电路板回收设备.doc

利用物理方法回收利用废弃线路板和电路板的成套技术和设备从2003年起，我国已进入废旧计算机、手机等电子废弃物排放高峰期。废旧计算机主板和线路板（PBC）是其中的主要废弃物，在其处置过程中，如何减少环境污染，回收利用其中的资源已经成为亟待研究的课题。用物理方法对城市固体废弃物的破碎解离分选，是化学、火冶、热解方法的前期处理技术，具有投资少，环境污染小的特点，是目前电子废弃物处理的发展趋势。一、回收废旧印刷电路板中有价资源的原则流程 回收废旧印刷电路板中有价资源的原则流程如图所示： 1.将拆除了电器元件的废旧印刷电路板投入ZKB双辊式剪切破碎机粗碎，该破碎机的对辊表面有直齿，两个辊的直齿互相咬合，咬合部分有刀口，对进入破碎腔的物料破碎成2020mm左右的碎片。 2.粗碎后碎片送入ZKB破碎机细碎，此时废旧印刷电路板中的有价成分基本解离。细碎物料的成分主要是密度1.5g/cm3以下的塑料、树脂，和密度5.0g/cm3以上的铁、铜、合金。 3.采用干法磁选机分选细碎物料，选出铁磁性物质。 4.将选出铁磁性物质后的细碎物料送入ZKB高频振动气力分选机，按照密度差别分选出重产物-铜、合金和轻产物-塑料、树脂。ZKB高频振动气力分选机产生高振频、低振幅的振动。床面上铺设不锈钢编织筛网，从分选床下方鼓入上升气流，床面结构和振动方向的综合作用使物料不断翻转松散，有利于按密度分层。将非金属物质树脂、塑料和金属物质铜、合金分别收集。 5.将非金属物质热解，回收其中的能源和非金属材料。 二、主要设备介绍 (电路板回收设备;旧电路板回收设备;废旧电路板回收设备;废电路板回收设备的相关设备介绍)1.ZKB剪切破碎机 ZKB系列剪切破碎机是一种用于破碎韧性好、硬度高、不易弯曲的平板状物料的双辊式剪切破碎机，粗碎产物可以根据用户的要求为3030mm，2020mm到55mm左右的碎片。该机主要由电动机、减速系统、工作辊子等部分组成。电动机经摆线针轮减速机，通过齿轮驱动辊子相向转动对物料进行破碎。破碎机有自动反转的功能，当有物料卡住双辊时，自动反转。本破碎机还可配有变频调速器，用于调整辊子的转速。特别适合于破碎废弃印刷电路板、印刷线路板，废电池，废轮胎及其他的电子废弃物。该设备的特点是：结构简单，耗电低，操作维护方便，振动小，粉尘和噪音小，过粉碎少，产物无过大块。 2.ZKB细碎机 ZKB细碎机的功能是将韧性好、硬度高的粗碎产物进一步破碎到2mm以下，使金属和非金属解离，以利于进一步分选。由于采用冷却方法降低破碎产物温度，降低了破碎功耗，减少了有毒气体排放。 与其他细碎机相比，ZKB细碎机有动力消耗低，振动小，噪音低等优点。 3.ZKB高频气力分选机 ZKB高频气力分选机是一种复合力高频振动空气为介质的分选设备，主要根据密度差别对破碎解离后电路板、线路板进行按密度分选，分离金属，特别是铜。该设备利用重力、振动力、风力等综合作用使物料松相关设备散；利用床面形状及背板等作用，使物料作螺旋运动，能有效的按照密度分选，提高细粒级的分选效果。 利用实验室用高频气力分选机分选粒度2.80.25mm的物料，通过一次分选，可以得到非金属（塑料、树脂）含量80%的轻产物和金属含量73%的重产物，结果是令人满意的。而且其分选粒度范围宽，分选下限低，辅助系统简单，投资和运行费用低。 