一种机械物理法处理废线路板制备铜合金粉末的工艺的制作方法

本发明涉及电子废弃物资源化回收技术领域，具体涉及一种机械物理法处理废线路板制备铜合金粉末的工艺。

背景技术：

随着电子信息产业的飞速发展，对电子产品的性能要求不断提高，线路板是电子产品的核心部件，因为电子产品更新换代以及线路板生产中产生的边角余料，每年都会有大量的废线路板产生，这些电子垃圾在挤占社会资源的同时，对周围的生态环境也产生了巨大的危害。

线路板的组成成分复杂，可简单分为金属和非金属两部分。不同线路板中的含量有所不同，大都在10wt.%~40wt.%之间。如电脑中的线路板铜的含量达到26.6wt.%，还含有锡、铅、铝等有价金属以及微量的金、银、钯等贵金属，具有很高的回收价值。废线路板除了含有金属外，还含有大量的聚合物高分子材料，这些材料具有很高的热值，可通过热解得到燃油，也可作为沥青改性剂等。对废旧线路板的资源化处理已成为一项重要课题。

目前对废线路板中金属的回收主要的方法有机械物理法预处理得到金属富集体，再经火法冶金、湿法冶金或生物法冶金等工艺，实现金属再生。其工艺流程长，能耗高，且环境污染较大。

专利cn101642765b公开了一种废线路板的处理工艺，包含以下步骤：将废线路板经过两级破碎，破碎后的粒径为0.1~2mm。将引脚线进行球磨使得表面镀锡层和内部金属分开，再经磁选分离铁磁性物质。破碎的细物料经过高强度离心分选和静电分选得到金属富集体和非金属富集体。非金属富集体再经风力分选得到塑料富集体和陶瓷富集体。

专利cn102172597b公开了一种废线路板全值回收方法，包含以下几个步骤：将废线路板破碎至粒径小于5mm，经震动分选获得-2mm的物料和+2mm的金属料和非金属料，再采用湿式磁选分离铁磁性物质和非磁性金属。将前面获得的非金属料和尾渣粉碎至粒度小于1mm，经浮选分离有机物和无机物，再经摇床分选无机物得到金属粉末和非金属粉末。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对现有废线路板冶金回收工艺流程长，能耗高，且环境污染大的不足，提供了一种避免冶金过程的短流程、能耗低、污染小的机械物理法回收工艺，实现废线路板中金属的再生和直接材料化利用。

本发明的目的至少是通过以下技术方案之一实现的。

本发明提供了一种机械物理法处理废线路板制备铜合金粉末的工艺，包括以下步骤：

（1）将废线路板破碎预处理后进行初步物理分选，得到含铁金属富集体；

（2）将步骤（1）所得到的含铁金属富集体进一步粉碎后，用筛网筛分得到大于200目的粗颗粒物料；

（3）将步骤（2）所得到的大于200目的粗颗粒物料采用摇床分选，去除非金属，提高金属富集体中金属的含量，得金属富集体；

（4）将步骤（3）所得到的金属富集体进行球磨处理，将其中残余非金属磨细后筛分去除，进一步提纯金属富集体，得铜合金粗粉末；

（5）将步骤（4）所得到的铜合金粗粉末进行高能球磨，得到细粒径铜合金粉末；

（6）将步骤（5）所得到的细粒径铜合金粉末进行气氛还原，得到可直接用于粉末冶金的铜合金粉末。

优选地，步骤（1）中，采用破碎机将线路板破碎处理至5mm以下，所述的物理分选为气流分选。

优选地，步骤（2）中，采用锤式粉碎机将步骤（1）所得到的含铁金属富集体粉碎至0.5mm以下。

优选地，步骤（4）中所述球磨采用行星式球磨机，以湿磨的方式进行球磨。

优选地，步骤（4）中球磨溶剂为水或环己烷，水或环己烷的体积与金属富集体质量的比为0.2~2ml/g。

优选地，步骤（4）中球磨转速为300~500r/min，球磨时间为2~10h，球料质量比控制在15:1~100:1。

优选地，步骤（5）中所述高能球磨采用行星式高能球磨机，球磨转速为300~500r/min，球磨时间为6~20h，球-料质量比为15:1~100:1。

优选地，步骤（5）中过程控制剂为水或环己烷，过程控制剂的体积与铜合金粗粉末的质量比为0.2~2ml/g。

优选地，步骤（6）中细粒径铜合金粉末在氢气气氛中进行还原。

优选地，步骤（1）所得到的含铁金属富集体中铁含量的质量分数大于5wt.%时，在进行步骤（2）处理前要对含铁金属富集体进行磁选分离，分别得到有色金属富集体和铁磁性金属富集体，然后对有色金属富集体进行进一步粉碎后，用筛网筛分得到大于200目的粗颗粒物料。

和现有技术相比，本发明具有以下技术效果和优点：

本发明提出的废线路板回收处理工艺，主要采用机械物理法，避免了冶金工艺，因此具有流程短、能耗低、污染小的特点，能够得到的铜合金粉末主要含cu、sn、pb、fe，其成分及含量在铜基摩擦材料要求的范围内，可直接应用于制备铜基摩擦材料，实现废线路板中金属的再生利用。本工艺中产生的少量尾矿可以进入冶金流程进一步回收，实现金属的全回收。

