行粗碎細碎， 然后采用干法磁選機選出鐵磁性物質(zhì)，高頻振動氣力分選機，分選出 金屬物質(zhì)、非金屬物質(zhì)，采用濕法磁選機選出鐵磁性物質(zhì)，用浮選柱 對選出的鐵磁性物質(zhì)的物料進行分選，最終產(chǎn)出鐵磁性物質(zhì)，銅、合 金，以及塑料和樹脂。這種方法在拆除元件步驟中多半采用手工拆卸， 耗時且效率低。采用粉碎的方法也具有流程長、能耗高、成本高等缺 點，而且粉碎過程中也有有毒氣體產(chǎn)生。
申請?zhí)枮?00410014582. 5公開了一種廢棄電路板中金屬富集體的 物理回收工藝。該工藝整個流程全部采用機械和物理分選的方法，將 廢棄電路板經(jīng)雙齒輥剪切機、高效離心分選機，依次進行剪切、破碎、 篩分、分選，最終分離多種成分的金屬富集體和非金屬富集體。這種 機械破碎的方法處理電路板也具有能耗高、成本高、存在環(huán)境污染等 缺點，且該工藝未全面考慮非金屬的回收問題。
申請?zhí)枮?00510084196.8公開了一種廢舊印刷電路板資源回收的 方法。首先將拆除了電子元件的廢舊印刷電路板投入雙輥式剪切破碎 機粗碎，然后將粗碎后的物料在氮氣中通過常壓熱解系統(tǒng)進行熱解， 熱解后固體物采用剪切細碎機進行細碎，使金屬與非金屬分離；用磁 選機從細碎產(chǎn)物中選出鐵磁性物質(zhì);對磁選后剩余物采用高頻氣力分 選機按密度分離金屬與非金屬。進行機械破碎后再熱解進一步粉碎分 離，處理過程能耗較高；氮氣氣氛下熱解電路板易發(fā)生二次裂解，產(chǎn) 生大量含鹵氣體，現(xiàn)場環(huán)境條件差，前期粗碎時也會產(chǎn)生有害氣體污 染環(huán)境。
申請?zhí)枮?00610002019.5公開了一種回收廢棄印刷電路板的方 法。該發(fā)明首先加熱廢棄電路板，拆除所有電子組件；用真空吸錫裝 置將表層的焊錫去除，然后用硝酸剝錫液浸泡已去除表層焊錫的廢棄 電路板，以回收電路板內(nèi)層的焊錫；然后用強酸溶解電路板，使電路板上的銅箔溶解在該溶液中；將處理后的廢棄電路板投入熔融態(tài)硝酸 鈉熔液進行熱裂解，使得玻璃纖維與有機物質(zhì)及其他組分分離。這種 方法處理電路板流程長，成本高。處理過程中產(chǎn)生大量的有害氣體和 廢酸，對環(huán)境造成二次污染。
德國Daimler-Benz Ulm Research Centre公司開發(fā)了四段式處理
工藝:預(yù)破碎、液氮冷凍后粉碎、分類、靜電分選。該工藝先將廢棄 電路板拆卸后進行預(yù)破碎，然后進行磁選，液氮冷凍再粉碎，篩分， 靜電分選后使得金屬與非金屬分離。該公司研制的電分選設(shè)備可以分 離尺寸小于O. lmm的顆粒。用低溫破碎的方法減少了有害氣體的產(chǎn)生 并使得廢棄電路板更易破碎，解決了傳統(tǒng)的機械破碎產(chǎn)生有毒氣體的 問題，但i^種工藝流程長，并且對設(shè)備要求極高，制冷過程消耗能量
大，成本高o
德國Kamet Recycling Gmbh公司采用的處理工藝是通過破碎、重 選、磁選、渦流分離的方法獲得鐵、鋁、貴金屬和有機物等幾個組分。 德國Trischler und Partner Gmbh公司的處理方 去與之基本相同。這 兩種方法是目前最常用的機械處理工藝, 一般經(jīng)過這樣的處理后，廢 電路板中90%的金屬和塑料得以回收，10%左右的剩余物質(zhì)(包括很難 進一步處理的細粒物料、粉塵等)則根據(jù)成分的性質(zhì)填埋或焚燒，造 成環(huán)境污染。
