废线路板回收详细方案

废线路板综合处理系统 一、概述 废线路板主要包括废覆铜板（CCL） 、废印刷线路板（PCB ） 、带有集成电 路和电子器件的印刷线路板卡。 废覆铜板：覆铜板是生产印刷线路板的原材料，主要由基板、铜箔、粘合 剂组成。基板的主要材料是合成树脂和增强材料，其中合成树脂主要有酚醛树 脂、环氧树脂、聚四氟乙烯等，增强材料一般有纸版和布质两种。基板的表面 是铜箔，铜箔采用机械加工和电沉积法生产，目前以电积法为主，铜箔厚度一 般为 18m、 25m、35m、70m 和 105m.铜箔用粘合剂牢固地粘覆在基板上， 就形成了覆铜板。目前我国大量使用的覆铜板有酚醛纸质覆铜板、环氧纸质覆 铜板、环氧玻璃布覆铜板、聚四氟乙烯覆铜板、聚酰亚胺柔性覆铜板，其中中 档以上的民用电器、仪器仪表采用环氧覆铜板，用量较大。中低档次的民用电 器多用酚醛纸质的覆铜板。废覆铜板实在生产过程中产生的残次品、边角料， 由于表面有压制的铜箔而呈现黄色，一般称为黄板。覆铜板含铜量不一，低的 约 15%，高的可达 70%以上，是一种回收铜的重要资源。 废印刷线路板：印刷线路板简称 PCB。通常把在绝缘材上按预订设计制成 印制线路、印制原件或两者组合而成的导电图形称之为印制线路。印制线路的 产品板称为印刷线路板。印刷线路板主要用于给集成电路等各种电子元器件固 定装配提供支撑、实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电器连接或电 绝缘等，同时为自动锡焊提供阻焊图形，为元器件插装、检查、维修提供识别 字符和图形。我们能见到的电子设备几乎都有 PCB，如计算器、电脑、通讯电 子设备、军用武器系统等，只要有集成电路等电子元器件，它们之间的电气互 连都要用到 PCB。常见的电脑板卡基本上是环氧树脂玻璃布基双面印制线路板， 其中一面是插装元件，另一面为元件脚焊接面，焊点一般很有规则。印刷线路 板在生产过程中产生的残次品就是我们常说的废印刷线路板，因主要呈绿色， 因此又称为绿板。在制作印刷线路板时，尽管一部分铜已经被腐蚀掉，而使印 刷线路板的含铜量比覆铜板要低，但是印刷线路板仍然是回收铜的资源之一。 废电路板卡：废电路板卡主要来自各种报废的电器，种类很多，常见的有 绿板和黄板，其中绿板主要是从废电视机、电脑、通讯设备中拆解下来的，价 值较高；黄板则主要是从录音机、音响设备、洗衣机、空调中拆解下来的，价 值较低。废电路板卡的成分比较复杂，除印刷线路板之外，还含有集成电路和 各种电子元器件，主要成分是二氧化硅、铜箔、铅、锡、铁微量的贵金属和塑 料、树脂、油漆等有机物质，因此处理难度比废覆铜板、废印刷线路板的处理 难度大。 本项目处理的废线路板全部来自电子厂线路板废品和切割边角料，主要为 废覆铜板和废印刷线路板，板上没有其他插件，主要由两种材料组成，一种是 金属材料，主要有铜、铝、锡等，约占总重量 10%；另一种是非金属材料，主 要有玻璃纤维、酚醛树脂或环氧树脂等，约占总重量 90%。 二、处理方法简介 （1）重力分选技术 该技术基于重力选矿的原理，首先将废板破碎到一定的粒度，然后以水为 介质，采用摇床对其进行处理，最终达到铜与玻璃纤维等增强材料分离的目的。 摇床是一个倾斜的纵向有许多平行的来复条或沟槽的床面，工作时借助机械动 力做不对称的往复运动，同时和薄层斜面水流联合作用，使颗粒在床面上松散、 分层、分带，并使矿物按照密度不同进行分选的过程。重力选矿法处理废覆铜 板的最终产品是铜粉，严格地讲是一种直径大约 2040 目的铜碎料。由于摇床 是一种选矿设备，在选矿过程中的最终产品是精矿，不是纯金属，因此采用此 法处理废电路板得到的铜粉含铜大约 85%95%。如果处理不含集成电路和元件 的电路板卡，则铜粉中含有少量的铁、铅和锡。 原料首先经过破碎机进行粗破碎，然后进入第二道破碎，使之成为粒度大 约为 2040 目的碎料。