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废旧线路板回收的成套处理设备及处理方法与流

发布时间:2019-05-25, 已有 人浏览 文章来源:废旧金属回收公司

废旧线路板回收的成套处理设备及处理方法,尤其 也是一种用于废旧线路板无害化的成套处理设备及处理方法,属于有色金属再生产领域。



背景技术:

我国是电器电子产品的生产大国,同时也是消费大国。随着时代的不断 发展,电器电子产品更新换代速度越来越快,大量电器电子产品进入淘汰高 峰期。据工信部2015年统计数据显示,我国每年电器和电子产品报废量在2 亿台以上,重量超过500万吨。废弃电器电子产品中含有的对人、动植物和 环境等产生危害的物质或元素,包括铅(Pb)、汞(Hg)、镉(Cd)、六价 铬(Cr6+)、多溴联苯(PBB)、多溴联苯醚(PBDE)、多氯联苯(PCBs)、 含有消耗臭氧层的物质以及国家规定的危险废物。随着电子垃圾的井喷式产 生和我国制造业向智能化、绿色化转型,对环保提出了更高的要求,对废旧 电子线路板进行回收处理成为一个亟待解决的社会化问题,也给废旧线路板 (PCB)回收利用市场迎来巨大的发展契机。

据有关资料介绍,世界印刷线路板业的年复增长率为8.7%,我国的年复 增长率为14.4%。全球约40%以上的线路板都在中国生产,珠江三角洲、长 江三角洲是我国线路板生产企业的集中地。废旧电路板是玻璃纤维强化树脂 和多种金属的混合物,加上线路板生产制造所产生的大量边角余料,如不妥 善处理,不但会造成有用资源的大量流失,而且会对环境产生严重的危害。 目前国内每年需要处理的废旧线路板在50万吨以上,市场规模在180亿元以 上,未来5年废旧线路板的产生量年复增长率达20%。

废旧印刷线路板作为电子废弃物的重要组件,一方面既含有铜、金、银 等多种普通金属和稀贵金属,具有较高的回收利用价值;另一方面也含有铅、 镉、聚氯乙烯塑料等多种重金属和有害物质,存在潜在的环境污染风险。废 旧线路板里贵金属的含量高达40%,最多的是铜,1吨PCB可提取200~350kg 铜;此外1吨废旧线路板可提取300g左右的金、及500~2000g其他贵金属。 废旧线路板回收利用项目是目前再生资源利用行业中盈利空间较高、发展空 间较广的项目,行业平均毛利率在17%左右。但同时,废旧线路板回收利用 技术是目前废旧电器电子产品处理中最难以资源化的处理工艺。在国内,大 部分中小废旧线路板回收利用企业生产工艺落后,普遍采用焚烧、酸洗等野 蛮手段回收废旧线路板中的高价值金属物质,金属回收率低,环境污染严重。

目前企业对废旧线路板的处理方案主要采用物理分选技术、火法熔炼技 术、湿法冶金技术、裂解法四种。采取火法熔炼技术方案,则存在设备投资 高、处置成本高昂、不适合小规模废线路板处理的问题;采取湿法熔炼技术 方案,化学试剂消耗量大,产生大量难处理废水,环境污染大,适合贵金属 提炼,不适合覆铜线路板处理;采用物理分选技术方案,工艺简单、处理成 本低,适合废线路板和覆铜板处理,但无法解决环氧树脂问题;裂解法环境 友好,但无法解决玻璃纤维问题。



技术实现要素:

为了克服现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种用于废旧线路板 回收的成套处理设备,该成套处理设备主要包括破碎装置、油化装置和分选 装置,能实现废弃线路板资源化及无害化处理,不仅使铜、铝、玻璃纤维分 离回收,同时解决对环境的污染问题。本发明的另一目的在于提供一种用于 废旧线路板回收的处理方法,采取裂解法与物理分选相结合工艺,有效地控 制成本,保证环境友好,做到无害化。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种用于废旧线路板回收的成套处理设备,包括:

预处理装置,其入口与进料装置的出口连接,用来对来自进料装置的废 旧线路板或含废旧线路板的电子废弃物进行预处理;

裂解油化装置,其入口与所述预处理装置的出口连接,用于对所述预处 理装置输出的废旧线路板物料进行裂解油化处理;

破碎/分选装置,其入口与所述裂解油化装置的固体物料出口连接,用于 对裂解油化装置输出的金属与玻璃纤维混合物进行进一步的破碎和分选处理;

