一种废旧电路板资源化处理装置和方法与流程

本发明涉及资源回收循环技术领域，特指一种废旧电路板资源化处理装置和方法。

背景技术：

目前，废电路板回收处理方法一般采用直接掩埋法、焚烧法、水洗及裂解等方法，但都有有毒物质释放，易造成空气或土壤等环境的严重二次污染，国家环保政策也是不允许这样做的或者说是限制这些处理模式的。国际上推行回收处理废弃电路板的最佳方法是物理方法，这种方法最显著的特点是环境污染小、综合利用率高、附加值大等优点，是未来电子废弃物处理的发展趋势；其劣势是处理成本略高于焚烧或者水洗的回收处理模式。由于废旧电路板韧性较大，多为平板状，很难通过一次破碎使金属与非金属分离，且它所含物质种类较多，分离分解工艺复杂，这些特点决定了废旧电路板的回收处理具有一定的难度。

目前国内已有的回收处理设备，大部分工艺技术还不成熟，有的属中试或实验阶段，目前也只是做到分解及对烟气的处理这一块，没有进一步调控设备，降低能耗，资源回收利用等，导致这些处理设备存在着能耗过高、产能低，污染排放不符合标准等缺陷。

技术实现要素：

本发明提供一种废旧电路板资源化处理装置和方法，通过特殊设计的自还原熔炼炉结构和分区气氛控制，以达到降低炉渣的铜含量，提高有价金属的回收率，减少还原剂和燃料的消耗的目的，工艺流程短、系统烟气量少、成本低、节约能源，具有产业化前景。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明为一种废旧电路板资源化处理装置，主要包括破碎机、自还原熔炼炉、罗茨鼓风机、及烟气处理装置，所述自还原熔炼炉主要由熔炼炉、熔炼喷枪、直升烟道、旋风分离器、燃烧换热塔组成，熔炼炉顶部设有加料口、保温枪口、取样口，直升烟道与旋风分离器入口连接，旋风分离器出口连接燃烧换热塔，燃烧换热塔内部设有空气换热器，燃烧换热塔上部设有热空气出口通过管道与进入熔炼炉的熔炼喷枪连接。

上述方案中，烟气处理装置包括依次连接的烟气急冷器、活性炭喷射器、布袋收尘器、引风机、碱液淋洗塔、电除雾器、烟囱，所述烟气急冷器的入口与燃烧换热塔的烟气出口连接。

进一步的，旋风分离器底部排放口具有第一卸灰阀，且卸灰阀出口通过碳粒输送通道与熔炼喷枪相连。

进一步的，碳粒输送通道进料端与吹风机连接。

进一步的，熔炼炉下部设有溢流排渣口、放铜口、排空口。

进一步的，燃烧换热塔顶部设有紧急排放口、底部设有排放口，且排放口设有第二卸灰阀，燃烧换热塔下部设有烟气出口和冷空气入口，燃烧换热塔上部还设有二次风口，且冷空气入口、二次风口均与罗茨鼓风机连接。

本发明的一种废旧电路板资源化处理方法，主要包括以下步骤：

步骤一：不同规格、尺寸的废旧电路板经由破碎机破碎至一定粒度，由加料口加入到自还原熔炼炉中，调节熔炼工艺风量，维持熔炼炉内为还原性气氛，电路板中有机物碳链上的卤素元素首先从碳链上脱离出来进入烟气，然后有机物发生碳化反应生成碳粒；

步骤二：电路板中的铜、锡及金银等金属熔融脱落直接进入熔炼炉中熔池的金属层内，金属氧化物与返回的碳粒发生反应生成金属单质进入熔池金属层内，无机化合物形成炉渣进入熔池熔渣层，炉渣和熔融金属分别从熔炼炉下部的排渣口和放铜口排出，炉渣水淬成水淬渣，熔融金属铸锭得到富集了贵金属的铜锭；