日本NEC公司開發(fā)了一種廢棄電路板處理工藝。該工藝首先利用 紅外加熱和兩級去除的方式(分別利用垂直和水平方向的沖擊力作用) 使穿孔元件和表面元件脫落，不會造成任何損傷。然后再結(jié)合加熱、 沖擊力和表面剝蝕技術(shù),使電路板上96%的焊料脫焊，再采用兩段式破 碎法分離回收電路板。分別使用剪切破碎機和特制的具有剪斷和沖擊 作用磨碎機，將廢板粉碎成O. 1-0.3mm左右的碎塊。特制的磨碎機中 使用復(fù)合研磨轉(zhuǎn)子,并選用特種陶瓷作為研磨材料。此項技術(shù)以空氣 作為加熱介質(zhì)去除焊錫和元件，熱利用率相對偏低，且在空氣中加熱 電路板會使一些有毒元素?fù)]發(fā)，從而造成環(huán)境污染，需要進行密閉處 理和有毒物質(zhì)的處理；此外通過兩級破碎分離金屬與非金屬，此過程 中易產(chǎn)生有害氣體造成環(huán)境污染，回收成本也高。
瑞典的Scandinavian Recycling AB(SR)開發(fā)了一種旋轉(zhuǎn)式破碎
機，在中間轉(zhuǎn)筒周圍安裝著一套能夠自由旋轉(zhuǎn)的壓碎環(huán)，依靠壓碎環(huán) 與設(shè)備內(nèi)壁之間的剪切作用破碎物料。使用這種破碎機可以減小解離 后金屬的纏繞作用。瑞士 Result技術(shù)公司開發(fā)了一種在超音速下將 涂層線路板等多層復(fù)合制件破碎的新設(shè)備。它利用各種層壓材料的沖擊和離心特性不同，將多層復(fù)合材料彼此分開。不同材料的變形情況 不同，脆性材料碎成粉末，金屬則形成多層球狀物。這兩種設(shè)備依靠剪 切、沖擊和離心等方式破碎廢棄電路板，雖對破碎效率有所改善，但 仍具有能耗高、易造成環(huán)境污染等缺點。
上述方法對廢棄電路板組分進行分離回收，其回收過程具有能耗 高、易污染環(huán)境等缺點。廢棄電路板的資源化應(yīng)全面考慮金屬和有機 物質(zhì)的無害化高效回收，焊錫的提前回收對其他金屬的高效分離可以 創(chuàng)造良好條件，因此，現(xiàn)有技術(shù)需要進一步完善，以提高回收效率和
回收純度；同時還需開發(fā)新的處理工藝及設(shè)備，尋找低成本的、更有
效的適合大規(guī)模的廢棄電路板資源化回收方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種根據(jù)廢棄電 路板的結(jié)構(gòu)特性分階段處理、方法簡單、無污染、成本低、效率高、 廢棄電路板廢棄資源回收率高的廢棄電路板的回收方法。
本發(fā)明一-一種廢棄電路板的回收方法，包括下述步驟
1. 加熱離心分離將廢棄電路板置于油浴中加熱至220°C 300°C
使焊錫熔化，然后，將焊錫已熔化的廢棄電路板通過離心機械使焊錫 從廢棄印刷電路板高效分離。
2. 真空裂解將脫除焊錫后的廢棄電路板基板、電子元件置于真
空裂解裝置中，將裝置抽至真空狀態(tài)，加熱至50(TC 60(TC，保溫 20min 40min，進行熱裂解，收集熱裂解揮發(fā)產(chǎn)物，于-20。C -40 'C冷凝成液態(tài)油。
3. 收集真空裂解后固體物質(zhì)將熱裂解后的電子元件、電路板基
