一种废弃电路板金属资源的回收方法与流程

本发明属于二次资源回收利用领域，具体涉及一种废弃电路板金属资源的回收方法。

技术背景：

经济的发展和科技的进步使得电子工业迅猛发展，给人类的生产、生活方式带来了深刻的变革。同时由于电子产品的更新换代周期不断缩短，大量的电子产品在达到使用寿命后报废成为了电子废弃物，由此产生的电子废弃物每年以18％的速度增长，成为世界上增长最快的垃圾之一。废弃电路板是电子废弃物中成分和结构最为复杂、同时也是最难处理的部件，如果不加处理、任意堆放或填埋或处理不当将给周围的环境带来很大的威胁；此外，我国正在大力发展循环经济，倡导建立资源节约型社会，以缓解人口、资源、环境对社会可持续性发展带来的巨大压力。废弃电路板的综合处理与回收利用已成为资源环境领域的一个重要课题。

电子废弃物是一种含有稀贵金属、基本金属和塑料等的资源富集体。据统计，随意搜集的1t废弃电路板中大约含有272kg塑料、130kg铜、66kg铝、0.45kg黄金、41kg铁、30kg铅、20kg锡、18kg镍、15kg锌、10kg锑等，由此可见，电子废弃物可资源化程度很高，具有极高的经济效益。在资源日趋耗竭的情况下，将电子废弃物作为二次资源回收再利用，无论是对减少环境污染，还是对缓解资源供求矛盾来说，均具有十分重要的意义。

目前，废弃电路板的资源回收产业化技术主要是干式机械法。经过机械破碎磨碎、气流分选，静电分选等物理方法处理后，电子废弃物中的金属和非金属基本实现了分离，得到了混合金属粉。然而电子废弃物金属的资源化目的是得到较纯的金属，因此，在金属与非金属分离的基础上，有必要对混合金属粉进行再分离提纯。

经分选后，金属粉末中存在Cu、Fe、Al、Pb、Sn、Zn、Ni、贵金属(如Au、Ag、Pd、Pt，这些混合金属粉末主体为Cu，其次是焊锡(即Pb和Sn)和锌等，有必要进行分离处理。

关于金属混合粉的分离提纯，主要有湿法冶金、电解等技术手段。以上方法虽然能实现金属混合物的分离和回收，但处理流程长，要消耗大量的化学试剂，产生大量废液，容易造成二次污染。

因此，需要研发一种更加高效、低成本且经济友好的方法，解决废弃电路板金属资源回收的问题。

技术实现要素：
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本发明所要解决的技术问题是提供一种方法简单、无污染、成本低、回收率高的废弃电路板金属资源的回收方法。

本发明一种废弃电路板金属资源的回收方法是采用下述方案实现的：

(1)将废弃电路板整体进行机械破碎得到2mm以下的粉末，利用磁选机进行除铁，再利用静电分选机进行金属与非金属分离，得到废弃电路板金属粉末；

(2)将废弃电路板金属粉末置于离心机的容器中的带有筛孔的空心离心转鼓，同时将柴油加入离心机的容器底部，柴油浸没整个离心转鼓；对容器进行加热，升高温度至260℃，通过离心机将废弃电路板金属粉末中熔化的焊锡进行离心分离，焊锡进入容器底部；

(3)从离心转鼓中取出金属粉末，将其置入顶部设有冷凝器的真空蒸馏装置，加热温度至950℃，体系压力为10kpa，保温处理40min，金属粉末中的柴油挥发后从真空蒸馏装置顶部出口逸出，进入冷阱液化为柴油；金属粉末中的锌在真空状态下蒸发气化，通过顶部冷凝器收集回收；

(4)从真空蒸馏装置顶部冷凝器刮落冷凝锌，收集底部金属粉末。

本发明一种废弃电路板金属资源的回收方法，所述废弃电路板选自基板材料为酚醛树脂的印制电路板。

本发明一种废弃电路板金属资源的回收方法，所述离心机的转速为400-600rpm，处理时间为10-15min。

本发明一种废弃电路板金属资源的回收方法，所述冷阱温度为-20-0℃。

本发明一种废弃电路板金属资源的回收方法，所述真空容器中加入的柴油为轻柴油，沸点范围为180-370℃。

一种废弃电路板金属资源的回收方法，使用的离心分离装置包括电机、旋转轴、带有筛孔的空心离心转鼓、容器，所述旋转轴一端设有带有筛孔的空心离心转鼓并延伸至容器的空腔中，另一端与电机主轴连接；在所述容器和电机之间的旋转轴上设有套装在旋转轴上的动密封套，所述带有筛孔的空心离心转鼓为空心圆柱体，其侧面和底面设有筛孔。