步骤三：熔炼烟气进入旋风分离器，碳粒被分离收集下来，经第一卸灰阀和碳粒输送通道进入熔炼喷枪，与由燃烧换热塔的热空气出口出来的熔炼工艺风一起进入熔池；

步骤四：分离碳粒后的熔炼烟气进入燃烧换热塔，罗茨鼓风机通过二次风口鼓入足够的压缩空气，烟气充分燃烧，冷的熔炼工艺风从燃烧换热塔下部的冷空气入口进入空气交换器中，预热后的熔炼工艺风从燃烧换热塔上部的热空气出口排出，与碳粒一同从熔炼炉的熔炼喷枪加入熔池中；

步骤五：充分燃烧后的烟气经烟气急冷器急冷降温、活性炭喷射器吸附处理、布袋除尘器脱尘、碱液淋洗塔脱酸、电除雾器脱水、处理后通过烟囱进行排空，且该过程通过引风机对烟气进行引导及加速。

上述步骤三中，碳粒输送通道中的碳粒经过吹风机鼓入空气进行打散、加速的状态下往熔炼喷枪方向运动。

本发明的有益效果为：废旧印刷电路板进入自还原熔炼炉后，电路板中的有机物受热首先脱除卤素然后发生碳化反应生成碳粒，碳粒在旋风分离器中被捕集，熔炼烟气二次燃烧室内设置空气换热器，利用废旧印刷电路板自身燃烧产生的热量将熔炼工艺空气预热至一定温度，然后碳粒作为还原剂与高温气体通过熔炼喷枪一同加入到自还原熔池熔炼炉，将废旧印刷电路板有价金属氧化物还原为金属单质，提高了有价金属的回收率，且增加自还原熔炼炉的热量供应，减少了系统烟气量，节约能源。熔炼烟气在燃烧换热塔内充分燃烧，将废旧电路板中的有机物彻底分解为二氧化碳和水，消除了二噁英在后续工序再次合成的可能性。

附图说明：

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为本发明中自还原熔炼炉的结构示意图。

附图中各标记为：破碎机1、吹风机3、急冷器4、活性炭喷射器5、布袋收尘器6、碱液淋洗塔7、电除雾器8、烟囱9、罗茨鼓风机10、熔炼炉21、熔炼喷枪22、直升烟道23、旋风分离器24、燃烧换热塔25、引风机61、加料口211、保温枪口212、取样口213、溢流排渣口214、第一卸灰阀241、碳粒输送通道242、放铜口215、排空口216、紧急排放口251、烟气出口252、冷空气入口253、二次风口254、排放口255、第二卸灰阀256。

具体实施方式：

为了使审查委员能对本发明之目的、特征及功能有更进一步了解，兹举较佳实施例并配合图式详细说明如下：

请参阅图1、图2所示，系为本发明之较佳实施例的结构示意图，本发明在开炉时主要采用煤、或焦炭作为还原剂，之后均由所回收的碳粒作为还原剂即可。

本发明为一种废旧电路板资源化处理装置，主要包括破碎机1、自还原熔炼炉、罗茨鼓风机10、及烟气处理装置，所述自还原熔炼炉主要由熔炼炉21、熔炼喷枪22、直升烟道23、旋风分离器24、燃烧换热塔25组成，所述除尘装置包括依次连接的烟气急冷器4、活性炭喷射器5、布袋收尘器6、引风机61、碱液淋洗塔7、电除雾器8、烟囱9，所述烟气急冷器4的入口与燃烧换热塔25的烟气出口250连接。

其中，熔炼炉21顶部设有加料口211、保温枪口212、取样口213，熔炼炉21下部设有溢流排渣口214、放铜口215、排空口216，熔炼炉21上方的直升烟道23与旋风分离器24入口连接，旋风分离器24出口连接燃烧换热塔25，燃烧换热塔25内部设有空气换热器，燃烧换热塔25下部设有烟气出口252和冷空气入口253，燃烧换热塔25上部还设有二次风口254，且冷空气入口253、二次风口254均与罗茨鼓风机10连接，通过二次风口254鼓入足量的空气使熔炼烟气在燃烧换热塔25内充分燃烧，燃烧换热塔25上部的热空气出口与进入熔炼炉21的熔炼喷枪22连接，将熔炼工艺热风回收并输送至熔炼喷枪22处，与旋风分离器24中分离出来的碳粒一同进入熔池中。