板分類收集，采用常規(guī)的方法回收電子元件的貴金屬和其他有價金 屬，采用常規(guī)的方法分離電路板基板上的銅箔、玻璃纖維、碳渣等物 質(zhì)。
本發(fā)明中，所述油浴中的傳熱介質(zhì)為柴油、煤油、石蠟油、甲基
本發(fā)明_— 一種廢棄電路板的回收方法，其優(yōu)點如下
1. 利用油浴加熱、離心分離的方法低成本實現(xiàn)高效回收廢棄電路 板焊錫，為廢棄電路板其他金屬的分離創(chuàng)造了有利的條件。
2. 采用離心分離的物力方法，將基板和電子元件高效分離，給下 一步分離回收不同的金屬創(chuàng)造了很好的條件。
3. 采用真空熱裂解后直接冷凝的方法使有機物質(zhì)呈液態(tài)回收，
避免有害氣體污染環(huán)境，而且所回收的液態(tài)有機物具有品質(zhì)好的特點，可作為化工原料或進一步加工成燃料。
4. 整個回收過程沒有造成二次污染，工藝簡單、條件易于控制， 適合廢棄電路板大規(guī)模的回收。
5. 本發(fā)明在每一處理程序都具有較高經(jīng)濟效益，每一程序所要 求的設(shè)備簡單、條件易于控制，能明顯降低回收處理成本和設(shè)備投資。
6. 回收效率高，能耗低，適合廢棄電路板的大規(guī)模回收。 綜上所述，本發(fā)明根據(jù)廢棄電路板的結(jié)構(gòu)特性分階段處理、方
法簡單、無污染、成本低、效率高、廢棄電路板廢棄資源回收率高， 適于工業(yè)化應(yīng)用，適合廢棄電路板的大規(guī)?；厥?。
附圖l為本發(fā)明工藝流程圖。
附圖2 (a)為本發(fā)明實施例所使用的脫錫前的廢棄電路板圖片。 附圖2 (b)為本發(fā)明實施例中脫錫后的基板和電子元件圖片。 附圖2 (c)為本發(fā)明實施例中回收的焊錫圖片。 附圖2 (d)為本發(fā)明實施例中回收的熱解油圖片。 附圖2 (e)為本發(fā)明實施例中熱解后的電子元件圖片。
附圖2 (f)為本發(fā)明實施例中熱解后的基板和碳渣圖片。
具體實施例方式
實施例l
1. 將帶有電子元件的廢棄電路板置入220。C 30(TC的油浴中加 熱至焊錫熔化，然后，將焊錫已熔化的廢棄電路板置于離心機中，開 動電機旋轉(zhuǎn)6分鐘，焊錫在旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用力下從電路板中脫 離，實現(xiàn)回收。
2. 將脫除焊錫后的基板和電子元件置于真空熱解裝置中加熱至 500°C，終溫保溫時間20min，收集熱裂解產(chǎn)生的氣體，至-20'C冷凝 裝置中冷凝成液體油。
3. 收集熱裂解所得的熱解油、裂解后的電路板基板和電子元件， 以便下一步進行分類回收或分離回收。
結(jié)論
① 在脫焊錫步驟中，電子元件全部脫落，沒有電子元.件附在電路板 上；焊錫全部脫落，焊孔中沒有焊錫殘留。
② 在真空裂解步驟中，產(chǎn)油率為31.86%;實施例2
1. 將帶有電子元件的廢棄電路板置入220'C 300'C的油浴中加 熱至焊錫熔化，然后，將焊錫已熔化的廢棄電路板置于離心機中，開 動電機旋轉(zhuǎn)8分鐘，焊錫在旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用力下從電路板中脫 離，實現(xiàn)回收。
2. 將脫除焊錫后的基板和電子元件置于真空熱解裝置中加熱至 550°C，終溫保溫時間30min，收集熱裂解產(chǎn)生的氣體，至-3(TC冷凝 裝置中冷凝成液體油。
