专利名称：用于废物处理的干馏设备的制作方法
本申请是申请号为99126403.7，申请日为1999年12月13日，发明名称为“从废印刷线路板分离金属处理方法，和用于废物处理干馏设备”的发明专利申请的分案申请。
本发明涉及从废印刷线路板分离金属材料，如铜箔、焊剂和电子元件的方法，废印刷线路板可从使用过的电器产品，或在制造过程中产生的如劣质产品或废品中回收。
本发明还涉及用于加热和干馏含金属的树脂复合物，并分离金属和树脂组分的干馏设备。
而且，本发明涉及来自将含可燃性有机物质的废物加热和干馏为碳酸盐以降低其重量的设备的干馏气体的净化技术。
在控制的土地填埋点埋入地下目前是普遍采用的处理废印刷线路板，如使用过的电器产品中的印刷线路板的方法。由于控制土地填埋点需要在填埋点周围配备隔离片，以避免有害物质，如废印刷线路板上保留的焊剂产生的铅组分，甚至当这类有害组分溶解于雨水中时，扩散到周围环境。
尽管如此，隔离片可能发生损伤，有害物质会扩散到环境。因此，仍要求在丢弃前从废印刷线路板除去有害组分，如焊剂，使它们无害。而且，因为印刷线路板和其上的电子元件含有贵重金属如铜，希望能有效地回收和再生使用这些金属。
另外，在生产厂还会产生废的印刷线路板，如劣质产品和废品，目前废印刷线路板作为工业废物按上面所述的埋入地下。也要求有效地回收和再生这类废印刷线路板所具有的贵重金属，如铜。
考虑到这样的情况，已提出一些处理废印刷线路板的方法。例如，日本公开专利申请平6-228667揭示的一种方法，留有电子元件的印刷线路板经粗粉碎和细粉碎法粉碎。然后采用比重分离法将粉碎的材料分离和回收为两类组分一部分主要含金属材料，如铜，另一部分主要由树脂和填料组成。
要按此专利所述粉碎废印刷线路板，需要强的粉碎力，因为废印刷线路板的板具有一定的韧性。然而，在粉碎板树脂组分时，足以粉碎非印刷线路板的粉碎力会过度粉碎焊剂部分。过度粉碎会使分离焊剂组分和板树脂组分的比重分离过程发生困难。
同样，电子元件也被过度粉碎，而难以与板树脂组分分离。因此，一直存在着金属组分，如焊剂和电子元件回收效率低的问题。
日本公开专利申请平8-139446中披露了处理废印刷线路板的现有技术领域中的另一种方法。如此专利所述，在加热和再熔化焊剂的同时可以通过在板上施加外力取下焊接在印刷线路板上的电子元件。
然而，这种方法中，外力也作用在加热和再熔化的焊剂上，使焊剂喷溅出小液滴。这引起了回收焊剂的另一个困难。另外，考虑到电子元件是用弯的引线端组装在线路板上的，仅用这一种方法难以从线路板取下这些电子元件。
另一方面，已经提出许多热处理方法用于再生用过的产品或生产的废品中所含的树脂材料。其中一个方法，树脂材料直接用作燃烧炉中的燃料，树脂燃烧的热量用作能源。还有一种方法，树脂材料在高温低氧浓度，如氮气氛中加热，产生的可燃气体用作燃料。这些方法称作热循环法。
另一种方法，将含金属的树脂材料，包含印刷线路板和诸如接线部件的金属材料，供给金属熔化炉。回收所含的贵重金属，如金，而树脂材料用作还原剂的替代物。
在那些使用树脂材料作为直接燃料的热处理方法中，只有当处理的树脂材料的组成是纯的，燃烧才能完全，因此，树脂材料才能有效利用。而且，当该材料含有金属时，金属留在灰中，需要另一种合适的处理。
对留有大量焊剂的印刷线路板，由于燃烧处理的高温，留在线路板上的焊剂会大量蒸发。因此，必须考虑排放气体的处理。
而且，使用金属熔化炉分离金属和非金属组分的方法只有在废物中含有大量诸如金的贵重金属时才是经济有效的。例如，家用设备中几乎不含除铜外的贵重金属，这样的方法技术上仍可行，但是没有经济效益。因此，一直避免普遍采用这种方法。
而且，已经提出许多用于含可燃性有机材料的废物的还原处理的方法，如家庭和饲养场废弃的垃圾、食品加工厂的下脚料。除焚烧处理和生物发酵处理外，有通过加热和干馏废物至碳化，以减少其质量的方法。产生的碳化物可用作改善土地的材料。
加热和干馏法中，必需净化处理干馏气体。有关这种方法的现有技术包括将该气体通入火焰燃烧炉中的高温焚烧方法，和通过使用氧化催化剂氧化净化该气体的方法。
采用在火焰燃烧炉中焚烧气体的现有技术中，可以使用比较简单而紧凑的设备。然而，燃烧所产生的干馏气体的组分和数量不恒定，该方法的问题是难以保持完全燃烧，因此未燃烧的组分易于逃逸。
反之，如图19所示的使用氧化催化剂的方法中，通过排气扇22B从干馏炉21A排出的干馏气体经排气管23B通到氧化催化剂26B。由装配在气体处理室24B内的火焰燃烧器25B保持氧化催化剂26B的温度。部分可燃性组分在火焰燃烧器25B附近被火焰氧化，其余部分被氧化催化剂26B完全净化。因此，完全地处理后排放的清洁气体从废气排放口27B排放。
然而，在这一构造中，从干馏炉21B排出的干馏气体中可燃物的浓度发生较大变化的情况下，火焰燃烧器25B中的稳定燃烧会劣化。而且，当气体含有大量可燃性物质时，在火焰燃烧器附近产生的热量会过量。它会引起诸如氧化催化剂26B过热的问题。
为使火焰燃烧器25B中的燃烧稳定，必须避免空气混合过量。然而，可燃性物质明显过量会引起空气混合物不足，它又会抑制氧化催化剂26B上的氧化反应。因此，未反应的物质，如气味和二氧化碳会逃逸。
而且，火焰燃烧器25B中的燃烧是固定的。因此，只有对正常量的可燃性气体，氧化催化剂26B的温度才可保持在200-500℃左右。当废物中含有盐和卤化物时，由于800℃或更高的温度，在燃烧炉25B附近可抑制有害物质，如二恶英(dioxins)的产生。然而，氧化催化剂26B下游温度为200-500℃，而二恶英是在300-700℃生成的，所以会再次产生二恶英。
(1)考虑处理废印刷线路板的现有技术方法中存在的上述问题，设计了本发明，本发明的目的是提供处理废印刷线路板的方法，该方法可以抑制焊剂对回收的板树脂组分的污染，从而有效分离金属组分和板树脂组分。
这种处理废印刷线路板的方法包括下列步骤在250℃或更高温度下加热以干馏在其至少部分表面留有焊剂的带铜箔的废印刷线路板；粉碎在所述加热步骤获得的上述废印刷线路板干馏后的物质；和将在所述粉碎步骤获得的所述废印刷线路板的粉碎后物质分离为板的树脂组分和金属组分。
(2)本发明的目的是提供从废印刷线路板分离金属组分的方法，该方法中金属组分与废印刷线路板可有效分离。
从废印刷线路板分离金属材料的方法包括下列步骤在避免所述废印刷线路板的印刷线路板部分燃烧的气氛下，或在避免所述金属材料氧化的气氛下加热至少有金属材料的废印刷线路板，使至少所述印刷线路板部分的温度达到250℃或更高，但低于500℃；只将经所述加热步骤加热的所述废印刷线路板的基本印刷线路板部分粉碎成不超过预定大小的片；和根据所述粉碎片和所述金属材料的大小差异，分离在所述粉碎步骤中粉碎的所述基本印刷线路板部分的粉碎片和留在所述废印刷线路板上的金属材料。
(3)本发明的一个目的是提供从废印刷线路板分离电子元件的方法，该方法中，不需在加热和再熔化的焊剂上施加外力，能有效分离电子元件和废印刷线路板。
从废印刷线路板分离电子元件的方法包括下列步骤通过颗粒碰撞操作，使预定的颗粒碰撞在有电子元件的废印刷线路板上；在所述的碰撞操作中，使所述废印刷线路板的线路板部分与所述电子元件间的连接断裂，而基本上不使所述线路板部分破碎；和在所述的碰撞操作中，从所述废印刷线路板分离所述电子元件。
(4)本发明是为了解决现有技术的问题，目的是提供用于处理含金属的树脂的干馏设备，该设备容易地能分离含价廉金属组分的树脂复合物。
用于处理含金属树脂的干馏设备包括容纳含金属树脂的加热炉，用于加热所述加热炉的加热装置，和用于抽吸和除去所述加热炉内的气体的消除装置；其中，所述加热装置加热所述的加热炉，使所容纳的所述含金属树脂失去其硬度；和所述的含金属树脂被加热而不发生燃烧，因为至少在所述含金属树脂的周围是缺氧的。
(5)本发明是为了解决现有技术的问题，目的是提供用于处理废物的干馏设备，即使在干馏炉产生的干馏气体中的可燃性物质的量变化的情况下，仍能保持稳定和良好的燃烧，从而可保持清洁的排放气体的特点，没有有害物质。
用于处理废物的干馏设备包括用于加热投入其中的可燃性有机废物的加热炉；用于在预定温度加热所述的加热炉的加热装置；用于抽吸和除去在所述加热炉内产生的干馏气体的消除装置；连接在所述排放装置上游或下游的气体处理装置，该装置含有氧化催化剂；连接在所述气体处理装置上游或下游的燃料和/或空气供给装置；
用于所述氧化催化剂的温度测量装置；和根据所述温度测量装置的测量信号，控制至少所述燃料供给装置的供料速率的速率控制装置。
本说明书中碳化物主要指板树脂部分或印刷线路板部分产生的碳化物，但不限于这些。
图1是用于实施本发明第一方面，处理废印刷线路板的设备的示意图。
图2是根据本发明第二方面的实施方案，从废印刷线路板分离金属材料的方法的流程图。
图3是本发明第二方面的实施方案中从废印刷线路板分离金属的方法的粉碎过程中，颗粒碰撞操作的说明图。
图4是根据本发明第二方面的实施方案从废印刷线路板分离金属的方法的粉碎过程中，不同于图3的颗粒碰撞操作的说明图。
图5是根据本发明第二方面的实施方案从废印刷线路板分离金属的方法的粉碎过程中，不同于图3和图4的颗粒碰撞操作的说明图。
图6是根据本发明第二方面的实施方案从废印刷线路板分离金属的方法的粉碎过程中，壁碰撞操作的说明图。
