专利名称：废旧印刷电路板的破碎及高压静电分离方法
技术领域：
本发明涉及一种废旧印刷电路板的破碎及高压静电分离方法，是对废旧印刷电路板进行回收、再生和资源化的一种方法。属于环境保护技术领域中的工业废弃物处理、资源化领域。
背景技术：
随着电子信息业的高速发展，出现新型固体废弃物—电子废弃物包括各种废旧电脑、通信设备、电视机、电冰箱、洗衣机以及单位淘汰的电子仪器仪表等。据专家估计，我国目前每年报废的电冰箱、洗衣机、计算机、空调等电器约2800余万台，废弃电子电器总量达100万吨，而其中印刷电路板大约占总量的4％。
废旧印刷电路板(PCB)中含有铜、金、银、钯等十几种回收价值较高的金属。如废旧手机电路板中含有铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)、钯(Pd)等有价金属，其含量为含金280g/t、银2kg/t、铜1000g/t、钯100g/t。金矿的含金量即使品位低至3g/t也有开采价值，经选矿得到的精矿的含金量也只有70g/t左右。我国铂族金属的平均品位只有0.4g/t，世界铂族金属矿的品位0.6-23g/t，铜矿、银矿也达不到上述含量。
在印刷电路板中，金属的含量高达40％，而自然界中的富矿金属含量也不过3-5％。最多的是铜，此外还有金、铝、镍、铅、硅金属等，其中不乏稀有金属。有统计数据表明，每吨废旧电路板中含金量达到1000克左右。现在，随着工艺水平提高，成本降低，每吨废电路板中仍可提炼出300克左右的金，市价约合3万元左右。因此，所谓“电子废物”中蕴含的金属是天然矿藏的几十倍甚至几百倍。
目前废旧印刷电路板资源化处理技术主要有湿法冶金、火法冶金、机械处理或几种处理技术相结合。由于机械处理易实现工程化，并不会产生二次污染，这种方法倍受欢迎。中国发明专利《一种印刷电路板回收有价物质的方法》(王文彬，专利号98105592.3)将废旧印刷电路板经过高速转剪断机、高速粉碎机、冲击破碎机、粉化机、磨粉机及水槽，依次经过剪碎、粉碎、重击、粉化及金属与非金属材料的分离过程。虽然能够实现金属与非金属的分离，但整个破碎过程烦琐。方法中将所有破碎的物料采用水槽进行分选，由于细物料在水中难以分散，所以部分金属不会下沉，分选效率低，产品需要脱水、干燥，并存在着污泥和废水处理等环境污染治理问题。中国发明专利《废印刷电路板的粉碎分离回收工艺及其所用设备》(沈志刚等，专利号99102862.7)将废旧印刷电路板依次经过粗破、细破，然后通过振动筛分成很多级别，各级别采用气流分选机，实现金属与非金属物质的分离。其缺点是分级过多，气流分选机的分选效率低，受物料形状影响大；对于细粒级(-0.074mm)的物料无法实现有效分选。中国发明专利《电子废弃物板卡上有价成份的干法物理回收工艺》(赵跃民等，申请号03113180.8)将废弃板卡依次经过双齿辊剪切机、高效冲击破碎机、磁选机、分级筛、涡电流分选机、阻尼式气力分选机、滚筒静电分选机、摩擦电选机，依次进行剪切、破碎、筛分、分选，最终分离金属与非金属物质。该方法存在成本高、工艺复杂等问题。据国外文献报道，比较先进的处理方法是先采用液氮对废旧印刷电路板进行冷冻，然后进行破碎、分选(电选、涡电流分选、磁选)，最后气流分选金属与非金属。但整个处理过程烦琐。同样存在分级过多，气流分选机的分选效率低，受物料形状影响大，对于细粒级(-0.074mm)的物料无法实现有效分选等问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的上述不足，提供一种废旧印刷电路板的破碎及高压静电分离方法，将金属与非金属颗粒进行有效破碎和分离，实现对废旧印刷电路板的回收、再生和资源化处理。
为实现这样的目的，本发明的技术方案中，采用双齿辊式破碎-高速粉碎-高压静电分离方法，来实现金属与非金属颗粒的有效破碎和分离。
高压静电分离的原理是金属和非金属混合颗粒给到旋转的接地滚筒表面上，受到电晕电极所产生的负离子轰击而带电，金属颗粒通过接地滚筒迅速失去负电荷，在静电极吸引及在重力作用下金属颗粒飞离滚筒表面，而非金属颗粒则保持所带负电荷，在电场力作用下紧贴在滚筒表面，随滚筒一起转动至后方，被毛刷刷下，从而实现金属颗粒与非金属颗粒的分离。