除尘装置,其入口分别与所述预处理装置和所述破碎/分选装置的灰尘出 口连接,用于处理灰尘使空气达标排放。

上述用于废旧线路板回收的成套处理设备中,作为一种优选实施方式, 所述预处理装置包括:第一预处理装置和/或第二预处理装置;其中,所述第 一预处理装置包括脱锡机,用于将锡、电子元件从所述废旧线路板上脱离下 来得到光板电路板;所述第二预处理装置包括第一破碎机、第一分选机和人 工分选平台,其中,所述第一破碎机用于对所述含废旧线路板的电子废弃物 进行破碎处理;所述第一分选机设置于所述第一破碎机之后,用于对破碎物 料进行筛分过滤处理;所述人工分选平台设置于第一分选机之前或之后,用 于通过人工分选出较大的物料;优选地,所述第二预处理装置还包括:第一 磁选机,所述第一磁选机设置于所述第一破碎机和所述第一分选机之间。

上述用于废旧线路板回收的成套处理设备中,作为一种优选实施方式, 所述第一破碎机为链式破碎机。

上述用于废旧线路板回收的成套处理设备中,作为一种优选实施方式, 所述第一分选机为波纹筛选槽或滚筒筛。

上述用于废旧线路板回收的成套处理设备中,作为一种优选实施方式, 经所述第一破碎机处理后的物料为小于50mm×50mm的块料;经所述第一 分选机筛选出破碎物料的颗粒直径小于20mm~40mm;所述人工分选平台处 通过人工分选出大于100mm的物料。

上述用于废旧线路板回收的成套处理设备中,作为一种优选实施方式, 所述裂解油化装置包括:热分解槽、触媒槽、冷却装置、储油箱和气体燃烧 器;其中,所述热分解槽的入口与所述预处理装置的出口连接;所述触媒槽 的入口与所述热分解槽的气体出口连接;所述冷却装置的入口与所述触媒槽 的出口连接;所述储油箱的入口与所述冷却装置的油出口连接;所述气体燃 烧器的入口与所述冷却装置的气体出口连接。

上述用于废旧线路板回收的成套处理设备中,作为一种优选实施方式, 所述热分解槽包括热解槽、加热槽和反转装置,其中,所述热解槽是用于容 纳所述废旧线路板物料的场所,所述加热槽用于给所述热解槽加热使所述热 解槽内发生裂解反应,所述反转装置设置于所述加热槽和/或热解槽外部,用 于反转所述热解槽和所述加热槽,以便将所述热解槽中热解后的物料倾倒出 来。

上述用于废旧线路板回收的成套处理设备中,作为一种优选实施方式, 所述冷却装置为冷却塔,其内部设有气体冷却器、塔顶冷却器和冷却机兼循 环槽,其中,所述气体冷却器、塔顶冷却器用于冷却改质后的热裂解气,所 述冷却机兼循环槽用于回收油;所述气体燃烧器为燃烧炉。

上述用于废旧线路板回收的成套处理设备中,作为一种优选实施方式, 所述破碎/分选装置包括:第二破碎机、第二分选机、静电分选机;其中,

所述第二破碎机的入口与所述裂解油化装置的固体物料出口连接,用于 对所述裂解油化装置输出的金属与玻璃纤维混合物进行进一步的粉碎处理;

所述第二分选机的入口与所述第二破碎机出口连接,用于分离所述第二 破碎机输出的物料中的重物和轻物;

所述静电分选机的入口与所述第二分选机的粉尘出口连接,用于分离粉 尘中的玻璃纤维和金属粉末;

优选地,所述破碎/分选装置还包括:第二磁选机,设置于所述第二破碎 机和所述第二分选机之间。

上述用于废旧线路板回收的成套处理设备中,作为一种优选实施方式, 所述第二破碎机为锤磨机。

上述用于废旧线路板回收的成套处理设备中,作为一种优选实施方式, 所述第二分选机包括气流跳汰分选机和/或涡电流分选机。

上述用于废旧线路板回收的成套处理设备中,作为一种优选实施方式, 所述除尘装置包括除尘设备,所述除尘设备的入口分别与所述第一破碎机以 及所述第二破碎机的灰尘出口相连;优选地,所述除尘设备包括Z型筛、多 锥筛、旋风式除尘器和喷气式过滤器。

