专利名称：复合材料中金属与非金属物质粉碎分离新工艺的制作方法
复合材料中金属与非金属物质粉碎分离新工艺技术领域-本发明涉及一种物料加工处理工艺，具体涉及一种复合材料中金属与非金 属物质的粉碎分离新工艺。
背景技术：
随着电子产品更新换代的加快，被淘汰和报废的线路板以及生产时的边角 余料形成了巨大的电子线路板废弃物。但目前世界上对于废旧电子线路板的处 理，仍然是一大难题。如采用填埋、水洗、焚烧等方法处理，其中的金属及高 分子有机物在自然条件下很难降解，有害成分通过水、大气、土壤进入环境， 给人类健康和生态环境造成潜在的、长期的、不可恢复的危害。在本新工艺发明实施之前，国际国内尚无一步法粉碎分离方法回收处理电 子废弃物复合材料中金属和非金属物质的新工艺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决对电子废弃物无害化处理工艺技术上 存在的难题，提供一种高效节能、工艺技术先进、设备配制合理、功能齐全、 运行成本低、金属回收率高、符合环保要求的电子废弃物复合材料中金属与非 金属物质粉碎分离新工艺。本发明对复合材料中金属与非金属物质粉碎分离采取的新工艺为含有金 属和非金属物质的复合材料首先通过手工或皮带输送装置进入强力破碎机进 行粗破碎，经粗破碎后的物料简称粗碎料，粗碎料经负压输送管道进入粗碎系统旋风分离器进行固、气分离后直接流入粗料仓备用，含尘气流通过顶端连接 负压抽风管经除尘和喷淋除味处理后直接外排；粗料仓底端出料口通过闸阀控 制下料，进入螺杆送料器，螺杆送料器将适量粗碎料送入粉碎分离主机进行粉碎分离，粒径小于3mm左右的金属粉末及少部分非金属粗粒料从粉碎分离主 机底端的金属粉末出料口处包装回收，仍含少量金属微粉的非金属粉末从粉碎 分离主机上部的出口经负压输送管道迸入微粉分级机分离分级，颗粒较粗的非 金属粉末从微粉分级机的底部出料口中流出，大部分非金属微粉则通过其上方 出口经负压输送管进入细碎系统旋风分离器底部连接的集料罐被收集包装，而 含尘气体则通过负压管道联接的脉冲滤筒除尘器处理，从除尘器输出管道中流 出的几乎是不含尘的气体，经高压风机排气管送入喷淋洗涤塔多级处理后成为 达标气体直接外排。粉碎分离主机底部出料口能回收复合材料中金属总量的95%以上；微粉分 级机能回收复合材料中金属总量的1一4%，若微粉分级机回收到的粉末当中金 属含量超过1%，将再重新回收处理，保证其非金属粉末中的金属含量在1%以 内；细碎系统旋风分离器和脉冲滤筒除尘器，通过系统参数控制，其出料口微 粉中金属含量<1%，通过一定配方处理可直接作填料广泛应用于塑料和建筑 行业。上述技术方案中，粉碎分离主机其结构为在机腔内安装分级轮、导流圈、 刀盘、齿圈或定刀；分级轮安装在机腔上部中央，分级轮轴通过联轴器与电机 联接，导流圈安装在分级轮外围，刀盘安装在机腔下部，刀盘上表面固定有动 刀，刀盘固定在主轴上，主轴下端装有皮带轮，皮带轮由主电机连接传动，齿 圈或定刀固定在机腔内壁，位于刀盘外围，机腔一侧还连接连通螺杆送料器，机腔上部开有非金属粉末出口，该机的发明特征是-
1) 机腔内及中部周边还均布有温度传感器和冷却水喷淋装置，喷淋装置 出口位于齿轮或定刀上方，自动控制和调节机腔内的温度；
2) 粉碎分离主机的机腔内，刀盘下方装有筛网，且孔径为1.5—3mm。