为此，本发明采用的技术方案中包括对废旧印刷电路板进行破碎、对破碎的颗粒进一步粉碎以及将金属非金属颗粒进行高压静电分离三个工序。首先采用传送带把废旧电路板输送到双齿辊式破碎机，将废旧电路板破碎成粒度为5mm～20mm的碎片，再采用传送带把粒度为5mm～20mm的废旧电路板碎片输送到高速冲击粉碎机，进一步把废旧印刷线路板粉碎成0.06mm～0.5mm的颗粒。然后将被粉碎的颗粒通过高压静电方法进行金属和非金属颗粒的分离，被粉碎的混合物料通过给料装置均匀加入到高压静电分离设备中转动的分离滚筒上，通过电晕电极所产生的负离子轰击而使金属和非金属颗粒都带负电荷，而金属颗粒通过接地滚筒迅速失去负电荷，不带电荷。电晕电极施加的电压为5KV～60KV，电流为2mA～5mA。静电极对金属颗粒产生静电吸引使其脱离分离滚筒落入金属收集区，而带负电荷的非金属颗粒受到电极排斥保留在分离滚筒的表面，随分离滚筒一起转动至后方被毛刷刷落，落入非金属收集区，由此分别得到非金属基板材料颗粒和金属颗粒。
本发明在实际操作中，可根据废旧印刷线路板的种类和需要破碎的粒度要求，确定工艺参数。
本发明采用的双齿辊式破碎-高速粉碎-高压静电分离方法与多步复杂破碎后的气流风选和利用密度差的水选比，具有成本低、高效、结构简单、无污染等特点，克服了国内采用火烧和酸洗等方法回收废旧线路板中有价金属的方法，减少环境污染。
图1为本发明方法的流程图。
图2为本发明中高压静电分离方法的示意图。
图2中，1为电晕电极，2为静电电极，3为分离滚筒，4为毛刷，5为金属颗粒，6为非金属颗粒，7为给料装置。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。
本发明方法的流程如图1所示，包括对废旧印刷电路板进行破碎、对破碎的颗粒进一步粉碎以及将金属非金属颗粒进行高压静电分离三个工序。首先采用传送带把废旧电路板输送到双齿辊式破碎机，将废旧电路板破碎成粒度为5mm～20mm的碎片，再采用传送带把粒度为5mm～20mm的废旧电路板碎片输送到高速冲击粉碎机，进一步把废旧印刷线路板粉碎成0.06mm～0.5mm的颗粒。然后将被粉碎的颗粒输送到高压静电分离设备，在电晕电极和静电电极的作用下将混合物料中的金属物质和非金属物质分离，得到非金属基板材料颗粒(玻璃纤维等)和铜、锡等金属颗粒。
本发明中采用的高压静电分离方法如图2所示，首先把粒度为0.06mm～0.5mm的废旧印刷线路板混合物料通过给料装置7均匀加入到转动的分离滚筒3上，通过电晕电极所产生的负离子轰击而使金属和非金属颗粒都带负电荷，而金属颗粒5通过接地分离滚筒3迅速失去负电荷，不带电荷。电晕电极1施加的电压为5KV～60KV，电流为2mA～5mA。静电极2对金属颗粒5产生静电吸引使其脱离分离滚筒3落入金属收集区。负电荷的非金属颗粒6受到电极排斥保留在分离滚筒3的表面，随分离滚筒3一起转动至后方被毛刷4刷落，落入非金属收集区。
本发明在实际操作中，可根据废旧印刷线路板的种类和需要破碎的粒度要求，确定工艺参数。
本发明中，双齿式辊式破碎机、高速冲击粉碎机及高压静电分离设备组成封闭系统，系统之间采用传送带进行物料的传送，整个系统在密封条件下进行。
权利要求
1.一种废旧印刷电路板的破碎及高压静电分离方法，其特征在于首先采用双齿辊式破碎机将废旧电路板破碎成粒度为5mm～20mm的碎片，再采用高速冲击粉碎机进一步把废旧印刷线路板粉碎成0.06mm～0.5mm的颗粒，然后将被粉碎的颗粒通过高压静电方法进行金属和非金属颗粒的分离，被粉碎的颗粒通过给料装置(7)均匀加入到高压静电分离设备中转动的分离滚筒(3)上，通过电晕电极所产生的负离子轰击而使金属和非金属颗粒都带负电荷，而金属颗粒(5)通过接地滚筒(3)迅速失去负电荷，不带电荷；电晕电极(1)施加的电压为5KV～60KV，电流为2mA～5mA，静电极(2)对金属颗粒(5)产生静电吸引使其脱离分离滚筒(3)落入金属收集区，而带负电荷的非金属颗粒(6)受到电极排斥保留在分离滚筒(3)的表面，随分离滚筒(3)一起转动至后方被毛刷(4)刷落，非金属颗粒(6)，落入非金属收集区，由此将非金属颗粒和金属颗粒分离。
全文摘要
一种废旧印刷电路板的破碎及高压静电分离方法，首先将废旧印刷电路板破碎成粒度为5mm－20mm的碎片，并进一步粉碎成0.5mm－0.06mm的颗粒，然后采用高压静电方法进行金属和非金属颗粒的分离，被粉碎的颗粒通过给料装置均匀加到高压静电分离设备中转动的分离滚筒上，通过电晕电极所产生的负离子轰击而使金属和非金属颗粒都带负电荷，金属颗粒通过接地滚筒迅速失去负电荷，由静电极对金属颗粒产生静电吸引使其脱离分离滚筒落入金属收集区，带负电荷的非金属颗粒受到电极排斥保留在分离滚筒的表面，随分离滚筒一起转动至后方被毛刷刷落，落入非金属收集区，由此将非金属和金属颗粒分离。本发明具有成本低、高效、无污染等特点。
文档编号B02C23/00GK1654124SQ20051002378
公开日2005年8月17日 申请日期2005年2月3日 优先权日2005年2月3日
发明者许振明, 李佳 申请人:上海交通大学