图7是根据本发明第二方面的实施方案从废印刷线路板分离金属的方法的粉碎过程中，不同于图6的壁碰撞操作的说明图。
图8是根据本发明第二方面的实施方案，从废印刷线路板分离金属的方法的粉碎过程中，金属材料回收过程的说明图。
图9是根据本发明第三方面，从废印刷线路板分离电子元件的方法的实施方案的说明图。
图10是根据本发明第三方面，从废印刷线路板分离电子元件的方法的不同于图9的实施方案的说明图。
图11是根据本发明第三方面，从废印刷线路板分离电子元件的方法的不同于图9和图10的实施方案的说明图。
图12是根据本发明第三方面的实施方案，从颗粒分离和收集至少部分电子元件和废印刷线路板的板部分的方法的说明图。
图13是根据本发明的第四方面的第一实施方案，用于处理含金属的树脂的干馏设备的结构示意图。
图14是根据本发明的第四方面的第二实施方案，用于处理含金属的树脂的干馏设备的结构示意图。
图15是根据本发明的第四方面的第三实施方案，用于处理含金属的树脂的干馏设备的结构示意图。
图16是根据本发明的第五方面的第一实施方案，用于处理含金属的树脂的干馏设备的结构示意图。
图17是上述设备的工作特性的说明图。
图18是根据本发明的第五方面的第二实施方案，用于处理废物的干馏设备的结构示意图。
图19是用于废物干馏处理的设备的特性的示意图。1C加热步骤2C粉碎步骤3C分离步骤1容器2颗粒3废印刷线路板4指示运动方向的箭头5喷射装置6铲板7旋转盘8壁表面9传送带10易下降的金属材料的收集部件11难下降的金属材料的收集部件60电子元件70传送带式80颗粒收集部件90线路板和电子元件混合物的收集部件100板部分1A加热炉2A电加热器3A热电偶
4A温度控制器5A支架6A处理材料7A门8A氮气管9A注射孔10A控制阀11A压力表12A排风管13A排风扇14A排放管15A气体处理罐16A传送装置17Aa进口17Ab出口18A抑制气体扩散壁19Aa、19Ab柔性片20A轧碎辊(shredding roll)21A冷却水管22A收集篮1B加热炉2B电加热器3B炉温传感器4B炉温控制器5B传送带6B辊部件7B排放管8B进气管9B气体净化部件10B排气管11B排气扇12B排风端
13B氧化催化剂14B热交换部件15B燃料管16B燃料控制阀17B催化剂温度传感器18B燃烧控制器19B空气供应管本发明的较佳实施方案(1)下面描述本发明第一方面的实施方案本发明第一方面包括印刷线路板在250℃或更高温度下干馏的加热步骤；印刷线路板在加热步骤干馏后的材料的粉碎步骤但并不将焊剂切成细粒；在粉碎步骤获得的废印刷线路板的粉碎材料分离为板树脂和金属组分的分离步骤。
图1是进行从加热到分离步骤的设备的示意图。其中，1C是在加热表面上进行的加热步骤，2C是用粉碎机进行的粉碎步骤，3C是用筛进行的分离步骤。通过步骤1C、2C和3C，废印刷线路板被分离为板树脂和金属组分。
电子元件一般是通过焊接在印刷线路板的铜箔上而装配的。本发明特别注意铜接触焊剂的性能。因为铜在高温下能很快溶解在焊剂中，干馏留有焊剂的印刷线路板会使焊剂和铜箔之间粘合得更牢，从而降低焊剂的震出(bump)。因此，焊剂变得难以在粉碎步骤粉碎，并且在粉碎步骤后，仍留在有铜箔的片上，并且是较大颗粒的粉碎材料。
本实施方案中，需要250℃或更高的温度来在数小时或更短时间内改善焊剂对铜箔的粘合力。同时，板树脂组分经250℃或更高温度的干馏成为脆性，在粉碎步骤易于粉碎得很细。这样，金属组分，如电子元件、铜箔和焊剂就成为较大的颗粒，这样的金属组分通过分离步骤中的分离操作，可方便地与粉碎得很细的板树脂组分分离。焊剂粘在铜片上作为金属组分回收，因此可抑制焊剂污染到板树脂组分。
一般，脆性树脂材料易于粉碎至约小于100微米。因此，粉碎步骤中避免了焊剂被粉碎至小于约100微米时，分离步骤中的分离操作变得更加容易。
预期本发明的实施方案可用于印刷线路板，其中，板树脂组分是环氧树脂、酚树脂、聚酯或聚酰亚胺；印刷线路板的基材是纸、玻璃布、无纺玻璃织物或无纺芳族聚酰胺(aramid)织物；电子元件是通过焊接组装在印刷线路板上。具体而言，对使用纸或芳族聚酰胺树脂织物作为基材的印刷线路板，基材在加热步骤的干馏操作中也经受了热分解而成为脆性，因此，粉碎步骤中的粉碎操作变得更容易。该方法还可应用于所谓无铅焊剂以及普通的锡/铅合金焊剂。
本发明的加热步骤中，干馏温度越高，加热步骤所需的处理时间越短，因为铜在较高温度下更易于溶解在焊剂中，而且更短的时间也使焊剂和铜之间的粘合力提高。
加热的方法包括通常的加热手段，如电炉、红外加热器、远红外加热器、感应加热器和热空气枪。干馏宜在真空和贫氧气氛中进行，以避免板树脂组分的燃烧，抑制金属组分的氧化。贫氧气氛指氧浓度为10％或更低的气氛，包括惰性气体。惰性气体包括稀有气体(如氦和氩)、氮气、二氧化碳。氮气由于其处理方便而被优选作为惰性气体。
在这样的气氛下一般可抑制金属组分的氧化。然而，当金属组分仍被板树脂组分产生的热分解物质氧化时，可通过在气氛中加入还原性气体，如氢来抑制这类氧化。
当废印刷线路板含有阻燃剂时，由于印刷线路板组分即使在空气中加热也不会燃烧，所以加热步骤可以在空气中进行。
本发明的粉碎步骤中，因为板树脂组分在加热步骤的干馏操作中成为脆性，甚至中等程度的粉碎操作就可以粉碎板树脂组分，树脂组分还会更多地与金属组分聚集。对粉碎操作，采取的操作条件应使焊剂表面在粉碎期间不被磨损。较粗的粉碎机包括颌式破碎机、回转粉碎机(gyrate crusher)、锥形压碎机、辊(压)碎机、冲击粉碎机和锤式压碎机。细的粉碎机包括自粉碎磨(self-pulverizingmill)、球磨机、振动磨(vibration mill)和轧制机。其它较好的方法包括将高压气体，如空气喷向线路板的方法；对线路板施加振动而粉碎线路板的方法。这些方法可较好地用于实施此实施方案的原因是焊剂表面不会磨损。特别是球磨为较好，因为其构造简单和粉碎板树脂组分的处理时间较短。而且，表面硬度小于焊剂的颗粒非常适合用作磨球或粉碎介质，以抑制焊剂表面的磨损。这种情况下，维克斯硬度可作为粉碎介质的硬度的度量。硬度小于焊剂的树脂或橡胶可涂布在表面。为使粉碎步骤中加工方便，干馏后的印刷线路板可用粗的粉碎机以较短的粉碎时间预先粉碎到几厘米大小，然后进一步粉碎树脂板部分。
本发明的分离步骤中，板树脂组分粉碎成细的粉末，而含焊剂的金属组分未如此细地粉碎，而是粉碎成较大的颗粒。因此，通过常规的筛选操作就可以进行有效分离。通过比重分离，如离心、惯性和重力分类，它们也可以有效地分离成金属组分和板树脂组分。
本发明除包括上述加热、粉碎和分离步骤外还包括必需的额外步骤。在一个示例的方法中，可以让切割刀刃从板和电子元件之间通过，切断电子元件的引线，在加热步骤之前取下电子元件。另一个示例的方法中，用刷子除去加热和再熔化的焊剂，然后在印刷线路板上施加振动，以除去电子元件。
实施例对印刷线路板进行评价，其中的电子元件是通过焊接装在有印刷的铜箔线路图形的纸酚板上的。预先测定了用于焊接的焊剂重量。加热步骤中，组装了电子元件的印刷线路板放入陶瓷炉管，管直径为90毫米，长1000毫米。通过外部加热来加热样品，并在预定的干馏温度保持120分钟。自然冷却至40℃后，从管内取出印刷线路板，此时完成了加热步骤。加热步骤期间，以3升/分钟的流量在管内通入氮气。
粉碎步骤中，通过自由落下预粉碎线路板。然后，用直径各为10毫米的球进行30分钟的球磨。
分离步骤中，粉碎步骤所获的粉碎材料用500微米2开孔的筛进行筛分，分离成筛选下来的板树脂组分，和留在筛上的电子元件和金属组分。为了定量确定污染所获的板树脂组分的焊剂数量，将焊剂溶于酸中并用ICP发射光谱进行分析。焊剂污染率定义为焊剂污染量与之前留在线路板上的焊剂总量之比值。
按表1所示的不同干馏温度进行实施例1-3和比较例1。实施例1和2的粉碎步骤使用涂覆有尼龙树脂的钢球。另一方面，在实施例3的粉碎步骤使用的是氧化铝球。
表1
实施例1、2和3中，干馏温度较高，由于通过加热步骤铜和焊剂之间的足够粘合力降低了焊剂的震出。这种情况的结果是在随后的分离步骤获得的板树脂组分上的焊剂污染率较低。与之相反，比较例1中，，加热步骤中干馏温度不够高，导致板树脂组分没有足够的脆性，线路板就不能在粉碎步骤充分粉碎。因此，板树脂组分不能与电子元件和金属材料分离。
实施例3中，使用表面硬度大于焊剂的粉碎介质。这样的硬度使焊剂表面磨损，与实施例1相比，污染率提高。
根据上述本发明第一方面的处理废印刷线路板的方法，可以抑制焊剂的污染率，有效分离金属和板树脂组分。
(2)下面参考附图描述本发明第二方面的实施方案，从废印刷线路板分离金属材料的方法。
下述的实施方案中，废印刷线路板指有层叠在基材上的铜箔的铜箔层叠板、板上有线路的印刷线路板、有组装的电子元件和组成的线路的印刷线路板、或者所有的或部分的电子元件已除去的印刷线路板。这样的印刷线路板是从使用过的产品、或生产过程中产生的次品和废品收集的废印刷线路板。印刷线路板的板部分含有板树脂组分，如环氧树脂、酚树脂、聚酯或聚酰亚胺，板的基材是纸、玻璃布、无纺玻璃织物或无纺芳基聚酰胺织物。
图2所示是本发明从废印刷线路板分离金属材料的方法的流程图。
