专利名称：一种热解结合等离子体放电无害化回收处理电路板的方法
技术领域：
本发明属于电子垃圾回收处理技术领域，具体涉及一种热解结合等离子体放电无害化回收处理电路板的方法。
背景技术：
电子垃圾是一种特殊的垃圾，它具有双重特性，首先是潜在的环境污染性。电子垃圾本身含有严重的毒害性，如不妥善处理而直接填埋、焚烧，必将造成二次污染，其危害具有明显的潜在性和长期性；其次，电子垃圾可作为再生资源回收利用的资源性。随着信息产业的飞速发展和电子电器设备的广泛运用，电子垃圾成为世界上增长最快的垃圾。在各种电子垃圾中，电路板(PCB板)的回收不仅在数量上占有巨大的份额，而且其蕴含的金属资源也是巨大的，也是最难以处理的。PCB板类型复杂，种类多样，组成线路板的各种构件和物质的含量相差较大，但大致可归纳为三大类
Θ金属材料90%以上为Cu，含有少量Ag、Pd、Au等贵金属悉含卤素的环氧树脂等有机高
聚物；③主要成分为硅及铝氧化物的陶瓷和玻璃纤维。根据瑞典Rormskar冶炼厂的分析，
PCB板中所含的贵重金属含量远远高于天然矿石的工业品位，其蕴含的经济价值是巨大的。 正因为如此，如何有效地处理回收电子垃圾中的PCB，已经成为目前备受国内外关注的研究执占。
y 、人 /\\\ ο目前针对PCB板处理的方法可分为三类物理机械处理法、焚烧处理法、热解法处理。物理机械处理法是目前较为常用的PCB回收处理技术，它主要是分离回收印刷电路板中的金属，用机械将PCB粉碎到一定的粒径，使非金属材料与金属材料相分离，再根据密度，电磁性能的差别，将两者分开。物理机械处理法的主要弊端在于它的适应性，由于PCB 类型复杂，种类繁多，组成成份差异很大，物理机械处理法难于广泛适用于各种PCB。焚烧处理法目前应用较有广泛但污染十分严重的PCB回收处理技术。焚烧法处理是指废弃物中的可燃物在焚烧炉中与氧进行燃烧的过程，处理流程是先将废弃物经机械破碎至2 5 cm 后，送入一次焚化炉中焚烧，将所含约40%的树脂分解破坏，使有机物与固体物分离，剩余残渣即为裸露的金属及玻璃纤维，经粉碎后即可送往金属冶炼厂进行金属回收，有机气体则送入二次焚化炉进一步燃烧处理。焚烧法主要是用来回收PCB中的金属，其优点是工艺简单，耗时短，能够实现PCB的减容减量。但在回收过程中，树脂等可燃物都燃烧分解，无法进行回收，且由于PCB中的阻燃剂含有大量溴或氯及芳香族化合物，在焚烧过程中会产生二英和呋喃等有毒有害气体。热解法处理是对焚烧法处理的一种有效改进，利用热解将废弃PCB热裂解，可回收可燃油气及金属物质。与电路板的焚烧处理不同，真空热解过程是在无氧的条件下进行的，因此可以抑止二噁英、呋喃的产生，废气产量也少，对环境污染小。虽然热解法已大大降低了污染物排放，但其所排放的低分子有机污染物仍然会对生态环境和人体健康造成极为严重的危害，仍急需对其进行十分有效地防治处理。
发明内容
本发明的目的是针对目前焚烧法和热解法回收处理PCB板对环境污染极大的特点，提供一种热解结合等离子体放电无害化回收处理PCB板的方法。本发明方法采用的装置包括第一粉碎机、第二粉碎机、热解炉、冷凝塔、放电室、空气加湿器、碱液罐、分离机；非金属收集槽通过管路与分离机的一个出料口连接，金属收集槽通过管路与分离机的另一个出料口连接；热解炉的顶部出料口与冷凝塔的入料口连接， 冷凝塔的液相出料口与液体收集槽连接，冷凝塔的气相出料口与放电室的一个进气口连接，空气加湿器的出口与放电室的另一个进气口连接，放电室的出气口连接至碱液罐，碱液罐中装有碱液。本发明方法的具体步骤包括
步骤(1)通过第一粉碎机将待回收处理的电路板粉碎成毫米级的废料颗粒；将废料颗粒送热解炉中，在350 900 °C下，废料颗粒在高温及缺氧状态下产生有机物裂解反应，热解成气态混合物和炉底固体混合物；所述的气态混合物为大分子气态有机污染物和小分子气态有机污染物的混合物；所述的炉底固体混合物为金属和非金属的混合物；
