廢舊印刷電路板的破碎及高壓靜電分離方法

2023-05-17 06:48:36

專利名稱：廢舊印刷電路板的破碎及高壓靜電分離方法
技術領域：
本發明涉及一種廢舊印刷電路板的破碎及高壓靜電分離方法，是對廢舊印刷電路板進行回收、再生和資源化的一種方法。屬於環境保護技術領域中的工業廢棄物處理、資源化領域。
背景技術：
隨著電子信息業的高速發展，出現新型固體廢棄物—電子廢棄物包括各種廢舊電腦、通信設備、電視機、電冰箱、洗衣機以及單位淘汰的電子儀器儀表等。據專家估計，我國目前每年報廢的電冰箱、洗衣機、計算機、空調等電器約2800餘萬臺，廢棄電子電器總量達100萬噸，而其中印刷電路板大約佔總量的4％。
廢舊印刷電路板(PCB)中含有銅、金、銀、鈀等十幾種回收價值較高的金屬。如廢舊手機電路板中含有銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、鈀(Pd)等有價金屬，其含量為含金280g/t、銀2kg/t、銅1000g/t、鈀100g/t。金礦的含金量即使品位低至3g/t也有開採價值，經選礦得到的精礦的含金量也只有70g/t左右。我國鉑族金屬的平均品位只有0.4g/t，世界鉑族金屬礦的品位0.6-23g/t，銅礦、銀礦也達不到上述含量。
在印刷電路板中，金屬的含量高達40％，而自然界中的富礦金屬含量也不過3-5％。最多的是銅，此外還有金、鋁、鎳、鉛、矽金屬等，其中不乏稀有金屬。有統計數據表明，每噸廢舊電路板中含金量達到1000克左右。現在，隨著工藝水平提高，成本降低，每噸廢電路板中仍可提煉出300克左右的金，市價約合3萬元左右。因此，所謂「電子廢物」中蘊含的金屬是天然礦藏的幾十倍甚至幾百倍。
目前廢舊印刷電路板資源化處理技術主要有溼法冶金、火法冶金、機械處理或幾種處理技術相結合。由於機械處理易實現工程化，並不會產生二次汙染，這種方法倍受歡迎。中國發明專利《一種印刷電路板回收有價物質的方法》(王文彬，專利號98105592.3)將廢舊印刷電路板經過高速轉剪斷機、高速粉碎機、衝擊破碎機、粉化機、磨粉機及水槽，依次經過剪碎、粉碎、重擊、粉化及金屬與非金屬材料的分離過程。雖然能夠實現金屬與非金屬的分離，但整個破碎過程煩瑣。方法中將所有破碎的物料採用水槽進行分選，由於細物料在水中難以分散，所以部分金屬不會下沉，分選效率低，產品需要脫水、乾燥，並存在著汙泥和廢水處理等環境汙染治理問題。中國發明專利《廢印刷電路板的粉碎分離回收工藝及其所用設備》(沈志剛等，專利號99102862.7)將廢舊印刷電路板依次經過粗破、細破，然後通過振動篩分成很多級別，各級別採用氣流分選機，實現金屬與非金屬物質的分離。其缺點是分級過多，氣流分選機的分選效率低，受物料形狀影響大；對於細粒級(-0.074mm)的物料無法實現有效分選。中國發明專利《電子廢棄物板卡上有價成份的幹法物理回收工藝》(趙躍民等，申請號03113180.8)將廢棄板卡依次經過雙齒輥剪切機、高效衝擊破碎機、磁選機、分級篩、渦電流分選機、阻尼式氣力分選機、滾筒靜電分選機、摩擦電選機，依次進行剪切、破碎、篩分、分選，最終分離金屬與非金屬物質。該方法存在成本高、工藝複雜等問題。據國外文獻報導，比較先進的處理方法是先採用液氮對廢舊印刷電路板進行冷凍，然後進行破碎、分選(電選、渦電流分選、磁選)，最後氣流分選金屬與非金屬。但整個處理過程煩瑣。同樣存在分級過多，氣流分選機的分選效率低，受物料形狀影響大，對於細粒級(-0.074mm)的物料無法實現有效分選等問題。

