专利名称：用于印刷线路板超临界分离的三相分离器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气体、液体和固体混合物的三相分离装置，具体涉及一种用于印刷线路板超临界分离的三相分离器。
背景技术：
二十世纪以来，信息技术与电子工业的飞速发展，使得电子产品的应用范围越来越广，种类和数量猛增，而电子产品的更新周期越来越短，一个问题将不可避免地摆在了我们面前，这就是大量电子废弃物的产生。中国是家用电器的生产及使用大国。自20世纪80年代中期，家用电器大量进入家庭，目前电冰箱的社会保有量达1.1亿台，洗衣机1.5亿台，电视机更是高达3.2亿台。由于这些大型家用电器的使用年限均已达到或超过了使用寿命，因而按社会保有量测算，今后几年将进入更新期的电冰箱每年约400万台，洗衣机500万台，电视机500万台。中国家用电器更新报废将进入高峰。印刷线路板(PCB)是电子工业的基础，是各类电子产品中不可缺少的重要部件，从计算机、电视机到电子玩具等，几乎在所有的电子产品中都有印刷线路板存在。因此，PCB的回收处理在电子废弃物的处理中具有举足轻重的地位。
可再使用的电子元器件与贵重金属的经济价值是支撑电子废弃物工业化回收的经济基础，所有的贵重金属都用于制造电子元器件，而电子元器件都集中在PCB的电路上，因此PCB的工业化回收处理是经济可行性的，是电子废弃物工业化回收处理的突破口。这一点已在世界范围内得到共识，美国、德国、日本、新加坡都已建立了专门回收PCB的工厂，取得了极高的经济收益和环境效益。但是，PCB以热固性树脂为基板，多以镀层形式存在，金属难以分离。目前国内外使用的废旧印刷线路板的回收处理方法有火法回收、湿法回收、生物法回收、机械回收等，新的技术还在不断的开发应用中。超临界技术就是其中的一种。
电子废弃物中印刷线路板、小型磁头及小型电感等复杂聚合物含有大量金属，如铜、锌、铝、铁、镍、锡以及一定量的金、银、铂和稀有元素硒等，金属含量远远高于矿石，相对于从原矿中提炼，回收利用费用可降低20～50％，产生废物量可减少15～90％，经济和环境效益可观。然而，电子废弃物中金属通常以镀层形式存在，无法用机械、电磁、化学方法等常规手段有效分离。
利用超临界技术，对基板进行溶胀、使其流态化，而金属保持固态，在三相分离中达到基板与金属的完全无形分离，金属回收率高，并且无二次污染。超临界流体技术本身已经成熟并得到广泛应用。当液体温度和所承受压力超过特定临界点时，即进入超临界状态，密度与液体相近，粘度与气体类似。流体在超临界状态下，具有极强的溶解性能，甚至可以使聚合物基板流态化，气体和有机物的溶解度远于液态，而无机物则相反，从而实现与金属的彻底分离。此外，在超临界点附近，可以通过改变超临界温度和压力很方便的控制基板的溶解度，溶解度的增加也打破了传质速率的限制，从而极大地提高了反应的速率，有效的分离复杂聚合物中的金属和基板。该技术的主要特色在于多学科交叉与综合，利用超临界流体分离的方法，实现电子废弃物中塑料和金属的完全分离，提高金属的回收率，实现电子废弃物回收的清洁化。
但目前的超临界反应器并非针对印刷线路板分离而设计，其中的三相分离器往往不适于金属粉末、金属碎片、溶剂、气体的分离。本申请针对这一情况，开发了专门的印刷线路板的三相分离器。
实用新型内容本实用新型的发明目的为提供一种用于印刷线路板超临界分离的三相分离器，该分离器结构简单，可方便地通过超临界状态分离成固、液和气体的三相的印刷线路板进行分离，可将印刷线路板中的金属进行全面回收，提高金属的回收率，实现电子废弃物回收的清洁化。
为实现本实用新型的发明目的，本实用新型采用了下述技术方案。
本实用新型公开了一种用于印刷线路板超临界分离的三相分离器，其特征在于，所述三相分离器包括管状固相分离区和与固相区相连的管状气液相分离区，所述固相分离区设置有用于过滤金属和未溶解基板的过滤网，所述气液相分离区的外侧设置有冷凝装置。