图2所示的本发明从废印刷线路板分离金属材料的方法以加热步骤开始，随后是冷却和粉碎步骤，最后是分离步骤。最后步骤中，板树脂组分与金属材料，如铜箔、焊剂和电子元件分离。严格地说，电子元件经常含有树脂组分。然而，此实施方案中，这类含树脂组分的电子元件定义为金属材料的一部分。
下面描述加热、冷却、粉碎和分离步骤。
首先描述加热步骤。加热步骤使用电炉、红外加热器、远红外加热器、感应加热器或热空气枪。带金属材料，如焊剂和电子元件的废印刷线路板加热至250℃或更高温度，但低于500℃(测量印刷线路板的板部分的温度)。在加热步骤中，板树脂组分成为脆性。
加热步骤宜在贫氧气氛中进行，以避免板树脂组分的燃烧，并抑制金属组分的氧化。贫氧气氛指氧浓度例如为10％或更低的气氛，包括惰性气氛。确切地说在贫氧气氛中板树脂组分不燃烧，或抑制金属组分的氧化。惰性气体包括稀有气体(如氦和氩)、氮气、二氧化碳。氮气由于其处理方便而被优选作为惰性气体。贫氧气氛还包括低压和真空下的气氛。金属组分被板树脂组分的热分解产物氧化情况下，可在气氛中加入还原性气体，如氢来抑制这类氧化。
当废印刷线路板含有阻燃剂时，由于印刷线路板组分即使在空气中加热也不会燃烧，所以加热步骤可以在空气中进行。
在上述加热步骤中，印刷线路板加热至250℃或更高温度。这是因为板树脂组分在250℃或更高温度开始发生分解，线路板开始成为脆性。当脆性随温度上升而提高时，废印刷线路板上的板树脂组分或添加剂，如阻燃剂产生的热分解物质逐渐增加。这类废气对环境的负担开始被人们关注。因此，针对加热步骤的分解物质，详细分析其对环境负担的作用与加热温度的关系。因此，当废印刷线路板含有卤化物，如有机溴化物的添加剂时，卤化氢的分解物质在不低于500℃的加热温度下明显增加。卤化氢与焊剂中的铅反应产生卤化铅。这类物质散布在废气中。因此，加热温度必须低于500℃。另外，在不低于500℃的温度，开始发生卤化氢与金属组分，如铜箔的副反应。所以，加热温度必须低于500℃，才能保证回收金属材料的质量。总之，加热步骤中，废印刷线路板被加热至250℃或更高温度，但低于500℃。
具体而言，在350℃或更高温度，但低于500℃温度的加热处理，与在250℃或更高温度但低于350℃的温度下处理相比，明显缩短使废印刷线路板脆化的处理所需要的时间。
下面描述冷却步骤。加热步骤加热的废印刷线路板在该冷却步骤冷却。如果将加热步骤加热的废印刷线路板直接带入空气中，印刷线路板可能燃烧，金属材料会被氧化。因此，为避免印刷线路板的燃烧和金属材料的氧化，使在加热步骤加热后的废印刷线路板在冷却步骤于贫氧气氛下冷却。上面描述过贫氧气氛。冷却方法包括贫氧气氛中的自然冷却法和在加热的废印刷线路板上喷射约为室温的惰性气体，如氮气。需要冷却废印刷线路板，以降低温度至如180℃左右，在该温度下印刷线路板不会燃烧。
下面描述粉碎步骤。冷却步骤中冷却的废印刷线路板的脆性板树脂组分在粉碎步骤中粉碎。粉碎板树脂组分时，必须抑制金属材料，如铜箔、焊剂和电子元件的粉碎，以方便随后的板树脂组分和金属材料的分离。因此，本发明的粉碎步骤采用粉碎力小的方法，该方法可抑制金属材料的粉碎，而充分粉碎板树脂组分。更具体而言，采用下面的两种方法中的一种颗粒碰撞操作，用许多颗粒碰撞经加热步骤处理的废印刷线路板；以及废印刷线路板碰撞壁的壁碰撞操作。这些操作中，每次冲击中的冲力较小，因此可抑制对金属材料如电子元件的粉碎。而且，冲力的使用可抑制如铜之类的金属材料的细粉碎，铜材料由于其很薄易于破碎。未经加热步骤处理的废印刷线路板不能通过这些颗粒碰撞或壁碰撞操作粉碎。然而，对于经加热步骤处理的废印刷线路板，它们的脆性使这两种操作可以基本上选择粉碎板树脂组分。另一方面，一些通常用于常规废物处理的粉碎机不被优选用于本发明的粉碎步骤。这样的粉碎机包括有旋转刀具的粉碎机，和有旋转锤的粉碎机(锤式压碎机)。这些粉碎机因为其过强的粉碎力会过度粉碎金属材料，如电子元件、铜箔和焊剂。这样的过度粉碎会引起随后的金属材料分离和回收的困难。
下面举例描述上面所述的颗粒碰撞操作。如图3所示的一个说明例中，容器1含有许多颗粒2和经热处理的废印刷线路板3。容器1按箭头4的方向旋转。通过颗粒2的自由落下达到粉碎。这种设备称作滚转球磨机。如图4所示的颗粒碰撞操作的另一个说明例中，容器1含有许多颗粒2和经热处理的废印刷线路板3。容器1按箭头4的方向上下振动。通过颗粒2的振动运动达到粉碎。这种设备称作振动球磨机。虽然如图4所示为上下运动，也可以采用左右运动、旋转运动、或这些运动的组合。如图5所示，还有一个颗粒碰撞操作的说明例，它包括使用如压缩空气以高速喷射颗粒2的喷射装置5。喷射装置5将许多颗粒2喷射到经热处理的废印刷线路板3上以碰撞粉碎。这些说明例中，使用振动球磨机和颗粒喷射装置为宜，因为颗粒的高速运动可达到在短时间内粉碎。
在上述颗粒碰撞操作中使用的颗粒由陶瓷材料(如氧化铝和氧化锆)、金属材料(如铁和不锈钢)、和/或树脂材料构成。使用由如陶瓷和金属构成的较重的颗粒，可获得较大的粉碎力，因此达到较大的粉碎速率。另一方面，使用如树脂的表面硬度较低的材料可抑制废印刷线路板的金属材料的磨损。通过有陶瓷或金属的芯材并在表面涂布了树脂的颗粒可较好地同时满足这两个要求。对于颗粒大小，过小的颗粒具有较小的粉碎力，因此粉碎率较低。而且，这样的颗粒会加速铜箔的过度粉碎，因为铜箔很薄且易碎，而在碰击点颗粒的曲率较小。总之，所使用的颗粒的直径应大于1毫米，更好的大于10毫米。而且，直径大于20毫米的颗粒较好，因为这样的颗粒比大多数电子元件要大，因此，通过在下面所述的分离步骤中筛选可有效分离颗粒和电子元件。颗粒的形状无具体限制，但以球形或类似形状为宜，因为有边缘的颗粒会加速铜箔的过度粉碎。
印刷线路板的掩蔽部分(shaded part)，位于如引线附近并被掩蔽的部分一般难以粉碎。然而，根据上述颗粒碰撞操作，这样的掩蔽部分易于粉碎，因为颗粒的粉碎点足够小。
在上述颗粒碰撞操作中，大量的颗粒2用于粉碎废印刷线路板3的板树脂组分。然而，可用一个或少量的颗粒2来粉碎废印刷线路板3的板树脂组分。
下面以说明例描述上述的壁碰撞操作。如图6所示的一个说明例包括圆柱体容器1，容器1有许多固定在内壁的沿轴向的刮集板6。热处理后的废印刷线路板放入倾斜的容器1。容器1按箭头4的方向旋转。废印刷线路板3被刮板6掏起，然后在容器内自由落下，与容器1的内壁和/或与刮板6碰撞。碰撞主要导致废印刷线路板3的板树脂组分粉碎。该方法较好的一点是可确保废印刷线路板掏起到容器1顶部，在自由落下粉碎前不会在旋转容器1中滑下。而且，从操作角度，图6构型较好的是可从容器1的出口连续地喷出粉碎的废印刷线路板3的粉碎板片和金属材料。如图7所示的另一个壁碰撞操作的说明例中，热处理后的废印刷线路板3被旋转盘抛仍到壁8。废印刷线路板与壁8碰撞，从而使废印刷线路板的印刷线路板部分基本被粉碎。通过废印刷线路板3与壁8的强制碰撞，提高了该方法的粉碎速率。
通过简单的设备构造可以实施这样的壁碰撞操作。与上述颗粒碰撞操作不同，该方法不需要从颗粒分离出回收的金属材料。
本发明权利要求5的凸棱装配在圆柱体容器的内壁，用于粉碎步骤，它们可以是图6的刮板6。尽管在图6的圆柱体容器1的内壁中配备了多个刮板6，但是可以在圆柱体容器1的内壁配备至少一个刮板6。
下面描述分离步骤。分离步骤中，在粉碎步骤粉碎的板树脂组分的细粉末与基本上没有粉碎的金属材料分离。粉碎步骤中板树脂组分主要粉碎成粉末状的片，但是金属材料基本上未被粉碎，保持为较大的颗粒。板树脂组分和金属材料的粒度差别使得可以通过筛选进行有效分离。筛选中，一般从100-1,000微米开孔的筛上回收金属材料，一般在100-500微米开孔的筛的下面回收粉碎的板树脂组分。也可通过比重分离，如离心、惯性和重力分类，将粉碎的材料有效地分离为金属材料和板树脂组分。当分离出的板树脂组分含有一些小的金属片时，进一步的分离操作，如比重分离可提高金属材料的回收效率。粉碎步骤后，如果留有一些未能充分粉碎的印刷线路板的较大的板树脂片，这些片可通过筛选分离出来送回到粉碎步骤再粉碎。
因此，金属材料，如铜箔、焊剂和电子元件易于分离。回收的金属材料可以用作回收材料，同时废印刷线路板成为无害的。
下一步骤是金属材料的回收步骤，其中，在分离步骤分离出的金属材料根据各自的形状分别收集。如图8所示，向上运动的传送带9和水平面成预定的角度倾斜。将分离步骤分离出的金属材料供给传送带9，然后分开收集圆柱形的金属材料和难以落下的金属材料。更具体而言，易于落下的金属材料，如圆柱形电子元件(如铝电解电容器)和线形电子元件(如电阻)在传送带9上容易落下，可以收集在底部的易于落下的金属材料收集装置10中。与此相反，难以落下的金属材料，如平板形电子元件(如IC)和箔式的片(如铜箔)在传送带9上几乎不会落下，可以收集在顶部的难以落下的金属材料收集装置中。在带上施加振动可提高分离率。
这样根据形状进一步分离和回收金属材料的方法是由于以下的事实而得以实现，即金属材料，如电子元件的原来形状在本发明的步骤中能很好地保存，而在加热步骤印刷线路板成为脆性，并能在粉碎步骤以较小的粉碎力粉碎。