發明內容
本發明的目的在於針對現有技術存在的上述不足，提供一種廢舊印刷電路板的破碎及高壓靜電分離方法，將金屬與非金屬顆粒進行有效破碎和分離，實現對廢舊印刷電路板的回收、再生和資源化處理。
為實現這樣的目的，本發明的技術方案中，採用雙齒輥式破碎-高速粉碎-高壓靜電分離方法，來實現金屬與非金屬顆粒的有效破碎和分離。
高壓靜電分離的原理是金屬和非金屬混合顆粒給到旋轉的接地滾筒表面上，受到電暈電極所產生的負離子轟擊而帶電，金屬顆粒通過接地滾筒迅速失去負電荷，在靜電極吸引及在重力作用下金屬顆粒飛離滾筒表面，而非金屬顆粒則保持所帶負電荷，在電場力作用下緊貼在滾筒表面，隨滾筒一起轉動至後方，被毛刷刷下，從而實現金屬顆粒與非金屬顆粒的分離。
為此，本發明採用的技術方案中包括對廢舊印刷電路板進行破碎、對破碎的顆粒進一步粉碎以及將金屬非金屬顆粒進行高壓靜電分離三個工序。首先採用傳送帶把廢舊電路板輸送到雙齒輥式破碎機，將廢舊電路板破碎成粒度為5mm～20mm的碎片，再採用傳送帶把粒度為5mm～20mm的廢舊電路板碎片輸送到高速衝擊粉碎機，進一步把廢舊印刷線路板粉碎成0.06mm～0.5mm的顆粒。然後將被粉碎的顆粒通過高壓靜電方法進行金屬和非金屬顆粒的分離，被粉碎的混合物料通過給料裝置均勻加入到高壓靜電分離設備中轉動的分離滾筒上，通過電暈電極所產生的負離子轟擊而使金屬和非金屬顆粒都帶負電荷，而金屬顆粒通過接地滾筒迅速失去負電荷，不帶電荷。電暈電極施加的電壓為5KV～60KV，電流為2mA～5mA。靜電極對金屬顆粒產生靜電吸引使其脫離分離滾筒落入金屬收集區，而帶負電荷的非金屬顆粒受到電極排斥保留在分離滾筒的表面，隨分離滾筒一起轉動至後方被毛刷刷落，落入非金屬收集區，由此分別得到非金屬基板材料顆粒和金屬顆粒。
本發明在實際操作中，可根據廢舊印刷線路板的種類和需要破碎的粒度要求，確定工藝參數。
本發明採用的雙齒輥式破碎-高速粉碎-高壓靜電分離方法與多步複雜破碎後的氣流風選和利用密度差的水選比，具有成本低、高效、結構簡單、無汙染等特點，克服了國內採用火燒和酸洗等方法回收廢舊線路板中有價金屬的方法，減少環境汙染。


圖1為本發明方法的流程圖。
圖2為本發明中高壓靜電分離方法的示意圖。
圖2中，1為電暈電極，2為靜電電極，3為分離滾筒，4為毛刷，5為金屬顆粒，6為非金屬顆粒，7為給料裝置。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發明的技術方案作進一步描述。
