一種廢印刷線路板中含金屬的粉料的回收處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢印刷線路板資源再生利用領(lǐng)域,更具體地說,涉及一種廢印刷線路板中含金屬的粉料的回收處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]廢棄印刷線路板作為一種典型的電子廢棄物,其資源化研宄已經(jīng)成為當(dāng)前電子垃圾處理的熱點(diǎn)問題。國(guó)家發(fā)改委2004年組織實(shí)施的資源綜合利用關(guān)鍵技術(shù),國(guó)家重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)專項(xiàng)中“印刷線路板回收利用與無害化處理技術(shù)”屬第三項(xiàng)“再生資源綜合利用技術(shù)”重點(diǎn)內(nèi)容。國(guó)家發(fā)改委還制定了《中國(guó)再生金屬產(chǎn)業(yè)“十一五”及中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》,計(jì)劃到2020年建設(shè)10萬噸以上再生銅企業(yè)8家,再生鋁10家,再生鉛4-6家,再生鋅企業(yè)達(dá)到2-5萬噸。再生金屬發(fā)展必然要求電子廢物資源化處理行業(yè)的發(fā)展。
[0003]I噸廢電路板(PCB)含有80-1500G金,160-210KG銅,每年至少有15萬噸,是名符其實(shí)城市“金礦”。但由于組成PCB材料多樣化、組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造成處理難度極大。PCB的資源化回收是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問題。對(duì)廢舊PCB的資源化處理,一方面解決了廢舊PCB帶來的環(huán)境污染問題,另一方面是對(duì)廢舊PCB再資源化利用,國(guó)內(nèi)外許多研宄機(jī)構(gòu)對(duì)廢棄PCB的回收處理及再資源化進(jìn)行了一系列研宄。目前廢舊PCB資源化技術(shù)主要有機(jī)械物理處理、化學(xué)處理、生物處理、超臨界流體處理及熱處理等。
[0004]1.機(jī)械物理處理
[0005]廢舊PCB的機(jī)械物理處理是通過機(jī)械破碎的方法使金屬組分與非金屬組分達(dá)到解離,然后根據(jù)各組分的性質(zhì),如密度、電性等性質(zhì)的不同而進(jìn)行分選,如采用重力分選(重介質(zhì)分選、風(fēng)力分選及搖床分選等)、電力分選、渦流分選等分選方法,分別得到金屬與非金屬富集體的一種處理方法。但此方法只能實(shí)現(xiàn)金屬與非金屬的分離,忽略了產(chǎn)品的后續(xù)處理。同時(shí)在機(jī)械破碎過程中,也會(huì)產(chǎn)生大量的含玻璃纖維和樹脂的粉塵,并伴隨有一定量有毒氣體產(chǎn)生造成二次污染等問題。
[0006]2.化學(xué)處理
[0007]電子廢棄物的濕法冶金技術(shù)于20世紀(jì)70年代始于西方發(fā)達(dá)國(guó)家,是電子廢棄物回收利用研宄中應(yīng)用最早的方法,濕法冶金技術(shù)的基本原理主要是利用貴金屬能溶解在硝酸、王水和其它酸的特點(diǎn),將其從電子廢物中脫除,并從液相中予以回收。它包括破碎后的電子廢棄物顆粒在酸性或堿性條件下的浸出,浸出液的溶劑萃取、沉淀、置換、離子交換、過濾及蒸餾等過程,通過這一處理可獲得高品位及高回收率的金、銀等貴金屬及銅等有色金屬。但它也存在著工藝復(fù)雜、回收成本高、化學(xué)試劑消耗量大、后處理難的缺點(diǎn)。若處理不當(dāng)還會(huì)對(duì)水資源造成嚴(yán)重污染。另外,它只能回收貴金屬和銅等金屬,不能回收其它金屬及非金屬成分,而當(dāng)今電子工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是電子產(chǎn)品中的貴金屬要逐漸被賤金屬取代,因此該方法難以達(dá)到目前電子廢棄物資源化利用的目的。
[0008]3.微生物處理