3) 粉碎分离主机的机腔底部开有切向进风口，有利于物料形成涡流从而 加快粉碎分离。
4) 粉碎分离主机的机腔内，刀盘反面表面装有刮刀片，有利于物料的分 流和产能的提高。
5) 粉碎分离主机的机腔底部开有金属粉末出口。
在电子废弃物中，废弃电路板的回收处理难度大，但它具有相当高的经济 价值，电路板中的金属品位相当于普通矿物中金属品位的几十倍甚至上百倍， 有的电路板金属含量高达40%以上，最多的是铜，此外还有金、银、锡、镍、 铅等，印制电路板种类较多，基板主要是单层或多层，玻璃布基或复合基环氧 树脂覆铜板，显而易见，用物理方法分离不同物料的前提是使不同组分破碎解 离。本发明通过大量的实验数据证明，本发明工艺只有将电路板粉碎到一定的 细度和粒度，当中的金属和非金属才能完全解离，并且综合技术指标才比较理 想，若粉碎太粗，金属和非金属不能解离或解离不完全，若粉碎太细，虽然金 属和非金属解离比较完全，但效率及产能低下，而且金属与非金属粉末分离困 难。本发明大量数据证明，粉碎机只有通过刀具对物料的高速冲击和剪切及高 速旋转气流的作用，对废旧电路板的破碎及解离才比较理想。粉碎的粒度也能 得到很好的控制，对后序工艺的分级分离也很有帮助。类似处理的传统工艺是 首先将粉碎后粒度大小不一的混合粉末通过筛分成粒度尺寸大约相近，然后根据物料比重不同，采用重力风选的原理及方法将不同比重的物料分离开来，这 种方法工艺复杂、能耗高、效率低、设备投资大。本发明克服了上述传统筛分 分离工艺的复杂性，将粉碎和分离两道工序集中组合在一台设备中完成，不但 简化了生产处理工序，减少了设备投资，降低了生产成本，而且各个方面工艺 技术指标都得到了明显的改善和提高，形成了本发明独特的工艺处理方法。
本发明在对废旧电路板破碎解离和金属、非金属粉末分离这两大工艺技术 难题突破的同时，对整个回收设备处理生产线进行了系统优化，其工艺过程是 首先将废旧印制电路板通过二次粉碎到能将金属剥离的粉末粒度，再利用旋涡 气流将金属和非金属粉末分离开来，金属粉末根据不同需要作进一步深加工应 用或直接应用，非金属粉末经工艺处理后，可直接作为塑胶填充改性材料及活 性粉体材料，具有较高的使用价值，可以生产物流托盘、工业垫板等。本发明 的重要特点是整个生产过程采用了物流管道密封负压输送、除尘器除尘、喷淋 冷却塔除味、循环水与空气冷却相结合及降噪等技术措施，不仅设备性能好， 处理量大，而且无粉尘、气味泄漏，噪声小，空气净化好，环境保护性能好。
本发明的实验数据如下
一. 金属回收率>96%; 测试方法化学法
二. 非金属粉末中金属含量<1% 测试方法化学法
三. 粉尘泄漏系统采用负压管道输送和标准脉冲除尘器收尘，基本无 粉尘泄漏和污染现象。四. 噪声标准设备噪声〈85db; 测试方法用声级计按标准测量；五. 废气处理经喷淋塔3次化学溶液喷淋除味和气水分离，排放的气 体无明显气味；测试方法感观测量。
图1为本发明工艺结构2为本发明粉碎分离主机结构示意图