上述技术方案中，将经过超临界状态分离成固相、液相和气相的印刷线路板组分首先通过设置有过滤网的固相分离区，由于在固相分离区中设置有过滤网，印刷线路板中的固体物质即分离出的固体金属和未溶解的基板被过滤网过滤出滞留在固相分离区，而液相和气相分离区进入气液相分离区，在气液相分离区的外侧设置有冷凝装置，部分被汽化的液相物质重新转化成液相凝聚，而与气相物质分离，因此可方便的将在超临界状态下分解成三相的印刷线路板进行分离，对印刷线路板中的金属进行全面回收，提高金属的回收率，实现电子废弃物回收的清洁化。
本实用新型的三相分离区可对超临界状态下的印刷线路板中的金属进行全面过滤回收，由于加工印刷线路板的金属材料的多样性，为在分离印刷线路板的金属的过程中便于金属的分类回收，所述固相分离区中设置磁力吸附区。在固相分离区中设置磁力吸附区，可使受磁力吸附的金属聚集到磁力吸附区域，在回收金属时，可方便地对金属进行分类。
为便于固相分离及过滤，所述固相分离区水平设置。
气相和固相的分离的区域中，为便于液相输出，所述气液相分离区垂直设置。
所述气液相分离区与固相分离区相连的下部为液相排出管。
为减小气液相分离区的体积以及使汽化的液相在在一定的体积内及时液化，所述气液相分离区与固相分离区相连的上部为盘管。盘管可在有限的空间内增加冷凝面积，提高冷凝效率。
为便于固相的过滤分离，所述过滤网为多层，网孔自固相分离区的外侧向内逐渐减小。
所述冷凝装置为套装在气液相分离区外侧的套管。通过在套管和气液相分离区之间充入冷却介质，如流动的自来水，可及时对气液相分离区中的汽化的液相进行冷却分离。
磁力吸附区可设置在固相分离区中的任意位置，但由于固相可能产生堆积现象，不利于不同金属通过磁力分离，因此优选所述磁力吸附区设置在过滤网的内侧，由设置在固相分离区外侧的磁力产生装置形成。将磁力吸附区设置在过滤网的内侧，通常的金属可被外侧的过滤网过滤滞留在过滤网的外侧，而其中的磁力可吸附的金属，则在磁力的吸附作用下，可穿过过滤网吸附在磁力吸附区，因此可方便不同金属的分离。
为便于三相分离器的加工，所述固相分离区与所述气液相分离区为通过固定连接件固定连接的分体件。
本实用新型中，通过将三相分离器设置为固相分离区和气液相分离区，通过过滤网对通过超临界状态分离印刷线路板的固相物质进行分离，可对印刷线路板中的金属进行全面回收，而通过设置有冷凝装置的气液相分离区对通过超临界状态分离印刷线路板的气液相物质进行分离，可有效的分离和回收超临界状态分离过程中用于分解印刷线路板的液态溶剂和气态溶剂。
图1为用于印刷线路板超临界分离的三相分离器的具体实施方式
结构示意图。
具体实施方式
如图1所示的用于印刷线路板超临界分离的三相分离器1，三相分离器包括管状固相分离区2和与固相分离区相连的管状气液相分离区3，固相分离区中设置有过滤网，气液相分离区的外侧设置有冷凝装置。管状可采用圆管或方管及其它管状造型。
进一步如图1所示，固相分离区2水平设置的管状；气液相分离区3垂直设置的管状；在固相分离区2设置有两层过滤网，网孔自固相分离区的外侧向内逐渐减小，如本具体实施方式
中，可将外侧的过滤网21的网孔设置为20目；而将内侧过滤网22的网孔设置为100目；气液相分离区3与固相分离区1相连的下部管路31为液相排出管；气液相分离区3与固相分离区2相连的上部为盘管32；气液相分离区3的外侧设置冷凝套管4，套管4与气液相分离区之间形成冷凝区41。
在过滤网内侧的固相分离区设置有磁力吸附区23，磁力吸附区23由设置在固相分离区外侧的磁力产生装置24形成，磁力产生装置24可采用磁铁或电磁铁等装置。磁力产生装置可为磁头，并直接设置在固相分离区内部，磁头通过不锈钢外套所包裹，不与流体直接接触，以保护磁头。将磁力吸附区23设置在过滤网的内侧，通常的金属可被外侧的过滤网过滤滞留在过滤网的外侧，而其中磁力可吸附的金属，则在磁力的吸附作用下，可穿过过滤网吸附在磁力吸附区，因此可方便不同金属的分离。