[0009]微生物處理就是利用微生物浸取PCB中的金屬組分。周培國(guó)等利用從煤堆積水中分離得到的氧化亞鐵硫桿菌對(duì)PCB中的銅進(jìn)行了浸出研宄,結(jié)果表明:添加量為10g/L和20g/L時(shí),在15天內(nèi)PCB中的Cu幾乎全部浸出。采用微生物處理廢棄PCB來回收金屬組分,是一種經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的處理方法。此方法工藝簡(jiǎn)單、費(fèi)用低、操作方便,不利之處主要是浸取時(shí)間長(zhǎng),金屬必須暴露在處理樣品表面,濾液回收困難。目前該方法仍處在發(fā)展中。
[0010]4.超臨界流體處理
[0011]超臨界流體處理廢棄PCB是使PCB在超臨界流體中(如超臨界C02)進(jìn)行處理,PCB中高分子樹脂被分解成小分子物質(zhì),從而使PCB中的金屬和玻璃纖維自動(dòng)分離,達(dá)到回收各組分資源的目的,是一種綠色環(huán)保的處理方法。超臨界流體法處理廢棄PCB在材料回收率、回收工藝難易度、回收過程的環(huán)境性及能源、資源的消耗量方面相對(duì)現(xiàn)有的PCB回收處理方法有明顯的優(yōu)勢(shì),但超臨界流體法需要在高溫、高壓下、經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間處理才能達(dá)到回收的目的,這就決定了作為反應(yīng)容器的反應(yīng)釜體積不可能做的太大。同時(shí)由于處理過程需時(shí)較長(zhǎng),因此單位時(shí)間內(nèi)回收的廢棄印刷PCB的量較少,在工業(yè)中應(yīng)用難度較大。
[0012]5.焚燒處理
[0013]焚燒法處理是指廢棄物中的可燃物在焚燒爐中與氧進(jìn)行燃燒的過程,處理流程是先將廢棄物經(jīng)機(jī)械破碎至2?5cm后,送入一次焚化爐中焚燒,將所含約40%的樹脂分解破壞,使有機(jī)物與固體物分離,剩余殘?jiān)礊槁懵兜慕饘偌安AЮw維,經(jīng)粉碎后即可送往金屬冶煉廠進(jìn)行金屬回收,有機(jī)氣體則送入二次焚化爐進(jìn)一步燃燒處理。焚燒法主要是用來回收PCB中的金屬,其優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單,耗時(shí)短,能夠?qū)崿F(xiàn)PCB的減容減量。但在回收過程中,樹脂等可燃物都燃燒分解,無法進(jìn)行回收,且由于PCB中的阻燃劑含有大量溴或氯及芳香族化合物,在沖天爐焚燒過程中會(huì)產(chǎn)生二噁英和呋喃等有毒有害氣體,故對(duì)焚化爐及空氣污染防治設(shè)施的設(shè)置規(guī)范要求較嚴(yán)格。
[0014]6.熱解處理
[0015]熱解法是在缺氧的環(huán)境下將廢棄PCB加熱(通常是350?900°C )使其分解。在高溫及缺氧狀態(tài)下產(chǎn)生有機(jī)物裂解反應(yīng),分子較大的物質(zhì)逐漸由于分子間化學(xué)鍵斷裂而生成分子量較低的分子,形成液態(tài)、氣態(tài)及固態(tài)生成物,熱裂解后的產(chǎn)物通常有氣體、油、碳及水4相。裂解后廢棄PCB中起黏結(jié)作用的有機(jī)物分解、揮發(fā),各種組分則成單離狀態(tài),易于以簡(jiǎn)單的破碎、磁選、渦電流分選等方法將其分選回收。裂解過程所產(chǎn)生的揮發(fā)氣體經(jīng)由反應(yīng)器中的排氣管排出,經(jīng)過油氣分離(冷凝)將可凝結(jié)氣體冷凝成油,不可凝氣體則經(jīng)處理后作為燃料利用,并經(jīng)二次燃燒室在1000°c停留2s,使其完全破壞后達(dá)標(biāo)排放。熱解回收是在一個(gè)沒有氧氣的密閉體系中進(jìn)行,因而抑制了二噁英、呋喃類物質(zhì)的形成,同時(shí)還原性焦炭的存在有利于抑制金屬的氧化物和鹵化物的形成,整個(gè)回收過程向大氣排放的有毒有害物質(zhì)比焚燒要低得多,并且熱解所得的熱解油和熱解氣經(jīng)過處理后可獲得化工原料或燃料,因此熱解回收電子廢棄物具有廣闊的發(fā)展前景,目前大多數(shù)研宄仍處于實(shí)驗(yàn)室階段。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0016]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于,針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷,提供一種廢印刷線路板中含金屬的粉料的回收處理方法。
[0017]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種廢印刷線路板中含金屬的粉料的回收處理方法,包括以下步驟:
[0018](I)將廢印刷線路板中含金屬的粉料裝入不銹鋼密封罐,送入反應(yīng)爐,通入燃料和氮?dú)?高壓空氣,并在800-900°C保溫1-2小時(shí),進(jìn)行熱解反應(yīng);
[0019](2)熱解反應(yīng)后,將不銹鋼密封罐送至強(qiáng)制冷卻區(qū)進(jìn)行強(qiáng)制冷卻;
[0020](3)不銹鋼密封罐冷卻至300-500°C時(shí),將不銹鋼密封罐進(jìn)行離心旋轉(zhuǎn),使大顆粒的錫、錫合金、鋁及鋁合金甩至不銹鋼密封罐的罐壁;
[0021](4)離心旋轉(zhuǎn)后,將不銹鋼密封罐冷卻至室溫,打開不銹鋼密封罐,挑揀出大顆粒的錫、錫合金、銷及銷合金;
[0022](5)將不銹鋼密封罐內(nèi)剩下的錫、鋁、銅等粉料經(jīng)破碎、風(fēng)選,除去碳和非金屬粉末;
[0023](6)將步驟(5)中得到的錫、鋁、銅等粉料經(jīng)過振動(dòng)風(fēng)選,收集篩上的小顆粒的錫、錫合金、鋁及鋁合金,并收集篩下的銅粉;
[0024](7)將步驟(6)中得到的銅粉經(jīng)傾動(dòng)爐的氧化還原精煉,除去爐渣,鑄錠即得到粗銅錠。
[0025]本發(fā)明所述的廢印刷線路板中含金屬的粉料的回收處理方法,其中,還包括對(duì)步驟(4)和步驟(6)收集得到錫、錫合金、鋁及鋁合金進(jìn)行熔析的步驟。
[0026]本發(fā)明所述的廢印刷線路板中含金屬的粉料的回收處理方法,其中,將錫合金通過化錫爐熔化,去除銅、鋁渣,得到錫錠。
[0027]本發(fā)明所述的廢印刷線路板中含金屬的粉料的回收處理方法,其中,將鋁合金通過化鋁爐熔化,去除銅、錫渣,得到鋁錠。
[0028]本發(fā)明所述的廢印刷線路板中含金屬的粉料的回收處理方法,其中,還包括對(duì)步驟(I)中進(jìn)行熱解反應(yīng)得到的廢棄的煙氣進(jìn)行洗滌凈化的步驟,該洗滌凈化依次包括逆向噴淋洗滌、石灰石中和、活性炭吸附、金屬除沫器處理的步驟。
[0029]本發(fā)明所述的廢印刷線路板中含金屬的粉料的回收處理方法,其中,還包括對(duì)步驟(I)中進(jìn)行熱解反應(yīng)中對(duì)反應(yīng)爐內(nèi)的燃料進(jìn)行回收處理步驟:用抽氣管將熱解反應(yīng)中產(chǎn)生的油氣抽出,并進(jìn)行沉降冷凝、凈化,將凈化的可燃?xì)怏w作為燃料加壓存儲(chǔ)至存儲(chǔ)罐中待用。
[0030]實(shí)施本發(fā)明的廢印刷線路板錫鋁銅粉料的回收處理方法,具有以下有益效果:
[0031]該廢印刷線路板錫鋁銅等粉料的回收處理方法不僅克服重金屬污染而且所有金屬得到回收利用。銅、錫及其錫合金、鋁及其鋁合金回收率都可以達(dá)98%以上。
【附圖說明】
[0032]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明,附圖中:
[0033]圖1是本發(fā)明較佳實(shí)施例的廢印刷線路板錫鋁銅等粉料的回收處理方法的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面,結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】,對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
[0035]本發(fā)明使用的廢印刷線路板中的含金屬粉料購(gòu)自湖南萬容科技股份有限公司。其中,該金屬粉料主要包括錫、鋁、銅等金屬以及少量的樹脂材料。經(jīng)檢測(cè),各種金屬占金屬粉料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)如下:銅38.03%,錫8.28%,鋁5.06%,鐵15.81 %等,本發(fā)明的主要目的在于回收金屬錫、鋁、銅。下面,將100kg金屬粉料采用本發(fā)明的回收處理方法進(jìn)行回收,并計(jì)算金屬錫、鋁、銅的回收率。
[0036]如圖1所示,一種廢印刷線路板中含錫鋁銅等粉料的回收處理方法,包括以下步驟:
[0037](I)將廢印刷線路板中含金屬的粉料100kg裝入不銹鋼密封罐,送入反應(yīng)爐,通入燃料、氮?dú)?高壓空氣,并在800-900°C保溫1-2小時(shí),進(jìn)行熱解反應(yīng)。具體地,首先通入的燃料在高壓空氣下燃燒,保溫1.5小時(shí),其過程通過對(duì)電磁閥的開關(guān)控制對(duì)不銹鋼密封罐內(nèi)進(jìn)行氮?dú)?用