步骤( 热解产生的气态混合物通入冷凝塔，在常温下，0. 5 2小时后气态混合物中的大分子气态有机污染物冷凝下来，形成液态有机污染物，收集在液体收集槽中；
气态混合物中的小分子气态有机污染物通入放电室中，同时通入空气加湿器产生的绝对湿度为5 50g/m3的湿空气，通入的湿空气与小分子气态有机污染物的体积比为1 10 1 ；对放电室中的小分子气态有机污染物和湿空气的混合气体进行等离子体放电，每立方米混合气体等离子体放电量为10 30千瓦时，当混合气体中C3H7Br的体积含量小于lOOppm， 停止等离子体放电；对湿空气放电产生各种强氧化性的03、0H及OOH等活性基团，由活性基团降解脱除小分子气态有机污染物，降解效率可以达90%以上。所述等离子体放电采用电子束放电、电晕放电、介质阻挡放电或滑动弧放电。步骤C3)将放电室中等离子体放电处理后的混合气体通入碱液，将混合气体的卤素吸收，处理后的混合气体达到排放标准，直接排放，实现无害化处理；所述碱液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化钙或碳酸钙的水溶液。步骤(4)将热解产生的炉底固体混合物通过第二粉碎机粉碎成毫米级颗粒，然后利用分离机进行金属和非金属的分离，分离得到的非金属主要以陶瓷和玻璃纤维为主，填埋处理；分离得到的金属主要含量为铜，约占90%，并含有金银钼等贵金属，送往冶金厂进行深加工，获取金银钼等贵金属，实现金属资源循环回收。本发明的有益效果是本发明提供的热解结合等离子体放电无害化回收处理PCB 板方法工艺相对简单，可操作性强，处理过程中的污染物排放达到标准，实现了无害化处理，并对PCB板中的宝贵的金属资源实现有效地循环回收。
图1是本发明方法采用的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例进一步详细描述本发明。如图1所示，一种热解结合等离子体放电无害化回收处理电路板的方法采用的装置包括第一粉碎机1、第二粉碎机3、热解炉2、冷凝塔5、放电室10、空气加湿器9、碱液罐 11、分离机4。非金属收集槽7通过管路与分离机4的一个出料口连接，金属收集槽8通过管路与分离机4的另一个出料口连接。热解炉2的顶部出料口与冷凝塔5的入料口连接， 冷凝塔5的液相出料口与液体收集槽6连接，冷凝塔5的气相出料口与放电室10的一个进气口连接，空气加湿器9的出口与放电室10的另一个进气口连接，放电室10的出气口连接至碱液罐11，碱液罐11中装有碱液。该热解结合等离子体放电无害化回收处理电路板的方法的具体步骤是
步骤(1)通过第一粉碎机将待回收处理的电路板粉碎成毫米级的废料颗粒；将废料颗粒送热解炉中，在350 900 °C下，废料颗粒在高温及缺氧状态下产生有机物裂解反应，热解成气态混合物和炉底固体混合物；所述的气态混合物为大分子气态有机污染物和小分子气态有机污染物的混合物；所述的炉底固体混合物为金属和非金属的混合物；
步骤( 热解产生的气态混合物通入冷凝塔，在常温下，0. 5 2小时后气态混合物中的大分子气态有机污染物冷凝下来，形成液态有机污染物，收集在液体收集槽中；
气态混合物中的小分子气态有机污染物通入放电室中，同时通入空气加湿器产生的绝对湿度为5 50g/m3的湿空气，通入的湿空气与小分子气态有机污染物的体积比为1 10 1 ；对放电室中的小分子气态有机污染物和湿空气的混合气体进行等离子体放电，每立方米混合气体等离子体放电量为10 30千瓦时，当混合气体中C3H7Br的体积含量小于lOOppm， 停止等离子体放电；对湿空气放电产生各种强氧化性的03、0H及OOH等活性基团，由活性基团降解脱除小分子气态有机污染物，降解效率可以达90%以上。等离子体放电可以采用电子束放电、电晕放电、介质阻挡放电或滑动弧放电。步骤C3)将放电室中等离子体放电处理后的混合气体通入碱液，将混合气体的卤素吸收，处理后的混合气体达到排放标准，直接排放，实现无害化处理。