从废印刷线路板分离金属材料的这一实施方案除了上述的加热、冷却、粉碎和金属材料回收步骤外，还可以包括额外的步骤。在一示范步骤中，在加热步骤之前，可以取下较大的电子元件以及在加热步骤会产生有害物质的电子元件(包括引线)。另一个示范步骤中，废印刷线路板在加热步骤之前可以浸在分解液体中。这种液体含有至少一种下面的物质乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、异丙二醇和氢氧化钠溶液。通过这样的浸渍处理，部分板树脂组分预分解或溶胀，因此，在加热步骤，板树脂组分可在较低温度和较短处理时间较好地并充分地成为脆性。浸渍处理步骤在较高温度下进行更好，因为可加速板树脂组分部分的分解和溶胀。浸渍处理的实际操作温度为50-300℃。
上述的实施方案按顺序包括加热、冷却和粉碎步骤。然而，当废印刷线路板不含有焊剂时，粉碎步骤可以和加热步骤同时进行。这是因为无需考虑再熔化的焊剂的散开。另一个方法中，粉碎步骤可以在较高温度下进行，基本上不需要在加热步骤后冷却废印刷线路板。同样，可以不冷却废印刷线路板就进行分离步骤。这种情况下，粉碎和/或分离步骤可以在上述的贫氧气氛中进行，以避免印刷线路板的燃烧和金属材料的氧化。这种情况下可以在粉碎或粉碎步骤后将热的板树脂组分和金属材料冷却下来，然后进行金属材料的回收步骤。冷却热板树脂组分和金属材料的方法包括上述在贫氧气氛中自然冷却的方法以及在热的板树脂组分和金属材料上喷射约为室温的惰性气体，如氮气，以避免印刷线路板的燃烧和金属材料的氧化。对含有卤素组分(如氯和溴)和/或锑组分阻燃剂的印刷线路板，当这样的废印刷线路板经热处理而保持原来的形状时，在粉碎步骤分离和回收的印刷线路板片可含有这类的残留物。
考虑回收后印刷线路板部分的最后处理，根据处理的方法，卤素和锑组分可能会成为环境的负担。因此，要求在回收板部分期间除去这类阻燃组分。
因此，本发明合乎要求地包括加热和除去步骤，其中在加热、粉碎和分离步骤后分离的废印刷线路板的粉碎的板片在可避免它们燃烧的气氛下加热到350℃或更高温度，由此从废印刷线路板上除去阻燃剂。
含有卤素和/或锑组分的阻燃剂在250℃左右开始热分解，提供了不燃性。因此，在本发明的加热步骤中会从线路板释放卤素和/或锑组分。然而，在保持板的原来形状的加热步骤中，板的表面积不大。而且，这一加热步骤中板部分并不熔化，因为废印刷线路板是由热固性树脂，如酚醛树脂和环氧树脂构成。所以，卤素和/或锑组分即使通过该步骤的加热也难以从线路板逸出。
与之相比，本发明中，加热的是印刷线路板部分的粉碎片，这些片在分离步骤被分离，因此具有较大的表面积。所以，通过加热卤素和/或锑组分易于从线路板逃逸。
本发明的加热步骤中需要350℃或更高的加热温度，以便于除去卤素和/或锑组分。而且，加热必须在印刷线路板的粉碎片不会燃烧的气氛中进行，以循环印刷线路板部分。以贫氧气氛为宜。然而，对在低于500℃的加热和除去步骤，空气也是可接受的。
铅组分是废印刷线路板所含的成为环境负担的物质之一，它主要存在于引线的镀层和用于组装的焊剂。铅组分的另一个来源是是用作覆盖树脂的聚氯乙烯稳定剂，这样的铅组分以碱式碳酸盐、三碱硫酸盐和硬脂酸铅的形式存在。
根据本发明，一部分含铅组分，如电子元件的引线的镀层和组装电子元件的焊剂不细粉碎，因此易于从印刷线路板的粉碎片中分离，并作为金属材料组分回收。然而，另一部分含铅组分，如聚氯乙烯的稳定剂原来分散在板树脂中。因此，当采用本发明时，这部分含铅组分混合到印刷线路板部分细粉碎的片组分中。
另一方面，阻燃剂的含锑组分含在印刷线路板部分。这种含锑组分也分散在板树脂中，因此，当采用本发明时，会混合到印刷线路板部分细粉碎的片组分中。
因此，考虑印刷线路板分散的片组分的循环，要求除去这类铅和锑的污染。所以，本发明中，宜进行溶解和除去步骤，其中废印刷线路板的粉碎片用水处理，从废印刷线路板的粉碎片溶出重金属。
聚氯乙烯的稳定剂之类的铅组分会和在干馏步骤中聚氯乙烯热分解产生的氯化氢反应。该反应产生氯化铅。
当印刷线路板含有溴阻燃剂时，通过干馏步骤的热分解可产生溴气和溴化氢。这些溴物质可以和铅组分反应形成溴化铅。因此，干馏步骤中，热分解产生的卤素气体和卤化氢气体与铅组分反应产生卤化铅。这些卤化铅混入分离步骤回收的印刷线路板部分的粉碎片中。
由于这些卤化铅具有充分的可溶性，这样的铅组分通过溶出步骤易于从印刷线路板部分的粉碎片溶出，溶出步骤中用水处理粉碎和分离的片。锑的情况同样。在干馏步骤中，热分解产生的卤素气体和卤化氢气体与锑组分反应，产生卤化锑。这些卤化锑混入分离步骤回收的印刷线路板的粉碎片中。
由于这些卤化锑也具有充分的可溶性，根据本发明，通过用水的溶出步骤，这样的锑组分容易从印刷线路板的粉碎片溶出。
本发明的溶出步骤包括使用加入水中的合适添加剂。水处理的方法包括将分离的印刷线路板部分浸入水中的方法，以及在分离的印刷线路板部分喷射水的方法。
实施例下面以具体的实施例详细地描述本发明。
实施例1此实施例的废印刷线路板(50×150毫米大小)有无纺玻璃织物/玻璃布和环氧树脂组成的复合板。板基材含有溴阻燃剂，印刷线路板主要组装有IC、铝电解电容器、固定电阻和连接件。将废的印刷线路板放入直径90毫米，长1000毫米的陶瓷炉管，从管的外面进行加热，在250℃保温120分钟。自然冷却至40℃后，从管中取出废印刷线路板，完成加热和冷却步骤。加热和冷却步骤中，以3升/分钟的流量在管内通入氮气。粉碎步骤中，使用振动球磨机(Paint Shake，AsadaTekkoshyo Co.，Ltd.)。球磨机的振动为640循环/分钟，振幅为8毫米。铁颗粒(20毫米，涂有尼龙树脂)和热处理后的废印刷线路板放入内径130毫米，深180毫米的圆柱形不锈钢容器中。用开孔200微米的筛来筛分获得的粉碎材料，分离为在筛下收集的板树脂组分和在筛上收集的金属材料组分(包括电子元件)。
另两种情况同样分别在350℃和450℃的加热温度下进行。一个比较例不进行加热和冷却步骤。另两个比较例分别在200℃和500℃下进行。其它条件相同。结果列于表2。按照线路板达到较好粉碎所需时间的定义所需粉碎时间。进行铅的化学分析，测定加热步骤中从焊剂散逸到废气的铅。
表2
如表2所示，当废印刷线路板在250℃或更高温度但低于500℃处理时，铅不会散逸在废气中，粉碎后的材料能很好地分离为板树脂组分和金属材料(电子元件、铜箔和焊剂)。具体而言，350℃或更高，但低于500℃的加热温度可以缩短所需的粉碎时间。与之相反，没有加热或加热温度为200℃的比较例情况，线路板未成为脆性，不能粉碎。加热温度为500℃时，在废气中检测出铅散逸。
实施例2此实施例使用和实施例1同样的废印刷线路板。与实施例1同样进行加热和冷却步骤。加热温度为350℃。粉碎步骤中，使用喷射加工设备(Fuji SeisakusyoCo.，Ltd.)，冷却步骤后，以0.5Mpa的喷射压力喷射直径2毫米的尼龙树脂颗粒。用开孔200微米的筛来筛分获得的粉碎材料，分离为在筛下收集的板树脂组分和在筛上收集的金属材料组分(包括电子元件)。
因此，在粉碎步骤中，线路板在约5分钟内基本上被粉碎。在随后的分离步骤中，粉碎的材料能较好地分离为板树脂组分和金属材料(电子元件、铜箔和焊剂)。
实施例3此实施例中的废印刷线路板(50×150毫米大小)有牛皮纸和酚醛树脂制成的纸酚板。板基材含有溴阻燃剂，印刷线路板上组装有电子元件，主要是IC、铝电解电容器、和固定电阻等。与实施例1相同，进行加热和冷却步骤。加热温度为350℃。粉碎步骤中，采用壁碰撞操作，其中，将废印刷线路板放入预定的包中，摔向地板，重复50次。用500微米开孔的筛来筛分所获的粉碎材料，分离成在筛下收集的板树脂组分和在筛上收集的金属材料组分(包括电子元件)。再使用传送带进行金属材料的回收步骤。传送带以150毫米/秒的带速的向上运动，与水平面成20度倾斜。将在分离步骤收集的金属材料供给传送带，回收金属材料。
因此，线路板在粉碎步骤基本上被粉碎。在随后的分离步骤粉碎的材料被分离为板树脂组分和金属材料。而且，在回收金属材料步骤，金属材料被分成包括铝电解电容器和固定电阻一组，和包括IC和铜箔的一组。
实施例4此实施例中的废印刷线路板(50×150毫米大小)有牛皮纸和酚醛树脂制成的纸酚板。板基材含有溴阻燃剂，印刷线路板仅有导线。与实施例1相同，进行加热和冷却步骤。加热温度为350℃。粉碎步骤中，采用壁碰撞操作，其中，只将冷却的废印刷线路板放入圆柱形容器(内径300毫米，深500毫米)，容器中有相隔45度角固定在内壁的刮板，该容器以500转/分钟的转速旋转。用500微米开孔的筛来筛分所获的粉碎材料，分离成在筛下收集的板树脂组分和在筛上收集的金属材料组分(铜箔)。
因此，线路板在粉碎步骤约10分钟内基本上被粉碎。在随后的分离步骤中，粉碎的材料被分离为板树脂组分和金属材料(铜箔)。
实施例5此实施例使用与实施例1相同的废印刷线路板。将印刷线路板浸在170℃的乙二醇中2小时进行浸渍处理步骤。之后，与实施例1相同，进行加热和冷却步骤。加热温度为250℃。粉碎步骤中，在和实施例1相同的条件下使用振动球磨机。用200微米开孔的筛来筛分所获的粉碎材料，分离成在筛下收集的板树脂组分和在筛上收集的金属材料组分(包括电子元件)。
此实施例中，加热步骤前的浸渍处理将粉碎所需的时间缩短到10分钟，而在实施例1加热温度为250℃的情况，相应的时间为30分钟。之后，粉碎的材料分离为板树脂组分和金属材料(电子元件、铜箔和焊剂)。
