一种废弃印刷线路板剩余焊料的回收装置的制作方法

文档序号:11907816阅读:450来源:国知局
本发明涉及一种废弃印刷线路板剩余焊料的回收装置,可减轻后序WPCB处理工艺的重金属污染问题,属于一种节能环保的新型处理装置。
背景技术
:联合国大学2015年发布报告称,2018年全球电子废弃物将创新高,达到5000万吨,使得废弃电子电器产品(wasteelectricandelectronicequipment,WEEE)已经成为固体废物处理中重要组成部分。电子电器产品不断向集成化、微电脑化发展,使得集成电路技术的载体-电子线路板(printedcircuitboard,PCB)成为EEE行业的基础元件,PCB占所有WEEE重量比近3%,其设计和制造技术已经高度集成化和自动化,其产品的更新换代速度也呈现加快的趋势,2017年中国制造的PCB将占到全球市场份额的44.13%,我国同时也是WEEE进口和回收处理大国,通过各种渠道,最终输入到我国的废弃PCB(WPCB)呈现激增态势,其不当的处理所引发的环境问题得到了各级政府普遍高度重视,已经成为我国面临的严峻环保问题。大量电子元件是组成PCB的基础单元,不同的电子元件被焊料焊接在一张增强树脂板材表面或以针脚的形式插入树脂板材的小孔内,再由焊接机器人或手工焊接装配而成,焊料具有较低的熔点,传统含铅焊料的熔点大约在183~247℃,无铅焊料的熔点大约在217~227℃,继续升高温度,焊料会以气态的形式扩散。WPCB板表面和针脚孔内剩余大量焊料,最高可达15%以上,为回收焊料和避免污染,拆解完电子元件的WPCB光板在进行后序处理时需要进行焊料的去除和回收,利于后序深度处理。该装置运行温度略高于焊料熔点,低于树脂板材中有机物的热解温度,减少了挥发性有机物的释放,该预处理工艺提高了WPCB后续处理工艺中的环境质量,减小了铅、锌、锡等重金属的释放,实现了WPCB焊料的快速回收,最大化实现WPCB焊料资源的重复利用,提高了WPCB资源化处理过程中可重复利用产品的价值。技术实现要素:本发明针对WPCB光片中剩余焊料的去除难题,提出一种废弃印刷线路板剩余焊料的回收装置。本发明提出的废弃印刷线路板剩余焊料的回收装置,由回转搅拌结构、进出料系统和WPCB片与换热质分离部分、温控和防氧化部分组成;温控和防氧化部分由保温层、外防护层、高铝砖、电热丝、进气口和热电偶测温组成,外防护层轴向内壁上设有高铝砖、高铝砖上设有电热丝;外防护层纵向两侧内壁上设有保温层;回转搅拌结构由调速电机、链轮、轴承、托轮、转筒和带孔肋板组成,转筒水平布置于外防护层内,转筒两端依次伸出保温层、外防护层的两侧,转筒两端与外防护层连接处设有轴承,转筒一端为进料口,另一端为出料口;链轮连接调速电机,链轮连接转筒,链轮带动转筒进行旋转作业;若干个带孔肋板均匀分布于转筒内,每个带孔肋板的两端分别固定于转筒内壁上,托轮连接转筒;进出料系统和WPCB片与换热质分离部分由进料斗、进料输送机、带孔溜槽、出料管、筛、WPCB片砂分离室、出料输送机、砂出料口、WPCB片、砂和砾石混合料组成,进料斗连接进料输送机,进料输送机通过进料管连接转筒一端的进料口,所述进料管上设有进气口;转筒出料口的一端连接出料管,所述出料口与出料管连接处连接有带孔溜槽,带孔溜槽倾斜布置,即与转筒轴心线具有夹角;转筒旋转时,带动带孔肋板共同旋转,当随转筒旋转的带孔肋板旋转至高位,且当所述盛装WPCB片、砂和砾石混合料的带孔肋板敞开部位方向朝下时,位于带孔肋板内的WPCB片、砂和砾石混合料在重力作用下落到带孔溜槽内,出料管连接WPCB片砂分离室,出料管上设有热电偶测温孔,WPCB片砂分离室内斜向布置有筛,所述筛用于分离WPCB片、砂和砾石混合料,所述WPCB片的出口处连接有出料输送机,WPCB片通过出料输送机输送到设备外部,WPCB片砂分离室底部设有砂出料口中,被筛分出的砂和砾石混合经砂出料口排出到设备外部循环使用,转筒形状可以是圆筒或空心棱柱体等中任一种。本发明中,带孔肋板为长方体结构,其上均匀分布有若干孔,所述孔的直径为10-20mm,在带孔肋板宽边中心线处折弯,折弯角度为90-170o,所述孔的个数视具体情况而定,所述孔可以是圆孔或方孔等中任一种。本发明中,所述链轮和调速电机间采用链条传动、齿轮啮合传动或皮带传动等中任一种。本发明中,所述电热丝加热可以选择化石燃料直燃升温、高温热风等,电热丝为水平布置,也可以采用环形缠绕布置等。本发明中,所述高铝砖可以采用耐火材料,如石棉,硅酸铝棉等耐火材料。本发明中,热电偶测温孔同时也可以布置在其它合适部位,同时也可以采用红外测温等。本发明中,所述筛可以是固定筛、滚筒筛、振动筛或惯性振动筛等中任一种。本发明中,进料输送机、出料输送机布置方向和安装位置不限于图示,出料输送机也可以是其它带有传送、进料和密封功能的进出料装置等。