具体实施例方式参见图1，本发明工艺为含有金属和非金属物质的复合材料首先通过手工或皮带输送装置1进入强力破碎机2进行粗破碎，粗破碎后最大尺寸为6—8 毫米，成为粗碎料，粗碎料经物料输送管3负压抽送进入粗碎系统旋风分离器 4，粗碎系统旋风分离器4将其进行固、气分离，含尘气流由顶端连接负压抽 风管5，粗碎系统旋风分离器4底端输出粗料进入粗料仓6，粗料仓6底端出 料口通过闸阀控制下料，进入螺杆送料器7，螺杆送料器7将适量粗料送入粉 碎分离主机8进行粉碎分离，粒径小于2—3mm的大部分金属粉末从粉碎分离 主机8底端的金属粉末出口回收利用，仍含金属总量1一4%的金属和非金属粉 末混合料从粉碎分离主机8上部的出口由负压抽送管9进入微粉分级机10，图 中11为粉碎分离主机的主电机，粉碎分离主机8能回收复合材料中金属总量 的95%以上，微粉分级机回收复合材料中金属总量的1一4%，若微粉分级机 10底端出口的粉末中的金属含量超过1%以上，则需对粉末再次分离分选，直 到合格；其余的非金属含尘气流从微粉分级机10顶部输出，经负压抽送管道12再进入细碎系统旋风分离器13，分离的非金属粉末中的金属含量<1%，非 金属粉末可直接作为非金属材料应用；仍含少量微尘的气流从细碎系统旋风分 离器13顶端输出，经负压输送管道14进入脉冲滤筒除尘器15，除尘后的废气 由管道16抽入高压引风机17，高压引风机17排气管18连接连通废气处理洗 涤塔19，废气经洗涤处理后，成为达标空气外排；前述的粗碎系统旋风分离器 顶端连接负压抽风管5将含尘气流送入粗碎系统脉冲滤筒除尘器，除尘后的废 气由高压引风机引出，进入废气处理洗涤塔，洗涤处理后，洁净空气外排。参见图2，本发明的粉碎分离主机其结构为在机腔20内安装分级轮21、 导流圈22、刀盘23、齿圈或定刀24、筛网25，分级轮21安装在机腔20上部 中央，分级轮轴顶端通过联轴器与电机联接，由电机连接传动，导流圈22安 装在分级轮21外围，刀盘23安装在机腔20下部，刀盘23上面固定有动刀26， 刀盘23下面固定刮刀片27，刀盘固定在主轴上，主轴下端装有皮带轮28，由 主电机连接传动，筛网25安装固定在机腔20下部，位于刀盘23下方，齿圈 或定刀24固定在机腔20内壁，位于刀盘外围，机腔一侧连接连通螺杆送料器 7，机腔下部周边还连接连通切向进风口29，机腔底部开有金属粉末出口30， 机腔上部幵有非金属粉末出口 31。本发明分级轮21底部至刀盘23表面之间的 高度距离为150—350mm。刀盘外径至齿圈之间的单边间隙为15-20mm。筛网 25孔径为1.5—3mm。机腔内装有温度传感器，中部周边还均布有几个冷却水 喷淋装置32，喷淋装置32出口位于齿轮或定刀上方。本发明的上述皮带输送装置、强力破碎机、粗碎系统旋风分离器、粗料仓、 微粉分级机、细碎系统旋风分离器、脉冲滤筒l^尘器、高压引风机、废气处理 洗涤塔可采用现有技术。强力破碎机采用台湾丰田公司制造的USGO型系列强力破碎机；粗碎系统、细碎系统旋风分离器采用长沙除尘设备有限公司制造的 XP型系列旋风分离器，粗料仓做成漏斗型；微粉分级机采用YF型系列微粉分 级机；脉冲滤筒除尘器采用标准脉冲滤筒除尘器；高压引风机采用湘江风机厂 制造的高压引风机；废气处理洗涤塔采用台湾台盛机械制造有限公司制造的废 气处理洗涤塔，洗涤塔的喷淋洗涤液加有公知的化学溶剂，能除去气体中的有 害化学成分和气味，喷淋液经净化处理后循环利用，同时能起降低噪声作用。
权利要求