实施例6热处理在上面的实施例3中在筛下收集的板树脂组分。该步骤中，在直径90毫米，长1000毫米的陶瓷炉管内加热板树脂组分，在350℃保温120分钟。冷却至40℃后，从管中取出板树脂组分。该步骤期间，以3升/分钟的流量向管内通入氮气。
测定该加热和除去步骤前后的溴含量。加热和除去步骤前溴含量为5.5％(重量)在加热和除去步骤后降低至0.1％(重量)。
实施例7此实施例中的废印刷线路板(50×150毫米大小)有牛皮纸和酚醛树脂制成的纸酚板。板基材含有溴阻燃剂，印刷线路板上组装有电子元件，主要是IC、铝电解电容器、和固定电阻等，还有组装的引线。与实施例1相同，进行加热、冷却、粉碎和分离步骤。加热温度为350℃。获得在筛下收集的板树脂组分。所获板树脂组分与10倍于其重量的水混合，该溶出步骤中，搅拌下保持浸渍6小时。之后，通过过滤收集板树脂组分，然后干燥。
板树脂组分中所含铅组分溶出到一种酸中，用ICP发射光谱测定该溶出步骤前后的铅组分。溶出步骤前铅含量为0.2％(重量)，溶出步骤后降低至0.0003％(重量)。
比较例1此实施例中使用与实施例1相同的废印刷线路板。与实施例1相同，进行加热和冷却步骤。加热温度为350℃。粉碎步骤中，使用锤(式压)碎机(H-12型，Hosokawa Mikuron Co.，Ltd.)。锤(式压)碎机有一个有2800转/分钟旋转的锤。用200微米开孔的筛来筛分所获的粉碎材料，分离成在筛下收集的板树脂组分和在筛上收集的金属材料组分(包括电子元件)。
结果，电子元件也在粉碎步骤被细粉碎，在筛下收集的板树脂组分含有很多金属片的污染物，如铜箔和电子元件的引线。总之，未有效分离金属材料。
因此，本发明的第二方面提供了从废印刷线路板分离金属组分的方法，其中，能从废印刷线路板有效分离金属组分。
(3)下面参考附图描述本发明第三方面的实施方案，从废印刷线路板分离电子元件的方法。
此实施方案中的废印刷线路板指组装有电子元件的印刷线路板，对组装形式没有任何限制。此实施方案既不限制电子元件的具体类型，也不限制线路板的具体材料。
根据此实施方案，从废印刷线路板分离电子元件的方法的特点是用颗粒撞击废印刷线路板的颗粒碰撞操作。
图9所示的说明例中，圆柱形容器1含有许多颗粒2和废印刷线路板3。容器1按箭头4的方向旋转。通过颗粒2的自由落下和其它运动达到众多颗粒2在废印刷线路板3上的撞击。这种设备称作滚转球磨机。
图10所示的另一个颗粒碰撞操作的说明例中，容器1含有许多颗粒2和废印刷线路板3。容器1按照箭头4的方向上下振动。通过颗粒2的自由落下和其它运动达到众多颗粒2在废印刷线路板3上的撞击。这种设备称作振动球磨机。尽管在图10中所示为上下运动，也可以采用左右运动，转动，或这些运动的组合。
如图11所示，还有一个颗粒碰撞操作的说明例，它包括使用压缩空气，以高速喷射颗粒2的喷射装置5。喷射装置5将众多颗粒2喷向废印刷线路板3进行撞击。
使用转鼓球磨和振动球磨都是较好的，因为它们的设备构造简单。
根据上面所述的颗粒碰撞操作，电子元件60和板部分的连接部分，即焊剂和引线受到颗粒2的撞击力的冲击。然后，线路板和电子元件分开。这种连接部分的选择性断开是由于板部分是由韧性材料构成，几乎不碎裂，而连接到电子元件的部分在撞击力下是较弱的。换句话说，颗粒2撞击线路板的撞击力足以使电子元件60与板部分断开，但并未大到使板部分碎裂。因此，基本上只有电子元件60与板部分分开，这样易于收集电子元件60。
通过上述颗粒碰撞操作分离电子元件60所需的时间取决于每个颗粒2的质量和颗粒2撞击到废印刷线路板3的碰撞速率。如果颗粒2的质量和碰撞速率太小，产生的撞击力不足以从线路板断开电子元件60。如果质量和/或碰撞速率太大，甚至板也会碎裂。因此，使用的颗粒2的质量和碰撞速率必须合理设定。例如，滚转球磨机使用较大的容器1，由于该容器有较大的落下距离，即使轻的颗粒2也能获得较大的碰撞速率。与之相反，振动球磨机和喷射装置5原来就可以比滚转球磨机更强地加速颗粒，因此即使是较小的设备构造也能获得足够的撞击力。然而，过快的碰撞速率会引起板部分的碎裂，因此，碰撞速率必须根据使用的颗粒2的质量来合理设定，以避免板部分的碎裂。注意颗粒2的质量取决于每个颗粒2的大小以及颗粒2的材料(密度)，而碰撞速率取决于颗粒碰撞操作的方法。
此实施方案中要求颗粒2的大小不要过分大于电子元件60，因为这样大的颗粒在碰撞掩蔽的连接部分会发生困难，例如，位于电子元件60的引线附近，被电子元件60掩蔽的连接部分。考虑到通常使用的电子元件60的大小，要求颗粒的大小为50毫米或更小。这样尺寸的颗粒易于撞击在电子元件60和板部分之间的连接部分，以使电子元件与板分开。另一方面，过小的颗粒2质量轻，撞击力不够。因此，要求5毫米或更大的颗粒。例如，由氧化锆制成的10毫米颗粒，它有较大的比重，可以断开电子元件60。与之相反，小于5毫米的颗粒，其直径小于10毫米颗粒的一半，质量小于10毫米颗粒的1/8，由于没有足够的撞击力，不能有效断开电子元件60。这点将在下面的实施例1详细描述。
根据上述颗粒大小的范围，颗粒2宜采用有较大密度的材料。这是因为由这样有较大比重的材料制成的颗粒2，即使在较小尺寸下也有较大的质量，因此，颗粒就有足够的撞击力。具体而言，可以使用下列材料氧化铝(密度为3.6克/厘米3)、氧化锆(密度为6.0克/厘米3)、氧化硅(密度为2.2克/厘米3)、氮化硅(密度为3.2克/厘米3)、碳化硅(密度为3.1克/厘米3)、铁(密度为7.9克/厘米3)和不锈钢(密度为7.9克/厘米3)。前五种材料是陶瓷，其余两种是金属。氧化锆、铁和不锈钢因为其高密度是较好的。而且，具有陶瓷或金属芯的颗粒可以涂布树脂，如尼龙或橡胶材料。
对颗粒的形状没有具体限制，但是颗粒2宜为球形或类似形状，因为这样的颗粒可以避免撞击带来的铜箔和焊剂的磨损。而且，这样的球形颗粒易于在碰撞操作后产生的板部分100、分开的电子元件60和颗粒2的混合物中，与电子元件60分离。即，当板部分100、颗粒2和电子元件60的混合物供给如图12所示的向上运动的传送带70时，球形颗粒2被收集到底部的颗粒收集器80中。另一方面，电子元件60和板部分100，与球形颗粒2相比是难以落下的，收集在顶部的板部分和电子元件混合物的收集装置90中。然而，一部分具有易于下降形状的电子元件60也收集在颗粒收集装置80中。而且，要分离都收集在板部分与电子元件的混合物的收集装置90中的板部分100和电子元件60，可以使用较大倾斜度的传送带。当板部分100和电子元件60供给这样的传送带时，相对于板部分100是易于落下的电子元件60收集在底部，而板部分100收集在顶部。而且，要分离都收集在颗粒收集装置80中的颗粒2和电子元件60，可以使用倾斜度较小的传送带。当颗粒2和电子元件60供给这样的传送带时，相对于电子元件60是易于下降的颗粒2收集在底部，而电子元件60收集在顶部。然而，在分离板部分100和电子元件60，以及分离颗粒2和电子元件60时，必须合理设定传送带的倾斜度和带速。另外，当合理设定了如图12所示的传送带的倾斜度和带速时，而在带上提供板部分100、颗粒2和电子元件60的混合物时，只有极易下降的颗粒2被收集在底部。而且在分离板部分100和电子元件60时，由于板部分100大于电子元件60，筛分操作可以方便地分离它们。
以下通过具体的实施例对本发明作详细的说明。
实施例1本实施例的废印刷线路板(尺寸为70毫米×90毫米)具有由非织造玻璃织物/玻璃布和环氧树脂制得的复合材料板。该印刷线路板在板的一面上主要装配有集成电路(IC)、铝制电解电容器、固定电阻器和连接件(connectors)。将许多10毫米的氧化锆粒子和废印刷线路板放入内径为130毫米、深度为180毫米的圆柱形不锈钢容器。使用每分钟振动640次的振动球磨机(Paint Shaker，AsadaTekkoshyo Co.，Ltd)来振动该容器。颗粒碰撞操作进行5小时。结果，几乎所有的电子元件都从复合材料板部分上分离下来，而该复合材料板并未碎裂。然后，将分开的复合材料板部分、电子元件和氧化锆粒子的混合物送到倾角为10°的带式传输机的以150毫米/秒的速度向上运动的传送带上。在底部的收集部件中收集氧化锆粒子。在顶部的收集部件中收集复合材料板部分和电子元件。此后，将顶部收集部件中收集的复合材料板部分和电子元件的混合物送到倾角为30°的带式传输机的以150毫米/秒的速度向上运动的传送带上。在底部的收集部件中收集电子元件。复合材料板部分收集在顶部的收集部件中。
实施例2进行与实施例1相同的颗粒碰撞操作，但是使用40毫米的氧化铝粒子代替实施例1中的粒子。进行大约3分钟，几乎所有的电子元件都从复合材料板部分上分离下来，而复合材料板部分并未碎裂。此后，使用与实施例1相同的传输带操作，复合材料板部分、电子元件和氧化铝粒子的混合物很好地被分离并各自收集在一起。
实施例3本实施例中使用与实施例1相同类型的废印刷线路板。所用的滚转式球磨机(BM-1500，Chuo Kakouki Co.，Ltd.)具有内径为1,250毫米、深度为1,250毫米的圆柱形容器。将许多10毫米的不锈钢粒子和废印刷线路板放入以每分钟25转的速度旋转的容器中。这一颗粒碰撞操作进行8小时。结果，几乎所有的电子元件都从复合材料板部分上分离下来，而该复合材料板部分并未碎裂。此后，使用与实施例1相同的传输机操作，复合材料板部分、电子元件和不锈钢粒子的混合物很好地被分离并各自收集在一起。