三、建厂技术经济分析 废旧主板上元件的插脚处含有金，将这部分元件拆除用化学方法可以回收其中的金。 拆除元件的主板采用粗碎，细碎，分选等方法大约可以回收56%的铜，18%的其他金属，有显著的经济效益和环境效益。以铜为例，我国是个缺铜的国家，我国每年要进口200万吨铜精矿和大约130万吨阴极。我国铜矿品位大约0.5%，炼出1吨金属铜需要200吨铜矿石，而开采一吨铜矿石的同时要产生3吨废石。因此从废弃物中回收1吨废铜相当于减少600吨废渣。一吨废铜的售价超过一万元。 5吨/日的分选厂设备投资130万元，电机功率100kw。 摘要 研究了用物理方法处理回收废旧印刷电路板的设备和工艺，主要包括废旧印刷电路板的破碎和解离、用干法和湿法分选技术分离金属和非金属等。研究发现，破碎到1.2 mm时，废旧主板可以基本解离，破碎产物中约含有6%的铜、18%的其他金属、76%的非金属；铜主要分布在0.5 mm粒级中；高频气力分选机可以有效地将非金属和金属分离，而且其分选粒度范围宽、分选下限低、运行费用低，是比较理想的干法分选设备。 关键词 废旧印刷电路板 机械方法 破碎 干法分选 浮选 印刷电路板(PCB)主要用于计算机、手机、消费类电子产品和电信产品等。随着经济和信息技术的发展，我国PCB工业也迅速发展，生产企业已经超过500家1。 当前，世界已有1.25亿台旧计算机等待处理，而家用电器、手机、寻呼机等设备的报废问题也十分突出。专家预测，从2003年起，我国已进入第一个废旧电器高峰年，每年进入更新换代期的冰箱、洗衣机、电视机都在500万台左右；个人电脑的经济寿命只有2年左右, 每年需要报废700万台；同时未来3年内，上千万部手机也会进入淘汰期。加上在PCB的生产过程中产生的边角料与废品，废旧PCB的产量比较可观，而且与日俱增。 废旧电路板是典型的电子废弃物，填埋时占用大量空间，其中的金属及高分子有机物在自然条件下很难降解，有害成分通过水、大气、土壤进入环境，给人类健康和生态环境造成潜在的、长期的和不可恢复的危害。 固体废弃物减量化、无害化和资源化是我国的国策，物理方法具有投资少、环境污染小等特点，是化学、火冶、热解方法的前期处理技术，是电子废弃物处理的发展趋势。但目前我国缺少系统的技术和设备，回收利用比例低，迫切需要加强相关理论，工艺与设备方面的研究。1 PCB的破碎解离特性 PCB的种类较多，基板主要是单层或多层，玻璃布基或复合基环氧树脂覆铜板，上面有塑料引脚。PCB所含的金属包括基本金属（铝、铜、铁、镍、铅、锡和锌等）、贵金属和稀有金属（金、银、钯、铑、硒）等，其中铜的含量较高。塑料的主要成分主要为25%左右的C-H-O聚合物（聚乙烯、聚丙烯、聚脂、聚碳酸脂和酚醛等）、含量小于5%的卤化物和含量小于1%的含氮聚合物。惰性氧化物的主要成分为约15%的硅酸、约6%的氧化铝及约6%的碱和碱性氧化物、约占3%的其他氧化物如碳酸钡和云母等2。 不同电子设备的电路板中元素的组成和含量不同。如电视机中PCB的贵金属含量比计算机少，铁、铅和镍的含量多。据笔者研究，电脑主板和线路板中的主要成分是树脂和玻璃纤维、塑料、铜、铁、合金等。显而易见，用物理方法分离不同物料的前提是使不同组分破碎解离。 机械破碎施力种类因物料性质、粒度及粉碎产品的要求而不同。对韧性物料，一般用剪切或高速冲击；对多组分物料，一般用冲击作用下的选择性破碎。