破碎过程中持续加水，不仅起到冷却设备的作用，而且 使碎料与水形成浆料，既避免了破碎过程粉尘的污染，也便于碎料直接流入下 一道工序。破碎之后形成的浆料进入摇 床进行重力分选，在震动和重力的作用 下，铜颗粒和碎玻璃纤维分离，铜颗粒溜入专门的收集池，定时从水中取出， 通过甩干机甩干，再经过干燥后得到最终产品铜粉。为提高回收率，通过第一 次摇床的物料还要经过第二次摇床，进一步回收其中的铜。第一次摇床得到的 铜粉质量较好，含铜量在 85%95%之间，第二次得到的铜粉杂质较高，一般含 铜量在 80%以下。分离完铜粉之后的碎玻璃纤维浆料进入多级沉降槽自然沉淀， 3 水循环使用。 经过多年的实践证明，重力选矿技术处理废覆铜板效果最好，处理印刷线 路板效果次之，但不能处理废电路板卡。目前一些企业在处理废电路板卡前， 往往先采用人工在简单的脱锡炉中脱锡，去掉电子元件后，再进行破碎处理。 随着电子工业技术的不断发展，覆铜板的成材率与印刷线路板的合格率都 在不断提高，产生的废覆铜板量逐渐减少。同时，由于报废机电产品的增加， 废电路板的数量也在迅速增加，今后处理量较大的将是废电路板卡。 采用重力选矿技术处理废电路板具有投资少、工艺简单的优点，但不能直 接处理废电路板卡。该技术产生的铜粉含杂质高，不便于直接利用，而且铜中 含有铅锡， 金属回收率低。此外，产生的玻璃纤维碎料难以处理，堆积过程中 会对环境产生影响。目前一些企业尝试将其制成砖等建筑材料或加工成其他材 料，但这些使用有机 粘合剂制成的材料寿命较短，一旦损坏，又将重新成为污 染源。 （2）火法熔炼技术 火法熔炼技术主要包括了鼓风炉熔炼、卡尔多炉熔炼、焚烧炉熔炼。火法 处理废电路板的优点在于充分利用了废电路板中的玻璃纤维，使其在熔炼过程 中起到熔剂的作用，并在熔炼过程中与杂质和其他熔剂形成稳定的硅酸盐炉渣， 解决了湿法处理被动处理玻璃纤维碎屑的问题。 鼓风炉熔炼技术 鼓风炉熔炼技术主要用于熔炼低档次的废铜，是传统的三段法中的一种， 也是目前国内处理废电路板的主要方法。该法可以同时处理废覆铜板、废印刷 线 路板和废电路板卡。将废电路板直接加入鼓风炉中，以焦炭为原料，加入石 灰石（或石灰）等熔剂，其中铁、钙分别与二氧化硅直接造渣，形成熔融状态 的炉渣。铜 则在还原气氛中被回收，最终形成粗铜锭。 废电路板卡中含有微量的贵金属，主要是金和银，铜是金银的良好捕集剂， 因此，在熔炼过程中贵金属熔于 铜熔体中进入炉缸。电路板卡中含有铅、锡合 金焊料，在还原气氛中，大部分锡可以很好的溶解在铜中，而铅则一部分进入 炉缸，另一部分进入炉渣。鼓风炉的最终 产物是粗铜锭，含铜量一般在 80%90%之间，含有微量的贵金属。铜锭由铜熔炼企业作为炉料，进一步回收 铜和贵金属。 废电路板中的玻璃纤维主要成分是氧化硅，在熔炼过程中起到熔剂的作用， 因此可以减少或基本不加氧化硅溶剂。在熔炼过程中，玻璃纤维与铁等杂质形 成硅酸盐渣，熔融的鼓风炉渣 主要成分是硅酸盐（硅酸钙和硅酸亚铁） ，经过 炉前水淬处理之后，形成直径大约为 510 毫米的水淬渣。水淬渣成分稳定，可 直接作为生产水泥的原料，也可作 为造船工业除锈的喷砂。不仅消除了其他方 法产生的碎屑污染问题，也提高了废玻璃纤维的利用价值。 目前鼓风炉处理废电路板存在的主要是环境问题。废电路板中含有大量有 机物，在燃烧过程中会产生二恶英，对环境造成影响。二恶英的生成温度大约 是 400-800,当温度大于 800是，二恶英分解，但在烟气缓慢降温时，有重 新合成的可能性，因此必须建立良好的环保处理系统。 卡尔多炉处理废电路板 卡尔多炉处理废电路板的先进性主要体现在金属回收率高和环境效益好等 方面，废电路板不经任何处理就可以直接作为炉料加入卡尔多炉。采用氧气顶 吹 的卡尔多炉以油或天然气为燃料，热效率高，同时利用有机物料燃烧产生的 热量，使能耗大幅度降低。