固相分离区2与气液相分离区3为分体件，如图1所示，固相分离区和气液相分离区在26处通过螺钉固定连接。
上述具体实施方式
中通过超临界装置分离的印刷线路板的固相、液相和气相的分离过程为由超临界装置分离的印刷线路板混合流体从进口25进入三相分离器，通过两道过滤网21、22截留固体物质，能被磁力吸附的金属进一步被磁头C吸附至过滤网内侧的磁力吸附区。以上为固体分离部分，通常情况下长度不小于30cm。
分出固体后的混合流体进入气液分离区，进入气液分离区的气体上升至上部的盘管32，通常情况下盘管长度不小于2m，在盘管内气液通过外部不锈钢套管中的冷凝水冷却进行分离，分离后气相部分从盘管的上部出口33排出，液相部分从为液相排出管31出口排出。分离出的固体是金属和未溶解的基板；液体是溶解的基板材料和液态溶剂；气体主要是气态溶剂混合少量未彻底分离的微小颗粒。
上述具体实施方式
不是对本实用新型保护范围的限定，根据本实用新型的发明主旨，具体实施方式
可作各种变化。
权利要求1.一种用于印刷线路板超临界分离的三相分离器，其特征在于，所述三相分离器包括管状固相分离区和与固相区相连的管状气液相分离区，所述固相分离区设置有用于过滤金属和未溶解基板的过滤网，所述气液相分离区的外侧设置有冷凝装置。
2.根据权利要求1所述的用于印刷线路板超临界分离的三相分离器，其特征在于，所述固相分离区的内侧设置有吸附金属粉末的磁力产生装置。
3.根据权利要求1所述的用于印刷线路板超临界分离的三相分离器，其特征在于，所述固相分离区水平设置。
4.根据权利要求1所述的用于印刷线路板超临界分离的三相分离器，其特征在于，所述气液相分离区垂直设置。
5.根据权利要求1所述的用于印刷线路板超临界分离的三相分离器，其特征在于，所述气液相分离区与固相分离区相连的固相分离区的下部为液相排出管。
6.根据权利要求1所述的用于印刷线路板超临界分离的三相分离器，其特征在于，所述气液相分离区与固相分离区相连的固相分离区的上部为盘管。
7.根据权利要求1所述的用于印刷线路板超临界分离的三相分离器，其特征在于，所述过滤网为多层，网孔自固相分离区的外侧向内逐渐减小。
8.根据权利要求1所述的用于印刷线路板超临界分离的三相分离器，其特征在于，所述冷凝装置为套装在气液相分离区外侧的套管。
9.根据权利要求2所述的用于印刷线路板超临界分离的三相分离器，其特征在于，所述磁力产生装置设置在固相分离区的外部。
10.根据权利要求1所述的用于印刷线路板超临界分离的三相分离器，其特征在于，所述固相分离区与所述气液相分离区为通过固定连接件固定连接的分体件。
专利摘要本实用新型提供了一种用于印刷线路板超临界分离的三相分离器，其特征在于，所述三相分离器包括管状固相分离区和与固相区相连的管状气液相分离区，所述固相分离区设置有用于过滤金属和未溶解基板的过滤网，所述气液相分离区的外侧设置有冷凝装置。所述固相分离区中设置磁力吸附区；所述固相分离区水平设置；所述气液相分离区垂直设置；所述过滤网为多层，网孔自固相分离区的外侧向内逐渐减小；所述冷凝装置为套装在气液相分离区外侧的套管。该分离器结构简单，可方便地通过超临界状态分离成固、液和气体的三相的印刷线路板进行分离，可将印刷线路板中的金属进行全面回收，提高金属的回收率，实现电子废弃物回收的清洁化。
文档编号C22B3/04GK2887402SQ20052012522
公开日2007年4月11日 申请日期2005年12月3日 优先权日2005年12月3日
发明者尹凤福, 张光明, 张鲁楠, 王欢, 王海龙, 苏艳岩 申请人:海尔集团公司, 海尔集团技术研发中心