上述用于废旧线路板回收的成套处理设备中,作为一种优选实施方式, 所述成套处理设备中各机台之间采用皮带输送机输送物料;优选地,所述皮 带输送机使用人字型橡胶皮带,且在所述皮带输送机上设有防护罩。

一种用于废旧线路板回收的处理方法,包括如下步骤:

预处理步骤:将不同种类的废旧线路板进行预处理;

油化裂解步骤:将经所述预处理步骤处理后得到的废旧线路板物料进行 裂解油化处理,冷却后得到再生油和金属与玻璃纤维混合物;

粉碎和分选步骤:将通过所述油化裂解步骤得到的金属与玻璃纤维混合 物先进行粉碎处理,然后进行分选处理,分别得到不同的回收材料。

上述用于废旧线路板回收的处理方法,作为一种优选实施方式,所述预 处理步骤包括第一预处理步骤和/或第二预处理步骤;其中,

所述第一预处理步骤为脱锡步骤,通过脱锡机将电子元件从废旧线路板 上脱离下来,得到光板电路板;

所述第二预处理步骤包括如下子步骤:子步骤一,将含线路板的电子废 弃物进行破碎处理,以便将所述含线路板的电子废弃物中的金属和非金属进 行拆分、打散;子步骤二:将所述子步骤一得到的废旧线路板物料进行筛分 过滤得到一定粒径的破碎物料;优选地,所述破碎处理采用链式破碎机进行; 更优选地,所述第二预处理步骤中的子步骤二之前还有除铁子步骤和人工分 选的子步骤;进一步优选地,用磁选机除铁,通过人工分选的方式将>100mm 的物料分选出来;更进一步地,所述子步骤一中可使含线路板的电子废弃物 破碎成小于50mm×50mm的块料,经所述子步骤处理后得到的破碎物料的 颗粒直径小于20mm~40mm。

上述用于废旧线路板回收的处理方法,作为一种优选实施方式,所述裂 解油化步骤具体包括如下子步骤:

裂解子步骤,将经所述预处理步骤处理后得到的废旧线路板物料加热进 行裂解反应,得到热裂解气和金属与玻璃纤维混合物;

改质子步骤,将所述裂解子步骤得到的热裂解气在催化剂的作用下,进 行改质,即将长碳链切断为短碳链;

冷却子步骤,经所述改质子步骤的热裂解气进行冷却液化处理,得到液 态的再生油和废气;

优选地,所述裂解子步骤中加热的温度为400-600℃,压力≤0.05Mpa;

所述冷却子步骤中,所述再生油中轻油、重油独立回收,所述废气经热 燃烧处理达标后排放,所述燃烧处理的温度优选为250℃-1050℃。

上述用于废旧线路板回收的处理方法,作为一种优选实施方式,所述粉 碎和分选步骤具体包括如下子步骤:

粉碎子步骤,将所述裂解油化步骤产出的金属与玻璃纤维混合物进行粉 碎处理;

分选子步骤,首先将经所述粉碎子步骤处理的物料经气流跳汰分选和/ 或涡电流分选分别得到混合金属产品、玻璃纤维和粉尘;然后所述粉尘通过 静电分选分别得到玻璃纤维和金属粉末;

优选地,所述粉碎处理采用锤磨机进行;

更优选地,所述分选子步骤之前还有除铁子步骤;

进一步优选地,采用气流跳汰分选时,如果经所述粉碎子步骤处理后的 物料中含有铝、红色金属、塑料时,需要进行二次分选。

上述用于废旧线路板回收的处理方法,作为一种优选实施方式,处理方 法还包括除尘步骤,通过除尘设备处理所述预处理步骤、和所述粉碎和分选 步骤中产生的灰尘;更优选地,所述第二预处理步骤进行破碎处理时、所述 粉碎和分选步骤中进行粉碎处理时产生的灰尘,都送入所述除尘装置进行除 尘处理使其达标排放。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是:

1)分解效果好:将废旧线路板生产成重油和轻油,真正实现资源循环利 用,反应温度在500℃,不会产生二噁英等有害气体产生;同时可以使用本 身产生的再生油进行生产,减少了运行成本;

3)安全性高:可以通过填充氮气紧急停止反应;通过二次燃烧可以将一 些温室气体分解;

4)使用链式破碎机来拆解物料需要人工为7~9名,可以代替原来80~ 100名工人手工拆解,大大提高生产效率,避免了工人生产过程接触到有毒 有害物质;

5)环保效益高:生产过程中,无粉尘污染,生产过程中不产生废水、废 气等二次污染;