1. 一种复合材料中金属与非金属物质粉碎分离新工艺，其特征在于含有金属与非金属物质的复合材料首先通过手工或皮带输送装置进入强力破碎机进行粗破碎，粗破碎后物料最大尺寸为6-8毫米，同时，粗碎料经物料输送管负压抽送进入粗碎系统旋风分离器，粗碎系统旋风分离器将其进行固、气分离，含尘气流通过顶端连接负压抽风管经除尘和除味处理后直接外排，粗碎系统旋风分离器底端输出粗料进入粗料仓，粗料仓底端出料口通过闸阀控制下料，进入螺杆送料器，螺杆送料器将适量粗料送入粉碎分离主机进行粉碎分离；粒径小于3mm左右的金属粉末及少部分非金属粗粒料从粉碎分离主机底端的金属粉末出口处回收利用，仍含少量金属的非金属粉末从粉碎分离主机上部的出口由负压抽送管道进入微粉分级机；粉碎分离主机底部出料口回收复合材料中金属总量的95％以上，微粉分级机回收复合材料中金属总量的1-4％，其金属粉末和少量较粗颗粒的非金属粉末从微粉分级机底端出口回收，其余非金属含尘气流从微粉分级机顶部输出，经负压抽送管道再进入细碎系统旋风分离器进行气固分离，其出料口微粉中的金属含量控制＜1％，未净的含尘气流从旋风分离器顶端输出，经负压输送管道进入脉冲滤筒除尘器，脉冲滤筒除尘器除尘后的废气由管道抽入高压引风机，高压引风机排气管连通废气处理洗涤塔，废气经洗涤处理后，成为达标空气外排；前述的粗碎系统旋风分离器顶端连接负压抽风管，将含尘气流送入粗碎系统脉冲滤筒除尘器，除尘后的废气由高压引风机引出，进入废气处理洗涤塔，洗涤处理后，达标空气外排。
2、 根据权利要求1所述的金属与非金属粉碎分离新设备，在机腔内安装分级轮、导流圈、刀盘、齿圈或定刀；分级轮安装在机腔上部中央，分级轮轴 通过联轴器与电机联接，导流圈安装在分级轮外围，刀盘安装在机腔下部，刀 盘上表面固定有动刀，刀盘固定在主轴上，主轴下端装有皮带轮，皮带轮由主 电机连接传动，齿圈或定刀固定在机腔内壁，位于刀盘外围，机腔一侧还连接 连通螺杆送料器，机腔上部开有非金属粉末出口，其特征在于-1) 机腔内及中部周边还均布有温度传感器和冷却水喷淋装置，喷淋装置 出口位于齿轮或定刀上方；2) 粉碎分离主机的机腔内，刀盘下方装有筛网，且孔径为1.5—3mm;3) 粉碎分离主机的机腔底部开有切向进风口；4) 粉碎分离主机的机腔内，刀盘反面装有刮刀片；5) 粉碎分离主机的机腔底部开有金属粉末出口。
3、 根据权利要求2所述的复合材料中金属与非金属物质粉碎分离新设备， 其特征在于粉碎分离主机的分级轮底部至刀盘之间的高度距离为150— 350mm，刀盘外径与齿圈之间的单边间隙为15-20 mm。
4. 根据权利要求2所述的复合材料中金属与非金属物质粉碎分离新设备， 其特征在于粉碎分离主机的刀盘外径与齿圈之间的单边间隙为15-20 mm。
全文摘要
一种复合材料中金属与非金属物质粉碎分离新工艺，含有金属与非金属物质的复合材料首先通过手工或皮带输送装置进入强力破碎机破碎成粗料，经粗碎系统旋风分离器、粗料仓、螺杆送料器送入粉碎分离主机，粉碎分离主机底端回收金属粉末，顶端输送以非金属粉末为主的粉末，再经微粉分级机、细碎系统旋风分离器、脉冲滤筒除尘器、高压引风机、废气处理洗涤塔，负压管道输送、多级分离、分级、除尘、回收、废气净化；粗碎系统的含尘气流也经除尘、洗涤净化。本发明工艺优化，节能降耗、产能大，金属回收率高，环保性能好，经济效益显著。
文档编号B01D50/00GK101269349SQ200710034580
公开日2008年9月24日 申请日期2007年3月19日 优先权日2007年3月19日
发明者李麒麟 申请人:湖南万容科技有限公司