本發明方法的流程如圖1所示，包括對廢舊印刷電路板進行破碎、對破碎的顆粒進一步粉碎以及將金屬非金屬顆粒進行高壓靜電分離三個工序。首先採用傳送帶把廢舊電路板輸送到雙齒輥式破碎機，將廢舊電路板破碎成粒度為5mm～20mm的碎片，再採用傳送帶把粒度為5mm～20mm的廢舊電路板碎片輸送到高速衝擊粉碎機，進一步把廢舊印刷線路板粉碎成0.06mm～0.5mm的顆粒。然後將被粉碎的顆粒輸送到高壓靜電分離設備，在電暈電極和靜電電極的作用下將混合物料中的金屬物質和非金屬物質分離，得到非金屬基板材料顆粒(玻璃纖維等)和銅、錫等金屬顆粒。
本發明中採用的高壓靜電分離方法如圖2所示，首先把粒度為0.06mm～0.5mm的廢舊印刷線路板混合物料通過給料裝置7均勻加入到轉動的分離滾筒3上，通過電暈電極所產生的負離子轟擊而使金屬和非金屬顆粒都帶負電荷，而金屬顆粒5通過接地分離滾筒3迅速失去負電荷，不帶電荷。電暈電極1施加的電壓為5KV～60KV，電流為2mA～5mA。靜電極2對金屬顆粒5產生靜電吸引使其脫離分離滾筒3落入金屬收集區。負電荷的非金屬顆粒6受到電極排斥保留在分離滾筒3的表面，隨分離滾筒3一起轉動至後方被毛刷4刷落，落入非金屬收集區。
本發明在實際操作中，可根據廢舊印刷線路板的種類和需要破碎的粒度要求，確定工藝參數。
本發明中，雙齒式輥式破碎機、高速衝擊粉碎機及高壓靜電分離設備組成封閉系統，系統之間採用傳送帶進行物料的傳送，整個系統在密封條件下進行。
權利要求
1.一種廢舊印刷電路板的破碎及高壓靜電分離方法，其特徵在於首先採用雙齒輥式破碎機將廢舊電路板破碎成粒度為5mm～20mm的碎片，再採用高速衝擊粉碎機進一步把廢舊印刷線路板粉碎成0.06mm～0.5mm的顆粒，然後將被粉碎的顆粒通過高壓靜電方法進行金屬和非金屬顆粒的分離，被粉碎的顆粒通過給料裝置(7)均勻加入到高壓靜電分離設備中轉動的分離滾筒(3)上，通過電暈電極所產生的負離子轟擊而使金屬和非金屬顆粒都帶負電荷，而金屬顆粒(5)通過接地滾筒(3)迅速失去負電荷，不帶電荷；電暈電極(1)施加的電壓為5KV～60KV，電流為2mA～5mA，靜電極(2)對金屬顆粒(5)產生靜電吸引使其脫離分離滾筒(3)落入金屬收集區，而帶負電荷的非金屬顆粒(6)受到電極排斥保留在分離滾筒(3)的表面，隨分離滾筒(3)一起轉動至後方被毛刷(4)刷落，非金屬顆粒(6)，落入非金屬收集區，由此將非金屬顆粒和金屬顆粒分離。
全文摘要
一種廢舊印刷電路板的破碎及高壓靜電分離方法，首先將廢舊印刷電路板破碎成粒度為5mm－20mm的碎片，並進一步粉碎成0.5mm－0.06mm的顆粒，然後採用高壓靜電方法進行金屬和非金屬顆粒的分離，被粉碎的顆粒通過給料裝置均勻加到高壓靜電分離設備中轉動的分離滾筒上，通過電暈電極所產生的負離子轟擊而使金屬和非金屬顆粒都帶負電荷，金屬顆粒通過接地滾筒迅速失去負電荷，由靜電極對金屬顆粒產生靜電吸引使其脫離分離滾筒落入金屬收集區，帶負電荷的非金屬顆粒受到電極排斥保留在分離滾筒的表面，隨分離滾筒一起轉動至後方被毛刷刷落，落入非金屬收集區，由此將非金屬和金屬顆粒分離。本發明具有成本低、高效、無汙染等特點。
文檔編號B02C23/00GK1654124SQ20051002378
公開日2005年8月17日 申請日期2005年2月3日 優先權日2005年2月3日
發明者許振明, 李佳 申請人:上海交通大學