附图说明

图1为实施例提供的机械物理法处理废线路板制备铜合金粉末的工艺流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，一种机械物理法处理废线路板制备铜合金粉末的工艺，包括以下步骤：废线路板的破碎预处理、气流分选、磁选、机械粉碎、摇床分选、球磨除杂、球磨细化、粉末纯化等流程，最后得到的铜合金粉末可直接应用于制备铜基摩擦材料，实现废线路板中金属资源的再生循环。本工艺主要采用机械物理法实现废金属的再生循环，避免了冶金工艺，大大降低了能耗和污染。且工艺中产生的少量尾矿可以进入冶金流程进一步回收，可实现金属的全回收。

实施例1

本实施例提供了一种机械物理法处理废线路板制备铜合金粉末的工艺，包括以下步骤：

（1）将100kg废线路板破碎至5mm以下，并采用气流分选方法实现金属和非金属的初步分离，得到含铁金属富集体，其中铁含量为16.9wt.%；

（2）将步骤（1）所得到的含铁金属富集体进行磁选分离，分别得到有色金属富集体和铁磁性金属富集体；

（3）采用锤式破碎机将步骤（2）所得到的有色金属富集体进一步粉碎至0.5mm以下，用筛网筛分得到大于200目的粗颗粒物料；

（4）将步骤（3）所得到的大于200目的粗颗粒物料采用水力摇床分选，去除大部分非金属，提高金属富集体中金属的含量，得金属富集体；

（5）将步骤（4）所得到的金属富集体进行球磨处理，球磨转速控制在400r/min，球磨时间控制在4h，球料质量比为20:1，水的体积与金属富集体质量比为1ml/g，将其中残余非金属磨细后筛分去除，进一步提纯金属富集体；

（6）将步骤（5）所得到的金属富集体进行高能球磨，以水为过程控制剂，水的体积与金属富集体的质量比为1ml/g，球磨转速为400r/min，球料质量比20:1，球磨时间为10h。得到细粒径铜合金粉末，粒径分布在7~45μm之间；

（7）将步骤（6）所得到的细粒径铜合金粉末进行氢气气氛还原，得到可直接用于粉末冶金的铜合金粉末，铜合金粉末中cu91.71wt.%，sn3.42wt.%，pb2.74wt.%，fe1.46wt.%，c0.16wt.%，zn0.26wt.%，o0.25wt.%，此合金粉末可用于制备铜基摩擦材料。

实施例2

本实施例提供了一种机械物理法处理废线路板制备铜合金粉末的工艺，包括以下步骤：

（1）将100kg废线路板破碎至5mm以下，并采用气流分选方法实现金属和非金属的初步分离，得到含铁金属富集体，其中铁含量为16.9wt.%；

（2）将步骤（1）所得到的含铁金属富集体进行磁选分离，分别得到有色金属富集体和铁磁性金属富集体；

（3）采用锤式破碎机将步骤（2）所得到的有色金属富集体进一步粉碎至0.5mm以下，用筛网筛分得到大于200目的粗颗粒物料；

（4）将步骤（3）所得到的大于200目的粗颗粒物料采用水力摇床分选，去除大部分非金属，提高金属富集体中金属的含量，得金属富集体；

（5）将步骤（4）所得到的金属富集体进行球磨处理，球磨转速控制在400r/min，球磨时间控制在3h，球料质量比为20:1，水的体积与金属富集体质量比为1ml/g，将其中残余非金属磨细后筛分去除，进一步提纯金属富集体；

（6）将步骤（5）所得到的金属富集体进行高能球磨。以水为过程控制剂，水的体积与金属富集体的质量比为0.5ml/g，球磨转速为400r/min，球料质量比20:1，球磨时间为10h，得到细粒径铜合金粉末，粒径分布在7~45μm之间；

（7）将步骤（6）所得到的细粒径铜合金粉末进行氢气气氛还原，得到可直接用于粉末冶金的铜合金粉末，铜合金粉末中cu90.69wt.%，sn4.12wt.%，pb3.30wt.%，fe1.15wt.%，c0.23wt.%，zn0.26wt.%，o0.25wt.%，此合金粉末可用于制备铜基摩擦材料。

实施例3

本实施例提供了一种机械物理法处理废线路板制备铜合金粉末的工艺，包括以下步骤：

（1）将100kg废线路板破碎至5mm以下，并采用气流分选方法实现金属和非金属的初步分离，得到含铁金属富集体，其中铁含量为16.9wt.%；

（2）将步骤（1）所得到的含铁金属富集体进行磁选分离，分别得到有色金属富集体和铁磁性金属富集体；

（3）采用锤式破碎机将步骤（2）所得到的有色金属富集体进一步粉碎至0.5mm以下，用筛网筛分得到大于200目的粗颗粒物料；

（4）将步骤（3）所得到的大于200目的粗颗粒物料采用水力摇床分选，去除大部分非金属，提高金属富集体中金属的含量，得金属富集体；

（5）将步骤（4）所得到的金属富集体进行球磨处理，球磨转速控制在400r/min，球磨时间控制在2h，球料质量比为20:1，水的体积与金属富集体质量比为1ml/g，将其中残余非金属磨细后筛分去除，进一步提纯金属富集体；