废旧电路板与煤炭、脉石的性质明显不同，主要表现在以下几方面：电路板的硬度较高、韧性较好；有良好的抗弯曲性能；多为平板状，很难通过一次破碎使金属与非金属分离；所含物质种类较多，解离后金属有缠绕现象等。这些特点决定了PCB的破碎与天然矿石破碎不同。选矿常用的圆锥破碎机、颚式破碎机、辊式破碎机不适合破碎电路板，冲击式破碎机和锤式破碎机采用冲击破碎的原理，可以用于电路板的细碎，但国内仍没有技术成熟的可用于废旧电路板粗碎的破碎机。为此笔者开发了ZK-1剪切破碎机进行粗碎，再利用冲击破碎机细碎。 图1为ZK-1剪切破碎机的外形图，图2为电路板破碎产物中0.5 mm不同粒度不同组分占全样的比例。表1为废旧电路板破碎物中金属与非金属在不同粒级中的分布。结合图像分析结果，得到的结论是：破碎到1.2 mm时废旧主板可以基本解离；解离后得到的塑料主要来自插槽，由于塑料相对较脆，容易破碎，在大于0.5 mm粒级中所占的比例最大；树脂是基板的主要成分，但韧性较大，在细粒级中的比例较高；大于0.5 mm物料中的金属主要是针状引脚，以1.20.5 mm粒级最多，小于0.125 mm物料中金属含量很低；铜是废旧电路板中数量较大、价值较高的金属，富集在0.500.25 mm与0.2500.125 mm两个粒级中，其含铜量分别为20.33%和22.77%。 由表1废旧电路板破碎物中金属与非金属在不同粒级中的分布可知，破碎产物中，铜的含量为5.78%，其他金属的含量为18.02%，非金属含量为76.2%。铜主要分布在0.5 mm粒级中。 回收废旧主板中的铜和其他金属有显著的经济效益和环境效益。以铜为例，我国铜矿多为贫矿，品位大约0.5%，炼出1 t金属铜需要200 t铜矿石，而开采1 t铜矿石的同时要产生3 t废石。因此，从废弃物中回收1 t废铜相当于减少600 t废渣。废旧电路板收购价格:含金银的价格高一些,每公斤50元以上,其它的价格在3-30元/公斤左右,主要提炼的材料是贵金属和有色金属与拆元器件:废旧的电路板上有各种芯片、电容、极管等零部件，可以回收利用。同时板上还有镀金、锡焊料、铜骨架等各种金属。废旧电路板的回收利用主要集中在北林一带进行。其回收的主要流程如下： 工序A：回收各类芯片、电容、极管。（主要在浙,广一些地区） 第一步：加热：将电路板放在放在煤炉上加热至软化； 第二步：提取：提取各种芯片，以及电容、极管等电子元件； 第三步：分类：对各种芯片和电子元件进行分类； 流向及用途：转手深圳、东莞的电器厂，直接用于生产新产品； 工序B：提取焊料。（主要在南方地区） 第四步：加热：将已经去除各种芯片和电子元件的电路板放在隔有铁板或者平底锅的火炉上继续加热。上面的锡等焊料会熔化滴在平底锅或者铁板上，将其收集熔化后出售。 工序C：提取黄金：（主要在郊外，目前这种类型的生产极为隐蔽） 第五步：酸浴：电路板上的各种东西已经被取下，如电路板上有镀金部分，则将其投入强酸溶液中； 第六步：还原：将强酸中的黄金还原成低纯度的黄金； 第七步：加热提炼：将低纯度的黄金进行进一步提纯，制成纯度较高一些的黄金； 流向及用途：出售用作工业黄金。 工序：提取铜。（收集后运往清远冶炼） 第八步：收集：收集各种已经去除了所有附属物的含铜电路板； 第九步：转运及冶炼：转运到清远进行高炉冶炼，冶炼成低品质的铜合金； 流向及用途：出售给株洲等地的冶炼厂进行分离、冶炼