一种废弃电路板金属资源的回收方法，使用的真空蒸馏装置包括真空反应器、顶部冷凝器、顶部出气口、冷阱和真空泵，所述的顶部冷凝器为循环水冷装置，所述的顶部出气口通过管道依次与冷阱和真空泵相连。

采用上述技术方案的一种废弃电路板金属资源的回收方法，其工作原理简述如下：

本发明将废弃电路板的金属资源进行了分离回收，具体将磁选后的金属粉末进行分离焊锡和锌的处理，得到较高纯度的铜为主体成分的金属资源；

首先采用油浴离心分离，将金属粉末中的焊锡熔化，采用离心分离的方式，将熔化后的焊锡进行分离，在此步骤中，熔融状态的焊锡只需要通过外力作用即可进入油中，转鼓旋转使得容器中的柴油不断搅动，对转鼓中的熔融焊锡产生外力作用，熔融焊锡即可从转鼓上的滤孔通过进入油中实现分离过程。与现有技术的对废弃电路板进行油浴离心分离不同的是，前者需要完全依靠离心力作用分离，因为其粘附在电路板的焊孔中；而本发明对金属粉末进行油浴分离焊锡，不存在焊孔阻力，完全解析在粉末中，只需要外力搅动液体油，熔融态的锡在离心力作用下即可快速分离。

然后采用真空蒸馏分离锌和油浴分离过程中附带的柴油，柴油由于沸点低，在370℃以下即可快速经过挥发，逸出反应器，冷却为液体油；金属粉末中的锌在950℃时，在真空状态下已达到饱和蒸汽压，蒸发进入反应器上部，遇到顶部冷凝器冷却为单质锌。

本发明的有益效果是：

采用油浴分离+真空分离的方式分离焊锡和锌，整个过程未采用湿法工艺，不会造成二次污染；采用的方法和装置简单、无污染、成本低、效率高，通过对整体破碎废弃电路板金属粉末进行分离焊锡和锌，提高了回收的金属资源纯度，利于后续贵金属的提纯处理，适用于工业化应用。

附图说明：

图1为一种废弃电路板金属资源的回收方法的工艺流程图；

图2为一种废弃电路板金属资源的回收方法的离心分离装置示意图；

图3为一种废弃电路板金属资源的回收方法的真空蒸馏装置示意图；

图2中，1为带有筛孔的离心转鼓、2为容器、3为动密封套、4为电机、5为旋转轴、6为柴油；

图3中，7为真空反应器内腔、8为加热装置、9为真空反应器、10为顶部冷凝器、11为顶部出气口、12为冷阱、13为真空泵。

具体实施方式：

将基板材料为酚醛树脂的废弃电路板整体进行机械破碎得到2mm以下的粉末，再利用磁选机进行除铁，利用静电分选机进行金属与非金属分离，得到废弃电路板金属粉末；将废弃电路板金属粉末1kg置于离心机的容器(2)中的带有筛孔的空心离心转鼓(1)，同时将柴油加入离心机的容器底部，柴油(6)浸没整个离心转鼓(1)；对容器(2)进行加热，升高温度至260℃，通过离心机将废弃电路板金属粉末中熔化的焊锡进行离心分离，转速为500rpm，处理时间为12min，焊锡进入容器底部；然后从离心转鼓(1)中取出金属粉末，将其置入设有顶部冷凝器(10)的真空蒸馏装置的真空反应器内腔(7)，加热温度至950℃，体系压力为10kpa，保温处理40min，金属粉末中的柴油挥发后从真空蒸馏装置顶部出气口(11)逸出，进入冷阱(12)，冷阱温度为-10℃，液化为柴油；金属粉末中的锌在真空状态下蒸发气化，通过顶部冷凝器(10)收集回收；从真空蒸馏装置顶部冷凝器(10)刮落冷凝锌，收集真空反应器(9)底部金属粉末。