实施例4本实施例中使用与实施例1相同类型的废印刷线路板。将尺寸为5毫米的氧化锆粒子以与印刷线路板平面成20°的角度以10米/秒的喷射速度喷射到印刷线路板上，颗粒碰撞操作10分钟。使用的设备是喷射加工机(Fuji Seisakusyo，Co.，Ltd.)。结果，几乎所有的电子元件都从复合材料板部分上分离下来，而复合材料板部分并未碎裂。此后，使用与实施例1相同的传送带操作，复合材料板部分、电子元件和氧化锆粒子的混合物能很好地分离并各自收集在一起。
本发明的第三方面提供了一种从废印刷线路板上分离电子元件的方法，在该方法中电子元件能有效地从废印刷线路板上分离下来。
(4)以下参考
本发明第四方面的实施方案。
(实施方案1)首先，参照图13说明用于本发明实施方案1的处理含金属树脂的干馏设备。
图13是用于本发明第四方面的实施方案1的处理含金属树脂的干馏设备结构的示意图。如图13所示，箱形加热炉1A配备有埋入该加热炉炉壁内的电加热装置2A。热电偶3A是用于测量加热炉1A内温度的传感器，并且与温度控制器4A相连，该温度控制器根据测得温度和设定温度之间的温差控制施加在电加热器2A上的电压。处理材料6A是由含金属的树脂构成的。支架5A放在加热炉1A内，承载处理材料6A。加热炉1A的门7A可以密封住加热炉1A。氮气管8A与氮气瓶(图中未示出)相连，通过多个具有开口的注射孔9A将氮气注入加热炉1A中。本发明的设备还包含控制阀10A和压力表11A，两者都是用于氮气的。清扫风扇13A抽吸并除去加热炉1A产生的气体，通过清扫管12A进行抽吸，经由排气管14A排出。气体处理容器15A含有涤气器和活性炭吸附剂容器，位于清扫管12A和清扫风扇13A之间。
以下说明具有上述结构、用于本发明实施方案1处理含金属树脂的干馏设备的操作。加热炉1A是通过热电偶3A和温度控制器4A来进行温度控制的，它的设定是使得处理材料6A的温度在400℃附近。放在加热炉1A中的处理材料6A是非不燃性等级的环氧化物制得的印刷线路板，它上面残留有金属材料，如焊剂、铜箔、电阻器和电容器。加热炉1A通过门7A密封，即使得外部空气不流入加热炉内。
在这种情况下，开始从图中未示出的氮气瓶向氮气管8A通入氮气。然后，氮气开始通过注射孔9A注入加热炉1A中。同时，清扫风扇13开始通过清扫管12A从加热炉1A中抽吸产生的气体。这样，加热炉1A中的残留空气被氮气取代，从而加热炉1A内部具有贫氧气氛。
在该贫氧气氛中，加热处理材料6A。由于是贫氧环境，处理材料6A热分解而不发生氧化反应或燃烧，处理材料6A中的树脂材料(如环氧树脂)产生干馏气体。所产生的干馏气体随后被从加热炉1A中抽吸出去并通过清扫风扇13A排出。在干馏气体经过气体处理容器15A中的涤气器时一部分干馏气体发生了溶解。另一部分在气体处理容器15A中的活性炭吸附剂容器中被除去。因此，既不含有可燃性组分和臭味也不含有其它有害物质的清洁废气(主要是氮气)经过下游的清扫风扇13A和排气管14A。
进行上述操作一段预定时间之后，关闭控制阀9A。同时停下清扫风扇13A和电加热器2A，然后打开门7A。这时，在支架5A上得到除去干馏气体组分而碳化了的树脂。原先留在印刷线路板上的金属部分仍然留在印刷线路板上。
这时，碳化了的树脂丧失了原有的韧性，它是非常脆性的以致于小的粉碎力就能够容易地将它粉碎得很细。因此，连接在印刷线路板上的金属部件能够容易地去除和分离。
从加热炉1A中将经过处理的处理材料6A连同支架5A一起取出。在粉碎之后，大件金属(如电子元件和铜导线)可以通过分类分离而分离出来。粉碎得很细的组分可以通过比重分选法进行分离，如空气分离(用空气分离组分)。根据这些方法，能够容易且精确地分离金属组分和碳化物。经过分离的金属可以经济地用作熔炼过程的金属原料，尤其是在经分离的金属含有少量贵重金属(如金)的情况下。同时，经分离的碳化物组分几乎不含有金属组分，它们可以用作污水和污泥处理的吸附剂材料，以及固体燃料或还原处理材料。这样，根据本发明，含金属的树脂可被回收用作有用的原料，而与之相比以前用常规方法是难以处理它们的。
如上所述，按照本发明的实施方案使用用于处理含金属树脂的干馏设备，含金属树脂在经过于贫氧气氛中加热这一处理并由此变脆之后，能够通过筛选或比重分离容易且精确地分离金属组分和碳化物，而且，由于含金属树脂是在贫氧气氛中加热的，因此含金属树脂不发生燃烧，这样温度就不会变成非常高。由此抑制了金属的蒸发和扩散，即使在树脂中含有低熔点金属(如焊剂的铅组分)的情况下。
在本发明的实施方案中，只要根据树脂的类型将处理材料6A在加热炉1A中的加热温度控制在250℃或更高，树脂部分就会变脆成为能容易地粉碎的碳化状态，无需对与树脂共存的金属进行再熔融和再固化。通常所用的树脂于250℃或更高且低于500℃变脆。因此，较好的是将温度控制在250℃或更高且低于500℃，这样能节省加热能量。请注意设定加热温度中500℃这一上限是因为一部分低熔点金属(如焊剂)和含金属的树脂在该上限温度以上时会熔融且易于蒸发和扩散。结果，由于这些金属而需要进行废气处理。
(实施方案2)以下说明本发明的实施方案2。用于本实施方案的处理含金属树脂的干馏设备具有类似于实施方案1的基本结构。然而，在本实施方案中加热炉1A并不是具有密封结构的间歇式类型。与其不同，处理材料6A的入口和出口都是始终敞开的，处理材料6A是放在运动的平台上传送的。以下说明的主要着重点在于不同之处。
图14是用于本实施方案的处理含金属树脂的干馏设备结构的示意图。如图14所示，用于本实施方案的处理含金属树脂的干馏设备包含始终对加热炉1A外界敞开的入口17Aa和出口17Ab，还包含具有金属网孔带的传送装置16A，它经由入口和出口沿图14的箭头方向运动经过加热炉1A。入口17Aa和出口17Ab包含位于加热炉1A附近两边外侧的柔性片19A。传送装置16A上运送的支架5A具有抑制气体扩散的壁18A作为对运动方向而言的前壁和后壁。
以下说明具有上述结构、用于本实施方案处理含金属树脂的干馏设备的操作。将装有处理材料6A的支架5A经由柔性片19Aa放入入口17Aa。然后，支架5A由传送带16A自动地运动经过加热炉1A。装在支架5A上的处理材料6A用类似于实施方案1的干馏方法进行处理，直至支架5自动地经过出口17Ab和柔性片19Ab移出加热炉1A。
在处理材料6A是装配有电子元件的含阻燃剂的非不燃性等级的苯酚制得的印刷线路板的情况下，在用加热炉1A加热印刷线路板的过程中阻燃剂的分解气体环绕在印刷线路板周围。从而印刷线路板周围的气氛变成贫氧气氛。因此，印刷线路板中所含的树脂组分变为脆性而印刷线路板并不燃烧，即使是在加热炉1A内气氛是富氧气体(如空气)的情况下也是如此。这样，在含金属的树脂含有阻燃剂的情况下，即使在外部是富氧气氛的情况下，含金属树脂的周围环境也可以保持贫氧状态。因此，无需另外提供惰性气体(如氮气)。这种情形在经济上具有优势。
由于柔性片19Aa、19Ab覆盖了加热炉1A开口(即入口17Aa和出口17Ab)的大部分，因此柔性片19Aa、19Ab能抑制干馏气体从设备的开口泄漏出去，而并不干扰装有处理材料6A的支架5A的运送。
由于抑制气体扩散的壁18A覆盖了在支架5A的运动方向上加热炉1A敞开截面的主要部分，因此抑制气体扩散的壁18A能抑制处理材料6A产生的干馏气体从开口(即加热炉1A的入口和出口)漏出。
这样，本实施方案实现了一种在操作上具有优势的干馏处理设备，只要将处理材料6A放在传送装置16A上，就能够实现连续的碳化操作。
在本实施方案中，可以使用由玻璃织物/氟树脂制成的柔性片19Aa、19Ab，它们能保持耐热性和柔性，只要柔性片所处位置的温度不超过250℃左右。在温度超过250℃的情况下，使用金属片，如由不锈钢、铜或铝制得的片。
在本实施方案的结构中，高温中的处理材料6A会从加热炉1A中取出，因为处理材料6A是连续进行干馏的。在这种情况下，可以在加热炉1A后面的附近安放一个冷却装置，用于迅速冷却被加热的处理材料6A。按照这一方法，处理材料6A可以用分开的操作安全且迅速地进行处理，而不会有处于高温的材料暴露于空气而被点燃的危险，也不会有其它的燃烧危险。冷却方式包括将低温气体或液体直接喷到处理材料6A上的方法，以及使被冷却的片或辊与处理材料6A接触的方法。
此外，清扫管12A的清扫孔可以设置在由传送装置16A传送的支架5A所盛装的处理材料6A在经过加热炉1A的过程中被加热时这些处理材料6A达到其热分解温度且产生干馏气体的位置附近。在该情况下，干馏气体能有效地被清扫除去，并且能够抑制干馏气体通过加热炉1A的开口(即入口和出口)泄漏出去。
此外，该设备可以装配有热介质通道(heat medium channel)，用来冷却一部分柔性片19Ab。在该情况下，使干馏之后的被加热的处理材料6A在从出口被送出时与柔性片19Ab充分接触。通过与柔性片19Ab的这一接触，能有效地冷却处理材料6A，其中也与热介质通道发生有效的热交换。