（6）将步骤（5）所得到的金属富集体进行高能球磨，以环己烷为过程控制剂，环己烷的体积与金属富集体的质量比为0.2ml/g，球磨转速为400r/min，球料质量比20:1，球磨时间为8h。得到细粒径铜合金粉末，粒径分布在7~45μm之间；

（7）将步骤（6）所得到的细粒径铜合金粉末进行氢气气氛还原，得到可直接用于粉末冶金的铜合金粉末，铜合金粉末中cu89.39wt.%，sn4.88wt.%，pb3.91wt.%，fe1.04wt.%，c0.27wt.%，zn0.26wt.%，o0.25wt.%，此合金粉末可用于制备铜基摩擦材料。

实施例4

本实施例提供了一种机械物理法处理废线路板制备铜合金粉末的工艺，包括以下步骤：

（1）将100kg废线路板破碎至5mm以下，并采用气流分选方法实现金属和非金属的初步分离，得到含铁金属富集体，其中铁含量为16.9wt.%；

（2）将步骤（1）所得到的含铁金属富集体进行磁选分离，分别得到有色金属富集体和铁磁性金属富集体；

（3）采用锤式破碎机将步骤（2）所得到的有色金属富集体进一步粉碎至0.5mm以下，用筛网筛分得到大于200目的粗颗粒物料；

（4）将步骤（3）所得到的大于200目的粗颗粒物料采用水力摇床分选，去除大部分非金属，提高金属富集体中金属的含量，得金属富集体；

（5）将步骤（4）所得到的金属富集体进行球磨处理，球磨转速控制在300r/min，球磨时间控制在4h，球料质量比为20:1，水的体积与金属富集体质量比为1ml/g，将其中残余非金属磨细后筛分去除，进一步提纯金属富集体；

（6）将步骤（5）所得到的金属富集体进行高能球磨，以水为过程控制剂，水的体积与金属富集体的质量比为1ml/g，球磨转速为500r/min，球料质量比20:1，球磨时间为6h。得到细粒径铜合金粉末，粒径分布在7~45μm之间；

（7）将步骤（6）所得到的细粒径铜合金粉末进行氢气气氛还原，得到可直接用于粉末冶金的铜合金粉末，铜合金粉末中cu88.74wt.%，sn5.18wt.%，pb4.14wt.%，fe1.21wt.%，c0.22wt.%，zn0.26wt.%，o0.25wt.%，此合金粉末可用于制备铜基摩擦材料。

实施例5

本实施例提供了一种机械物理法处理废线路板制备铜合金粉末的工艺，包括以下步骤：

（1）将100kg废线路板破碎至5mm以下，并采用气流分选方法实现金属和非金属的初步分离，得到含铁金属富集体，其中铁含量为16.9wt.%；

（2）将步骤（1）所得到的含铁金属富集体进行磁选分离，分别得到有色金属富集体和铁磁性金属富集体；

（3）采用锤式破碎机将步骤（2）所得到的有色金属富集体进一步粉碎至0.5mm以下，用筛网筛分得到大于200目的粗颗粒物料；

（4）将步骤（3）所得到的大于200目的粗颗粒物料采用水力摇床分选，去除大部分非金属，提高金属富集体中金属的含量，得金属富集体；

（5）将步骤（4）所得到的金属富集体进行球磨处理，球磨转速控制在500r/min，球磨时间控制在4h，球料质量比为20:1，水的体积与金属富集体质量比为1ml/g，将其中残余非金属磨细后筛分去除，进一步提纯金属富集体；

（6）将步骤（5）所得到的金属富集体进行高能球磨，以环己烷为过程控制剂，环己烷的体积与金属富集体的质量比为0.5ml/g，球磨转速为400r/min，球料质量比20:1，球磨时间为14h。得到细粒径铜合金粉末，粒径分布在7~45μm之间；

（7）将步骤（6）所得到的细粒径铜合金粉末进行氢气气氛还原，得到可直接用于粉末冶金的铜合金粉末，铜合金粉末中cu91.85wt.%，sn3.12wt.%，pb2.51wt.%，fe1.89wt.%，c0.12wt.%，zn0.26wt.%，o0.25wt.%，此合金粉末可用于制备铜基摩擦材料。

实施例1至5中，对物料破碎筛分后得到的200目以下的尾矿以及在球磨除杂工艺中筛分得到的200目以下的尾矿，其中的主要成分及含量相似，都富含cu、sn、pb等有价金属，可通过火法冶金的方式将其回收，实现金属资源循环。对于由磁选工艺得到的铁磁性物质富集体（主要含fe），可作为炼钢原料。对于摇床分选产生的尾矿，其中主要的金属元素是cu，还有少量的sn、pb，剩余的大部分是非金属，可通过湿法冶金的方式将尾矿中的有价金属回收，实现金属资源循环。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。