产生的烟气不外溢，能得到良好的收集，还配备了 完善的环保 系统，使高温烟气在瞬间冷却至 400一下，消除了二恶英的污染。 为了解决废电路板燃烧烟气的异味，环保系统配备了活性炭吸附设施，消除了 烟气的恶臭。 卡尔多炉是间断操作，原料的含铜量可高可低，很适应处理废电路板，尤 其是处理带有电子元件的电路板卡效果更好，免去了人工拆除电子元件的过程。 在熔炼过程中，金、银等贵金属全部熔于铜中，提高了贵金属的回收率。卡尔 多炉的最终产物是粗铜，需要继续精炼才能得到精炼铜。 卡尔多炉优点很多，但由于投资大，设备折旧费高，只适宜大规模处理电 子废料，在中国很难应用于电子废料处理。 焚烧炉熔炼技术 废电路板熔炼过程中对环境的污染物主要来自有机物的燃烧，因此，该技 术的重点是在废电路板入炉之前对其进行预处理，将有机物燃烧掉，并对烟气 进行有效的处理，消除其对环境的污染，然后再对焚烧料进行熔炼处理。 5 日本一些铜熔炼企业采用焚烧熔炼技术处理废电路板，收到了良好的效 果。首先将废电路板在特制的焚烧炉中进行焚烧，温度约为 800，保证在焚 烧过程中铜、贵金属和玻璃纤维不熔化，使有机物充分燃烧。燃烧产生的烟气 进入二次燃烧室，在 1200的温度下继续燃烧，使二恶英分解。通过二次燃烧 室的烟气迅速 进入快速冷却设施，使烟气温度在几秒内降到 400以下，避免 了二恶英的再次合成，消除了污染。 经过焚烧之后的废电路板已经不存在有机物 的污染问题，最简单的处理方 法是作为再生铜的原料，可以作为配料加入阳极炉中，经过阳极炉熔炼、电解、 阳极泥回收贵金属等工序，使有价金属得到有效回收，其中铜、贵金属的回收 率达到 98%以上，是目前处理电路板回收率较好的技术。 再生铜熔炼过程中，需要加入造渣剂二氧化硅，废电路板中的主要杂质玻 璃纤维即二氧化硅，可以替代部分溶剂，熔剂与杂质造渣后形成硅酸盐，是生 产水泥的良好添加剂，也是造船工业的除锈剂（喷砂） 。 焚烧过程的，热能主要是废电路板中有机物的燃烧，可以大大降低能耗， 达到节能的效果。在焚烧开始时和温度低时需要补加少量的柴油作为燃料。 焚烧熔炼法已经成为日本再生铜企业处理废电路板的经典工艺。目前采 用的焚烧炉有两种一种是固定式的焚烧炉，另一种是回转式的焚烧炉，两者焚 烧的基本原理相同。 （3）湿法冶金技术 湿法冶金技术的基本原理主要是利用贵金属能溶解在硝酸王水或者其他 溶金试剂（含硫试剂、卤素试剂等）溶液的特点，将贵金属与其他物质相分离 并从溶液中予以回收。 湿法冶金工艺包括预处理、浸金和沉淀三个步骤。挑选电子废弃物中含贵 金属的电子板卡，用破碎机破碎至一定粒度，然后加热至 400左右除去有机 物。将经与预处理的部件浸泡在一定摩尔浓度的硝酸溶液中并加热，贵金属银、 贱金属和金属氧化物溶解在热硝酸溶液中，过滤，得到含银及其它有色金属的 硝酸溶液，用电解或化学方法回收银。用王水继续浸泡板卡，金、钯和铂溶于 王水中，过滤，滤液经蒸发浓缩后亚硫酸钠或草酸、甲酸、硫酸亚铁等还原剂 沉淀滤液中的金，然后用萃取或氨水沉淀溶液中钯和铂。 湿法冶金与火法冶金相比，具有废气排放少、提取贵金属后的残留物较易 处理、经济效益显著等优点，是比火法冶金应用更广泛的技术。湿法冶金技术 的主要缺点是化学试剂消耗大、工艺复杂，产生大量酸性废水，难以处理。 三、处理方案比选 为推荐处置难度小、运行成本低的废线路板处置技术，以下将从技术可靠 性、复杂程度、环境影响、处置成本等方面对上述三种工艺进行论证。 表 2.3-4 处置工艺比选一览表 比较项目 处理方案 技术可靠性 工程投资 环境影响 处置成本 重力分选技术 将废线路板破碎后 进行分选回收，工 艺简单、技术成熟、 可行。 一次性投资较小 物理分离，仅有 部分粉尘，环境 影响小 约 150 元/吨， 成本较低 火法熔炼技术 通过熔炉熔炼形成 铜锭，技术成熟、 工艺复杂行。 