本发明提出的废弃印刷线路板剩余焊料的回收装置的操作工艺,具体步骤如下:(1)将WPCB光板送入剪切破碎机,破碎至10-50mmWPCB片;(2)将磨碎至50-80目的砂和4.5-5.5mm的砾石一起经进料斗和进料输送机均匀送入转筒内,设定转筒内温度为210-250℃,开启加热装置;砂和砾石之间有比例关系吗(3)设定调速电机转速为0.2-5r/min,开动调速电机,充分搅拌,使砂和砾石受热均匀;(4)当转筒及砂和砾石达到设定温度后,同时开启进气口和排气口,通入氮气3-5min后将破碎和称量好的WPCB片经进料斗送入转筒,WPCB片与砂和砾石混合料总质量的质量比为1:50-1:10;(5)在转筒的带动下,WPCB片逐渐被带孔肋板提升,当带孔肋板运动到高位,带孔肋板截留在其内部的WPCB片和少量砂和砾石从带孔肋板敞开部位同时滑落至带孔溜槽内,进行初次筛分,在重力作用下,WPCB片、砂和砾石混合料逐渐滑落至位于WPCB片砂分离室内斜向放置的筛表面进行二次筛除砂和砾石,当WPCB片滑落至筛一侧底部时,被出料输送机输送至后序工艺进行处理,筛除的砂和砾石定期回流至圆筒。本发明的有益效果在于:将WPCB板剪切粗碎后,将其与高于焊料熔点,低于WPCB板热解温度的热砂和小砾石在能够旋转的筒体内混合换热,利用砂的摩擦力和小砾石的重力冲击,达到快速去除WPCB光板表面和针脚内部剩余焊料的目的。该装置在进出料部位安装的具有密封功能的输送机提供的密闭条件下运行,采用氮气作为热焊料防氧化保护气,热电偶控制加热温度。WPCB片在进料输送机的传送下落入已预热的圆筒内,与砂砾在带孔肋板的搅拌下充分混合换热,同时被带孔肋板带到高位后WPCB片与少量砂砾一同落入带孔溜槽内,在重力的作用下逐渐向出料口方向滑落,最后WPCB片过筛,使WPCB片与溢出的砂砾分离,筛下砂砾被储存和回流,筛上WPCB片被出料口输送机送入下一处理工序。脱除了焊料的WPCB片形状和强度不变,几乎无热解,实现了焊料的回收和减少重金属污染。该处理装置在密闭条件下运行,电热丝加热,温度可控,WPCB光板针角内焊料去除率达98%以上,表面焊点焊料去除率达100%,具有结构简单、环保,处理能力大,流态化作业,可工业化推广等优点。附图说明图1为本发明的结构图示。图2为A-A剖面图。图3为带孔溜槽的结构图示。图4为带孔肋板的结构图示。图中标号:1为调速电机,2为链轮,3为进气口,4为进料输送机,5为进料斗,6为保温层,7为外防护层,8为高铝砖,9为电热丝,10为带孔肋板,11为转筒,12为带孔溜槽,13为轴承,14为热电偶测温孔,15为托轮,16为出料管,17为筛,18为WPCB片砂分离室,19为出料输送机,20为砂出料口,21为WPCB片,22为砂和砾石混合料。具体实施方式下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。实施例1:该装置外部防护层7及其内部高铝砖8,保温层6,电热丝9共同构成外部保温及加热功能;进料斗5内部安装有料输送机4,完成进料及均匀输送物料的功能;进气管3安装在进料斗5外部,可接氮气等气体;转筒转动功能由与其配合的链轮2、拖轮15和轴承13构成,调速电机1利用传动链连接链轮2,带动与链轮2相配合的转筒11和与转筒11固定在一起的带孔肋板10共同旋转,带孔肋板10能够同时提升砂和砾石22与WPCB片21,在提升过程中大量的砂和砾石混合料22透过带孔肋板10形成流动状态,撞击WPCB片21,被提升至高位的WPCB片21在重力作用下落到带孔溜槽12内达到初步WPCB片21和砂分离。WPCB片经出料管16下落至筛17表面,其出料温度由热电偶测温孔14内的热电偶测得,WPCB片21在重力和振动外力作用下向底部缓慢运输至出料输送机19,被出料输送机19均匀输送至设备外部,部分随WPCB21溢出的砂和砾石22经筛17筛分,在重力作用下经砂出料口20排出设备外部循环使用。本装置的具体使用流程如下:(1)选取粗碎至30×30mm左右的WPCB片1Kg,设定230℃工作温度和0.3r/min圆筒转速。(2)加入冷砂砾10Kg,其中含有细砂(60目)9Kg和砾石(直径2-3mm)1kg,开启预热装置;(3)预热至230℃后开启进出气口,通入氮气10min,氮气流量为10L/min;(4)经进料斗加入称量好的WPCB片,开启调速电机,转速控制在0.3转/min,同时开启进料输送机,输送量控制在1Kg/min左右;(5)WPCB片与热砂砾充分换热2min;(6)快速将WPCB片出料至筛,开启出料输送机,实现砂砾与WPCB片的快速分离;(7)随机抽取30×30mmWPCB片2个,统计焊孔内焊料去除数目,计算去除率;表1不同温度氮气气氛下焊料去除效果温度(℃)转速(r/min)焊料焊点去除(个)去除率(%)2100.3100/11686.22300.3163/16996.42500.3140/140100当前第1页1 2 3 
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