(实施方案3)以下说明本发明的实施方案3。用于本实施方案的处理含金属树脂的干馏设备具有类似于实施方案2的基本结构。然而，本实施方案包括对从加热炉1A中出来的处理材料6A进行后处理操作的装置。以下说明的主要着重点在于不同之处。
图15是本实施方案处理含金属树脂的干馏设备的主要部分结构的示意图。如图15所示，用于本实施方案处理含金属树脂的干馏设备包含切碎辊20A，用于加压并切碎经过碳化且脆性的处理材料6A。切碎辊20A位于在加热炉1A内工作的传送装置16A的下游附近。该切碎辊20A与向该辊提供冷水的冷却水管21A相连。本实施方案的设备包含位于切碎辊20A下游的收集篮22A，用于收集被切碎的碎片。
以下说明具有上述结构、用于本实施方案处理含金属树脂的干馏设备的操作。经过在加热炉1A中干馏处理的处理材料6A的树脂部分是被碳化了的，它很脆以致于能够容易地用小压力将其切碎。因此，当处理材料6A在处于加热炉1A出口附近的转动的切碎辊20A之间卷绕并受压时，碳化了的树脂部分非常容易被切碎和粉碎。在该过程中与碳化了的树脂部分共存的金属部分被分离或剥离下来，与碳化了的树脂部分一起落入收集篮22A中。
通过分类分离或空气分离能够容易且迅速地将收集篮22A中所收集的被切碎的碎片分离成碳化了的树脂和金属，而无需任何其它粉碎设备。
这样，本实施方案实现了一种干馏处理设备，该设备进行能更有效地进行随后的分离过程的连续切碎过程，其中连续切碎过程是通过切碎辊20A切碎经干馏处理的处理材料来进行的。
在本实施方案中，可以向切碎辊20A通过冷水管21A提供冷水。在该情况下，处理材料6A如果是被加热的话，就可以在从加热炉1A出来以后立即通过切碎辊20A被冷却。
虽然在本发明的每个实施方案中都使用电加热器作为加热装置，然而本发明的加热装置并不限于此。加热装置包括使用管道气燃料(如城市煤气和丙烷气体)或液态燃料(如煤油)的燃烧热。为了使用燃烧热，如有必要可加入一个供气装置(如鼓风机)用于燃烧。在使用液态燃料的情况下，具体是在加热装置(即燃烧段)的上游加入一个用于汽化液态燃料的装置。
在气体处理容器15A中进行的处理干馏气体的方法包括火焰燃烧、催化燃烧和催化氧化。后两个反应使用催化剂。本发明不局限于特定的催化剂材料和形状，可包括例如烧结陶瓷和金属；金属蜂窝状结构物和织物；以及陶瓷纤维的编织物。本发明还包括例如曲面形、圆柱形、波浪形和平板形。催化剂的这些形状可以根据材料的加工性和用途任意地选择。关于催化剂的活性组分，本发明包括例如常用的铂族贵金属，如铂、钯和铑；这些贵金属的混合物；其它金属及其氧化物；以及它们的混合物。催化剂的材料可以根据燃料的类型和使用条件任意选择。
为了将含金属树脂的周围保持为贫氧，如实施方案1所述通常使用氮气气氛。此外，可以使用其它惰性气体，如二氧化碳、氦和氩。本发明不局限于特定的气体气氛，只要该气体气氛能够防止含金属树脂燃烧。例如，在如实施方案2所述含金属树脂含有阻燃剂的情况下，可以在加热处理的过程中实现贫氧状态，即使是在含氧的气氛下也是如此。因为阻燃剂的分解气体环绕在含金属树脂的周围。此外，降低清扫速率以使得含金属树脂产生的干馏气体保持环绕在含金属树脂周围，则含金属树脂的周围能够保持贫氧。
能够按照本发明进行处理的含金属树脂可以是任何一种含有金属的树脂材料。该含金属的树脂包括例如具有铜布线图案的印刷线路板，该印刷线路板还装配有电子元件。请注意本说明书中的印刷线路板或简称为线路板通常包括这些印刷布线板。此外，按照本发明进行处理的含金属树脂包括含有含金属树脂的部分和组件。它的一个例子是其中的马达或变压器是用树脂模塑的组件。
在本发明每个实施方案中的温度测量装置是热电偶。然而，本发明的温度测量装置不限于此。例如，可以使用热敏电阻器，可以在任何地方使用任何数量的温度测量装置。此外，用来与温度测量装置合作控制加热功率的控制装置对电加热的电压进行控制，并且对用于燃烧加热的燃料和空气的供给速率进行控制。清扫装置通常是风扇，但如有必要也可以是泵，用来提供加压或抽吸的能力。
本发明的每个实施方案中的传送装置是由耐热材料(如金属)制得的移动的带。然而，本发明的传送装置不局限于此。例如，可以使用一系列的转动棒(辊)。用于驱动传送装置的驱动装置通常是电动马达。
在本发明每个实施方案中的气体处理装置具有将吸收用液体喷洒到干馏气体中的涤气器或者包含用于吸附干馏气体的吸附剂的活性炭吸附容器。然而，本发明的气体处理装置不限于此。例如，可以使用鼓泡槽(bubbling tank)，用来将干馏气体喷射入吸收用液体中。这些装置还可以结合使用。此外，其它可能的气体处理装置是用于干馏分解反应的分解反应器、使用火焰燃烧或催化燃烧的燃烧反应器，以及含有甚至能与稀薄气体反应的分解催化剂的催化反应器。该气体处理装置可以根据使用的状态和便于处理性任意地加以选择。
由此，本发明的第四方面提供了一种用于通过干馏对含金属树脂进行处理并使其碳化的设备，它能容易地分离金属和树脂碳化物。
(5)以下参考附图对本发明第五方面的实施方案加以说明。
本发明的实施需要加热炉的加热装置、加热炉内温度的控制装置、清扫装置、空气和燃料的供气和控制装置、催化剂温度的测量装置、废料的传送配置，以及传送配置的驱动装置。加热装置包括电加热器和使用液体或气体燃料的燃烧型加热单元。用于测量干馏炉内温度和催化剂温度的温度测量装置是可以放在任何地方的任何数量的热电偶或热敏电阻器。用于与温度测量装置合作来控制加热功率的空气和燃料的供应和控制装置对电动阀和鼓风机的电压或频率加以控制。清扫装置通常是风扇，但如有必要也可以是泵，用于提供加压或抽吸的能力。传送装置可以是运动的耐热金属带，或者是一系列的转动棒(辊)。用于驱动传送装置的驱动装置通常是电动马达。这些装置是常规装置，也可使用其它的现有装置。因此，本说明书中省略了对这些装置的技术说明。
(实施方案1)参考图16说明本发明实施方案1的用于废料处理的干馏设备。
图16是本实施方案1的用于废料处理的干馏设备结构的示意图。如图16所示，类似隧道形状的加热炉1B装配有埋在其炉壁内的电加热器2B。炉温传感器3B是用来测量加热炉1B内温度的传感器，与温度控制器4B连接，该控制器根据测得温度和设定温度之间的温差来控制电加热器2B上的外加电压。传送带5B是位于加热炉1B内用于传送废料的金属网孔带。辊部件6B驱动传送带5B。清扫管7B具有位于加热炉1B内部的末端开口，抽吸并排出干馏气体。清扫管7B与下游的气体净化部件9B、排气管10B和排气扇11B连通。排气扇11B具有位于其下游的排气端12B。气体净化部件9B含有具有陶瓷蜂窝结构的氧化催化剂13B，它负载有可燃性有机材料的氧化活性组分。在气体净化部件9B的内部，环绕着清扫管7B的热交换部件14B位于氧化催化剂13B的下游。燃料管15B提供燃料气体(在本实施方案中是LP气体)，并且用燃料控制阀16B控制燃料的流量。催化剂温度传感器17B与氧化催化剂13B接触，将信号送入燃烧控制器18B中。随后，燃烧控制器18B产生信号来控制燃料控制阀16B。
以下说明本实施方案的操作和作用。加热炉是用电压进行控制的，使用在炉温传感器3B处测得的温度通过温度控制器4B将炉内温度设定在400℃附近。将含有大量有机材料的废料，如废印刷线路板、垃圾、鱼/蔬菜下脚料等放入加热炉1B中。废料在由辊部件6B驱动的传送带5B上传送，移动经过加热炉1B的内部。随着温度变高，由废料产生了废气和热分解物质。这些产生的气体(干馏气体)通过清扫风扇11B进行抽吸，经由清扫管7B排出。流入清扫管7B的干馏气体被送入气体净化部件9B中，通过氧化进行迅速净化。请注意氧化催化剂13B的温度已因通过燃料管15B供给的燃料气体而保持得足够高以用于氧化。氧化催化剂13B的初始加热是使用由燃料管15B提供的燃料气体来进行的。在反应之后，废气流经排气管10B、排气扇11B和排气端12B，然后排向大气。
在氧化催化剂13B的下游产生热废气。然而，这些热量通过清扫管7B周围的热交换部件14B加以收集，从而被冷却的废气达到排气扇11B，同时干馏气体在被送入氧化催化剂13B之前就被预热且作好了反应的准备。因此即使是在干馏气体含有难以氧化的组分的情况下，也能够容易地实现干馏气体的完全氧化。氧化催化剂13B的温度始终是用催化剂温度传感器17B来测量的，在氧化催化剂13B的温度低于预定值的情况下，通过燃烧控制器18B将燃料控制阀16B打开得多一些，以提供更多的燃料。在相反的情况下，当由于干馏气体的燃烧热太多而使得氧化催化剂13B的温度高于预定值时，将燃料控制阀16B关小，以减少燃料。这样，氧化催化剂13B的温度就始终保持最佳值。
氧化催化剂13B上燃料和干馏气体氧化所需的空气(氧气)与干馏气体一起以足够的速率经由清扫管7B引入，因为加热炉1B的传送带5B的入口和出口是对大气敞开的。因此，不必额外地提供空气。所产生的干馏气体的量，尤其是干馏气体中可燃性气体的含量可依赖于送入废料的类型、量和状态(水含量、受压等方面的变量)而发生显著的变化。然而，只要保持必需的催化剂温度，即使是对于稀薄气体，使用氧化催化剂13B的催化反应也能够实现大体上完全的反应，因此可以防止产生未燃烧的物质或中间体物质。