3. 收集熱裂解所得的熱解油、裂解后的電路板基板和電子元件， 以便下一步進行分類回收或分離回收。
結(jié)論
① 在脫焊錫步驟中，電子元件全部脫落，沒有電子元件附在電路板 上；焊錫全部脫落，焊孔中沒有焊錫殘留。
② 在真空裂解步驟中，產(chǎn)油率為26.79%; 實施例3
1. 將帶有電子元件的廢棄電路板置入220'C 30(TC的油浴中加 熱至焊錫熔化，然后，將焊錫己熔化的廢棄電路板置于離心機中，開 動電機旋轉(zhuǎn)10分鐘，焊錫在旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用力下從電路板中 脫離，實現(xiàn)回收。
2. 將脫除焊錫后的基板和電子元件置于真空熱解裝置中加熱至 600°C，終溫保溫時間40min，收集熱裂解產(chǎn)生的氣體，至-4(TC冷凝 裝置中冷凝成液體油。
3. 收集熱裂解所得的熱解油、裂解后的電路板基板和電子元件， 以便下一步進行分類回收或分離回收。
結(jié)論
① 在脫焊錫步驟中，電子元件全部脫落，沒有電子元件附在電路板 上；焊錫全部脫落，焊孔中沒有焊錫殘留。
② 在真空裂解步驟中，產(chǎn)油率為20.31%。
權(quán)利要求
1、一種廢棄電路板的回收方法，包括下述步驟(1)、加熱離心分離將廢棄電路板置于油浴中加熱至220℃～300℃使焊錫熔化，然后，將焊錫已熔化的廢棄電路板通過離心機械使焊錫從廢棄印刷電路板高效分離。(2)、真空裂解將脫除焊錫后的廢棄電路板基板、電子元件置于真空裂解裝置中，將裝置抽至真空狀態(tài)，加熱至500℃～600℃，保溫20min～40min，進行熱裂解，收集熱裂解揮發(fā)產(chǎn)物，于-20℃～-40℃冷凝成液態(tài)油。(3)、收集真空裂解后固體物質(zhì)將熱裂解后的電子元件、電路板基板分類收集，采用常規(guī)的方法回收電子元件的貴金屬和其他有價金屬，采用常規(guī)的方法分離電路板基板上的銅箔、玻璃纖維、碳渣等物質(zhì)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢棄電路板的回收方法，其特征 在于所述油浴中的傳熱介質(zhì)為柴油、煤油、石蠟油、甲基硅油中的一種。
全文摘要
一種廢棄電路板的回收方法，包括下述步驟1.加熱離心分離將廢棄電路板置于油浴中加熱使焊錫熔化，然后，將焊錫已熔化的廢棄電路板通過離心機械使焊錫從廢棄印刷電路板高效分離。2.真空裂解將脫除焊錫后的廢棄電路板基板、電子元件置于真空裂解裝置中，加熱，進行熱裂解，收集熱裂解揮發(fā)產(chǎn)物，并冷凝成液態(tài)油。3.收集真空裂解后固體物質(zhì)將熱裂解后的電子元件、電路板基板分類收集，以回收電子元件的貴金屬和其他有價金屬及電路板基板上的銅箔、玻璃纖維等物質(zhì)。本發(fā)明根據(jù)廢棄電路板的結(jié)構(gòu)特性分階段處理、方法簡單、無污染、成本低、效率高、廢棄電路板廢棄資源回收率高，適于工業(yè)化應(yīng)用，適合廢棄電路板的大規(guī)?；厥?。
文檔編號C22B25/00GK101423898SQ20081014380
公開日2009年5月6日 申請日期2008年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月3日
發(fā)明者丘克強, 周益輝 申請人:中南大學(xué)