燃烧换热塔24顶部还设有紧急排放口251，当燃烧换热塔25内发生爆炸等异常情况时可紧急释放，位于燃烧换热塔25下部的冷空气入口253连接罗茨鼓风机10，通过该连接方式，使二次燃烧的高温气体回收为热源利用，而燃烧换热塔25底部底部设有排放口255，且排放口255设有第二卸灰阀256，烟气急冷器4的入口与燃烧换热塔25的烟气出口252连接，通过后序一系列烟气处理设备，对烟气进行除尘、脱水、净化，达到符合空气排放的标准。

上述旋风分离器24底部排放口具有第一卸灰阀241，且卸灰阀241出口通过碳粒输送通道242与熔炼喷枪22相连，于碳粒输送通道242进料端设有吹风机3，当第一卸灰阀241打开时，碳粒进入输送通道242中，为了避免碳粒挤压下落造成通道堵塞，通过吹风机3鼓入压缩空气可使碳粒分散，且向下加速运行。

本发明的一种废旧电路板资源化处理方法，主要包括以下步骤：

步骤一：不同规格、尺寸的废旧电路板经由破碎机1破碎至一定粒度，由加料口211加入到自还原熔炼炉中，调节熔炼工艺风量，维持熔炼炉21内为还原性气氛，炉顶负压为-20Pa，炉中熔池温度为1150-1250℃，电路板中有机物碳链上的卤素元素首先从碳链上脱离出来进入烟气，然后有机物发生碳化反应生成碳粒；

步骤二：电路板中的铜、锡及金银等金属熔融脱落直接进入熔炼炉21中熔池的金属层内，金属氧化物与返回的碳粒发生反应生成金属单质进入熔池金属层内，无机化合物形成炉渣进入熔池熔渣层，炉渣和熔融金属分别从熔炼炉21下部的排渣口214和放铜口215排出，炉渣水淬成水淬渣，熔融金属铸锭得到富集了贵金属的铜锭；

步骤三：熔炼烟气进入旋风分离器24，碳粒被分离收集下来，经第一卸灰阀241排放出来，通过碳粒输送通道242进入熔炼喷枪22，把所回收的碳粒作为还原剂使用，且碳粒输送通道242中的碳粒通过吹风机3鼓入的压缩空气进行打散、加速的状态下往喷枪22方向运动，并与由燃烧换热塔25的热空气出口出来的熔炼工艺风一起进入熔池；

步骤四：分离碳粒后的熔炼烟气进入燃烧换热塔25，罗茨鼓风机10通过二次风口254鼓入足够的压缩空气，烟气充分燃烧，冷的熔炼工艺风从燃烧换热塔25下部的冷空气入口253进入空气交换器中，预热后的熔炼工艺风从燃烧换热塔25上部的热空气出口排出，与碳粒一同从熔炼炉21的熔炼喷枪22加入熔池中，而燃烧换热塔25所排出的烟气温度大于850℃，且含氧量约为8%，烟气在燃烧换热塔25内停留时间大于5秒；

步骤五：充分燃烧后的烟气经烟气急冷器4急冷降温、活性炭喷射器5吸附处理、布袋除尘器6脱尘、碱液淋洗塔7脱酸、电除雾器8脱水、处理后通过烟囱9进行排空，且该过程通过引风机61对烟气进行引导及加速。

当然，以上图示仅为本发明较佳实施方式，并非以此限定本发明的使用范围，故，凡是在本发明原理上做等效改变均应包含在本发明的保护范围内。