一次性投资大 火法熔炼，废气 产生量大，环境 影响较大 约 1000 元/吨， 成本高昂 湿法熔炼技术 通过化学溶剂将废 线路板中金、银、 铜等金属溶解，再 通过萃取等方法回 收，工艺复杂、技 术可行。 一次性投资较低， 但化学试剂消耗 量大 产生大量难处理 废水，环境影响 大，应用较少 约 500 元/吨， 成本一般 根据上述三种处置方案比选，采取火法熔炼技术方案，设备投资高、处置 成本高昂，不适合小规模废线路板处理；采取湿法熔炼技术方案，化学试剂消 耗量大，产生大量难处理废水，环境污染大，适合贵金属提炼，不适合覆铜线 路板处理；采用重力分选技术方案，工艺简单、处理成本低，适合废线路板和 覆铜板处理。因此，本方案推荐重力分选工艺。 四、工艺流程说明 本项目处理的废线路板为线路板企业生产中产生的废板、裁板边角料，还 未进行镀金等其他工艺，因此其主要成分为铜及纤维树脂粉。金属材料具有较 大的韧性，非金属材料都具有脆性，这一特性差异导致采用机械破碎时，金属 材料成为“卷型”颗粒，非金属材料为粉碎性破坏，当粉碎到一定细度时，金 属粉与非金属粉将呈完全剥离状态，同时由于金属材料与非金属材料的比重差 7 异较大，金属铜的比重为 8.9，非金属材料的比重则小于 2，利用空气将已剥离 的金属粉与非金属粉可以完全分离，铜粉回收利用，通过分离器和布袋除尘器 回收的非金属粉（主要为树脂、玻璃纤维）外卖给其他企业用作建材生产。 整个工艺流程如下： 废 线 路 板 粗 机 械 破 碎 细 机 械 破 碎 0 . 5 - 2 c m 的 细 碎 料 震 动 筛 3 0 - 1 0 0 目 的 混 合 粉 3 0 - 4 0 目 混 合 粉 4 0 - 5 0 目 混 合 粉 5 0 - 6 0 目 混 合 粉 6 0 - 1 0 0 目 混 合 粉 空 气 分 离 金 属 粉 空 气 分 离 金 属 粉 空 气 分 离 金 属 粉 空 气 分 离 金 属 粉 旋 风 分 离 器 非 金 属 粉 委 外 处 置 布 袋 除 尘 器 图 2.3-5 废线路板处理工艺流程图 （1）破碎部分 粗粉碎。废线路板由粗粉碎机粉碎，出料约为 0.5-2cm 的碎料，由鼓风 机输送至料仓，再由振动给料器输送至细粉碎机入口。 细粉碎。破碎由细粉碎机粉碎，细粉碎机粉碎后的料主要包括 30-100 目 的粉。细粉碎后的粉碎料通过密闭输送至振动筛。 振动筛。粉碎料进入振动筛的进料口后，由振动筛把粉料分成四级，即： 30-40 目混合粉、40-50 目混合粉、50-60 目混合粉、60-100 目混合粉。 （2）分离部分 四种不同细度的混合粉分别通过密闭输送至料仓，由振动给料器输送至空 气分离器，由空气分离器分离出金属粉和非金属粉，空气分离器产生的粉尘经 布袋除尘器处理后排放。非金属粉再经旋风分离器分离出大直径颗粒回收，其 产生的含尘废气经布袋除尘器处理后排放。 （3）除尘部分 除尘系统由负压吸气管、布袋除尘器等组成。在料仓、进料口等处设置负 压吸气管进行抽吸，并接入布袋除尘器处理；空气分离器排气、旋风分离器产 生的废气也经布袋除尘器处理，处理完毕后通过引风机高空排放。 五、工艺单元设计 （1）分选处理车间 分选处理车间用于废线路板和覆铜板的临时储存和处理。分选处理车间按 照功能分三个区域，即原料储存区、重力分选区和产品包装区，其中原料储存 区设计按3天的储存时间考虑，总面积20m 2。 污泥干化车间建筑面积252m 2，BLH=21m12m 9m。车间按照丙类 设防，车间地面及墙裙（四周墙裙高1.0 m），考虑防渗（地面做环氧地坪漆， 厚度不小于2.5mm，墙裙壁涂地坪漆厚度不小于1.5mm。）、防酸碱腐蚀。 （2）重力分选系统 本系统选用成套重力分选设备，主要由物料输送机、破碎机、分选机和打 包系统组成，日总处理能力 10t/d，铜回收率 99%，分选过程产生的粉尘通过旋 风除尘器捕集。