图17示出了在实际操作中本设备工作特性的一个例子。由废料产生的可燃性气体的流量(图中用实线示出)随时间发生显著的变化。然而，燃料供给流量是通过氧化催化剂13B的温度进行分级控制的，而该温度被保持在用于工作的必需且足够的温度范围内。因此，探测和识别干馏气体(多种组分的混合物)的量或类型对于保持废气清洁而言是不必要的。单是根据氧化催化剂13B的温度来粗略控制燃料气体就已经足够了。
预期到废料中有多种污染物质。尤其是氯化物(包括食盐等)和卤化物(包括塑料片等)的污染在大约300-700℃的温度范围内会产生有害的二恶英。
因此，将氧化催化剂13B的温度保持在800℃或更高，二恶英就会热分解，从而能防止释放二恶英。由于热交换部件14B的作用，在氧化催化剂13B的下游，温度会迅速降低至300℃或更低，因此也可以防止由二恶英的分解气体重新产生二恶英。上限温度局限在氧化催化剂13B的耐热温度范围内，通常为1000℃或更低。由于废气是清洁且完全氧化的，如有必要可以在气体净化部件9B的下游配备一个水冷却的热交换器将废气进一步冷却至200℃或更低。
由于释放出干馏气体后的残留物是碳化了的，并且其体积降低至初始体积的1/7或1/4，因此，即使当这些残留物就这么处理掉时，也能实现体积的显著降低。此外，这些残留物可以用作土地改良材料和肥料，或者用于污水和污泥处理的吸附材料，以及固体燃料或还原处理材料。这样，根据本发明，用常规方法难以处理的废料可被再循环用作有用的原料。
(实施方案2)以下说明本发明的实施方案2。本实施方案的用于废料处理的干馏设备具有与实施方案1用于废料处理的干馏设备相类似的基本结构和操作方式。然而，在本实施方案中，对加热炉1A内气氛状态的控制和向干馏气体供给空气的装置不同于实施方案1。以下说明的主要着重点在于这些不同之处。
图18是本实施方案用于废料处理的干馏设备结构的示意图。如图18所示，在加热炉1B入口和出口的每处附近配备用于供给氮气的进气管8B。进气管8B供给氮气的流量超过通过清扫管7B抽吸和排出的干馏气体的流量。空气供给管19B与燃料管15B一起连接在气体净化部件9B的上游处。
在这样的结构中，在充满氮气的加热炉1B内加热废料，由此防止了由于与加热所产生的气体的反应而导致点燃的危险。此外，抑制了在加热炉1B内的氧化聚合反应，防止了二恶英的产生。由于此处产生的干馏气体不含氧化反应所必需的空气(氧气)，因此供气管19B在空气净化部件9B的上游强制将足够流量的空气与干馏气体混合。这样，干馏气体成为了可燃性混合物，在氧化催化剂13B上可以发生氧化反应。空气的供给流量必需超过加热炉1B产生可燃性气体的预计最大流量。因为对于与氧化催化剂13B的反应可以允许较宽范围的可燃性气体含量，所以不必根据燃烧状态来细微地调节空气的供给，可以恒定地过量供气。
通过进气管8B加入加热炉1B的气体是用来降低氧气浓度的。因此，只要能够满足要求，不必使用纯净气体(如氮气)。例如，具有低氧气含量的废气可以通过从排气管10B回收而加以利用。这一结构简单、经济，并且不妨碍实现本发明的效果。
虽然在用于废料处理的干馏设备的实施方案中都是使用电加热来说明本发明的，但是显然本发明不局限于此。还可以用以下的替换方案来实现本发明的效果。
加热装置可以使用管道气燃料(如城市煤气和丙烷气体)或液态燃料(如煤油)的燃烧热。为了使用燃烧热，如有必要可加入一个供气装置(如鼓风机)以用于燃烧。在使用液态燃料的情况下，具体是在加热装置(即燃烧段)的上游加入一个用于汽化液态燃料的装置。
关于气体净化部件9B中所装的氧化催化剂13B的结构，本实施方案中使用了陶瓷蜂窝结构的基材。然而，本发明不局限于特定的催化剂材料和形状，可包括例如烧结陶瓷和金属；金属蜂窝状结构物或金属织物；以及陶瓷纤维的编织物等。本发明还包括例如曲面形、圆柱形、波浪形等，以及平板形。催化剂的这些形状可以根据材料的加工性和用途任意地加以选择。关于催化剂的活性组分，本发明包括例如常用的铂族贵金属，如铂、钯和铑等；这些贵金属的混合物；其它金属及其氧化物；以及它们的混合物。催化剂的材料可以根据燃料的类型和使用条件任意地加以选择。
由此，本发明的第五方面提供了一种用于废料处理的设备，使用该种设备可以将含可燃性有机材料的废料干馏和碳化，使其重量下降，使用该种设备还可以得到可广泛用作再循环材料的碳化了的产物，其中所产生的干馏气体通过氧化作用被完全净化，变为清洁的废气。
权利要求
1.一种用于处理含金属树脂的干馏设备，该设备包括用于含金属树脂的加热炉，加热所述加热炉的加热装置，用于在所述抽吸和除去加热炉内的气体的清除装置；所述加热装置加热所述的加热炉，使所含的所述含金属的树脂失去其硬度；和所述的含金属的树脂被加热，没有发生燃烧，因为至少在所述含金属的树脂的周围是缺氧的。
2.如权利要求1所述的用于处理含金属的树脂的干馏设备，其特征在于所述加热装置加热所述的加热炉，使所述含金属的树脂温度保持在250℃或更高，所述含金属的树脂失去其硬度。
3.如权利要求2所述的用于处理含金属的树脂的干馏设备，其特征在于所述加热装置加热所述的加热炉，使所述含金属的树脂温度保持在250℃或更高，但低于500℃，使所述含金属的树脂失去其硬度。
4.如权利要求1-3中任一权利要求所述的干馏设备，其特征在于所述加热炉有至少一个打开部件，和该方法还包括将含金属的树脂传送到所述加热炉的传送装置。
5.如权利要求4所述的用于处理含金属的树脂的干馏设备，其特征在于所述打开部件有至少一个进口和一个开口，用于输入和输出所述的含金属的树脂，和所述传送装置将所述含金属的树脂从进口输送通过所述加热炉内部到所述出口。
6.如权利要求1-5中任一权利要求所述的用于处理含金属的树脂的干馏设备，其特征在于该设备还包括用于迅速冷却在所述加热炉内加热的含金属的树脂的冷却装置，所述冷却装置位于所述加热炉的附近。
7.如权利要求4-6中任一权利要求所述的用于处理含金属的树脂的干馏设备，其特征在于所述传送装置包括用于输送含金属的树脂的支架；和所述支架至少在垂直于支架运动方向的平面包括抑制气体扩散的壁，该壁的大小等于所述开口部分。
8.如权利要求4-7中任一权利要求所述的用于处理含金属的树脂的干馏设备，其特征在于该设备还包括位于所述开口部分附近，用于阻塞所述开口部分的敞开区域的柔性片；和用于冷却所述柔性片的加热介质通道。
9.如权利要求4-8中任一权利要求所述的用于处理含金属的树脂的干馏设备，其特征在于该设备还包括用于加压并切碎通过所述开口部分从所述加热炉输出的含金属的树脂的加压和切碎装置。
10.如权利要求9所述的用于处理含金属的树脂的干馏设备，其特征在于所述加压和切碎装置包括用于冷却所述加压和切碎装置本身的加热介质通道。
11.如权利要求1-10中任一权利要求所述的用于处理含金属的树脂的干馏设备，其特征在于所述含金属的树脂含有阻燃剂。
12.如权利要求1-11中任一权利要求所述的用于处理含金属的树脂的干馏设备，其特征在于所述含金属的树脂是印刷线路板。
13.一种用于废物处理的干馏设备，该设备包括用于包容和加热投入其中的可燃性有机废物的加热炉；用于在预定温度加热所述加热炉内部的加热装置；用于抽吸和除去在所述加热炉内产生的干馏气体的清除装置；连接到所述清除装置的上游和下游的气体处理装置，用于在其中包容氧化催化剂；连接在所述气体处理装置的上游，用于向所述气体处理装置内部提供燃料和/或空气的供应燃料和/或空气装置；测量催化剂温度的温度测量装置；用于根据由所述温度测量装置的测量信号测量的温度，控制由至少所述的燃料供应装置提供燃料和/或空气速率的速率控制装置。
14.如权利要求13所述的用于废物处理的干馏设备，其特征在于所述可燃性有机废物是印刷线路板。
15.如权利要求13所述的用于废物处理的干馏设备，其特征在于所述燃料供应装置由所述的速率控制装置控制，使所述气体处理装置中的所述氧化催化剂的温度保持在800℃或更高。
16.如权利要求15所述的用于废物处理的干馏设备，其特征在于由所述速率控制装置控制所述燃料和/或空气供应装置，使所述所述氧化催化剂的温度保持不超过依据其耐热温度定出的上限温度。
17.如权利要求13或15所述的用于废物处理的干馏设备，其特征在于所述加热炉至少在进口处有开口，该设备还包括用于传送输入的废物，移动通过所述加热炉的传送装置；用于向所述加热炉提供比所述清除装置清除和除去的干馏气体数量更多的贫氧气体的进气装置；和向所述气体处理装置提供空气的空气供应装置。
18.如权利要求17所述的用于废物处理的干馏装置，其特征在于空气与所述燃料混合后供给所述气体处理装置。
19.如权利要求13、15或17中任一权利要求所述的用于废物处理的干馏设备，其特征在于该设备包括的构造使从所述加热炉抽吸和除去的干馏气体通过所述气体处理装置的高温废气通道进行热交换。
全文摘要
一种用于处理含金属树脂的干馏设备，该设备包括用于含金属树脂的加热炉，加热所述加热炉的加热装置，用于在所述抽吸和除去加热炉内的气体的清除装置；所述加热装置加热所述的加热炉，使所含的所述含金属的树脂失去其硬度；和所述的含金属的树脂被加热，没有发生燃烧，因为至少在所述含金属的树脂的周围是缺氧的。
文档编号B29B17/02GK1433851SQ0310438
公开日2003年8月6日 申请日期2003年2月10日 优先权日1998年12月11日
发明者上野贵由, 中岛启造, 铃木正明, 大西宏, 寺田贵彦, 川崎良隆, 川上哲司 申请人:松下电器产业株式会社