碱液可以是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化钙或碳酸钙的水溶液。步骤(4)将热解产生的炉底固体混合物通过第二粉碎机粉碎成毫米级颗粒，然后利用分离机进行金属和非金属的分离；分离得到的非金属主要以陶瓷和玻璃纤维为主，填埋处理；分离得到的金属主要含量为铜，约占90%，并含有金银钼等贵金属，送往冶金厂进行深加工，获取金银钼等贵金属，实现金属资源循环回收。该方法采用高温热解方法对废旧线路板进行回收处理，减少污染排放，并针对热解过程中产生的有害气体，进一步采用等离子体放电技术进行降解脱除，从而实现对废旧线路板的无害化处理，并有效回收其中宝贵的金银钼等贵等金属资源。
权利要求
1.一种热解结合等离子体放电无害化回收处理电路板的方法，其特征在于该方法采用的装置包括第一粉碎机、第二粉碎机、热解炉、冷凝塔、放电室、空气加湿器、碱液罐、分离机；非金属收集槽通过管路与分离机的一个出料口连接，金属收集槽通过管路与分离机的另一个出料口连接；热解炉的顶部出料口与冷凝塔的入料口连接，冷凝塔的液相出料口与液体收集槽连接，冷凝塔的气相出料口与放电室的一个进气口连接，空气加湿器的出口与放电室的另一个进气口连接，放电室的出气口连接至碱液罐，碱液罐中装有碱液；该方法的具体步骤包括步骤(1)通过第一粉碎机将待回收处理的电路板粉碎成毫米级的废料颗粒；将废料颗粒送热解炉中，在350 900 °C下废料颗粒热解成气态混合物和炉底固体混合物；所述的气态混合物为大分子气态有机污染物和小分子气态有机污染物的混合物；所述的炉底固体混合物为金属和非金属的混合物；步骤( 热解产生的气态混合物通入冷凝塔，在常温下，0. 5 2小时后气态混合物中的大分子气态有机污染物冷凝下来，形成液态有机污染物，收集在液体收集槽中；气态混合物中的小分子气态有机污染物通入放电室中，同时通入空气加湿器产生的绝对湿度为5 50g/m3的湿空气，通入的湿空气与小分子气态有机污染物的体积比为1 10 1 ；对放电室中的小分子气态有机污染物和湿空气的混合气体进行等离子体放电，每立方米混合气体等离子体放电量为10 30千瓦时，当混合气体中C3H7Br的体积含量小于lOOppm， 停止等离子体放电；步骤C3)将放电室中等离子体放电处理后的混合气体通入碱液，将混合气体的卤素吸收，处理后的混合气体直接排放；步骤(4)将热解产生的炉底固体混合物通过第二粉碎机粉碎成毫米级颗粒，然后利用分离机进行金属和非金属的分离，分离得到的非金属填埋处理，分离得到的金属送冶金厂进行深加工。
2.如权利要求1所述的热解结合等离子体放电无害化回收处理电路板的方法，其特征在于所述碱液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化钙或碳酸钙的水溶液。
3.如权利要求1所述的热解结合等离子体放电无害化回收处理电路板的方法，其特征在于所述等离子体放电采用电子束放电、电晕放电、介质阻挡放电或滑动弧放电。
全文摘要
本发明公开了一种热解结合等离子体放电无害化回收处理电路板的方法。本发明方法首先将待回收处理的电路板粉碎成毫米级的废料颗粒；将废料颗粒热解成气态混合物和炉底固体混合物；热解产生的气态混合物通入冷凝塔，大分子气态有机污染物冷凝成液态有机污染物后收集，小分子气态有机污染物和湿空气一同通入放电室中，对混合气体进行等离子体放电；将等离子体放电处理后的混合气体通入碱液；将热解产生的炉底固体混合物粉碎后利用分离机进行金属和非金属的分离，非金属填埋处理，金属进行深加工。本发明方法工艺相对简单，可操作性强，处理过程中的污染物排放达到标准，实现了无害化处理，并对电路板中的宝贵的金属资源实现有效地循环回收。
文档编号B09B3/00GK102284472SQ201110269269
公开日2011年12月21日 申请日期2011年9月13日 优先权日2011年9月13日
发明者丁宁, 刘彦, 徐江荣, 温正城, 王关晴, 罗丹, 黄雪峰 申请人:杭州电子科技大学