6)可以连续运行120小时,能耗低、产能高;

7)金属回收率高,回收率可达到95%-98%,非金属粉末中金属含量< 1%。金属可直接分为铜、铁、铝等,且金属纯度高达99%远超国内物理分选 设备的纯净度(国内在80%以上),避免非金属混入金属中,造成二次污染。

发明优选实施例中的用于废旧线路板回收的成套处理设备的工 艺流程图及结构示意图;

1-脱锡机,3-第一破碎机,4-第一磁选机(即1#磁选机),5-第 一分选机,6-热分解槽,7-触媒槽,8-冷却装置,9-气体燃烧器、10-第二破 碎机,11-第二磁选机(即2#磁选机),12-第二分选机,13-静电分选机,14- 除尘设备,15-第一皮带输送机,16-第二皮带输送机。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发 明实施方式作进一步地详细描述。

需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的具体实施方式中的特征 可以相互组合。

在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为 基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明而不是要求本发 明必须以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。在本发 明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、 “相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆 卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相 连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于电和 通信领域而言,可以是有线连接,也可以是无线连接。对于本领域的普通技 术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供用于废旧线路板回收的成套处理设备的一种优选实施方式, 参见图1,主要包括预处理装置、裂解油化装置、破碎/分选装置、除尘装置, 下面对以上部件及其连接关系一一进行说明。

预处理装置,入口与进料装置的出口连接,用来对来自进料装置的废旧 线路板或含废旧线路板的电子废弃物进行预处理。具体地,预处理装置包括: 第一预处理装置和/或第二预处理装置;其中,第一预处理装置包括脱锡机1, 脱锡机1用于对废旧线路板进行预处理,即将锡、电子元件从废旧线路板上 脱离下来得到光板电路板,光板电路板可以直接送入裂解油化装置,锡、电 子元件可以回收;第二预处理装置包括第一破碎机3、第一分选机5和人工 分选平台,其中,第一破碎机3用于对含废旧线路板的电子废弃物进行破碎; 第一分选机5设置于第一破碎机3之后,用于对第一破碎机3破碎后的物料 进行筛分过滤,以利于后续的热裂解;人工分选平台设置于第一分选机5之 前或之后,用于通过人工分选出较大的物料。优选地,第二预处理装置还包 括:第一磁选机4(即图1中的1#磁选机),第一磁选机4设置于第一破碎 机3和第一分选机5之间,用于去除第一破碎机3破碎后的物料中的磁性物 质比如铁。本发明中预处理装置中,第一破碎机3可以是一般的破碎设备, 但优选为链式破碎机,其不但可以处理线路板而且可以直接处理小电子废弃 物,可以将来料拆开、打散、破碎,将连接的电线和塑料分开;第一分选机 5可以是一般的分选设备,优选为波纹筛选槽或滚筒筛。优选地,经第一破 碎机3处理后的物料为小于50mm×50mm的块料;经第一分选机5筛选出 破碎物料的颗粒直径小于20mm~40mm(比如22mm、25mm、28mm、32mm、 35mm、38mm),人工分选平台处通过人工分选出大于100mm的物料。

裂解油化装置,入口与预处理装置的物料出口连接,用于对预处理装置 输出的废旧线路板物料(比如经分选后的破碎物料或者脱锡机1处理后的光 板线路板)进行裂解油化处理,分别得到再生油以及金属与玻璃纤维的混合 物。具体地,裂解油化装置包括:热分解槽6、触媒槽7、冷却装置8、储油 箱和气体燃烧器9,其中,热分解槽6的入口与预处理装置的出口连接,用 于将预处理装置输出的废旧线路板物料进行加热裂解处理,分别得到热裂解 气和金属与玻璃纤维混合物;触媒槽7的入口与热分解槽的气体出口连接, 来自热分解槽的热裂解气在触媒槽7内的催化剂的作用下进行改质(即长碳 链切断为短碳链);冷却装置8的入口与触媒槽7的出口连接,改质后的热 裂解气在冷却装置8中进行冷却、液化后油气分离;储油箱的入口与冷却装 置8的油出口连接用于回收再生油;气体燃烧器9的入口与冷却装置8的气 体出口连接,用于对冷却装置8排出的气体进行燃烧处理,燃烧处理后的气 体达标排放。在本发明的优选实施例中,热分解槽6包括热解槽、加热槽和 反转装置,其中,热解槽是用于容纳废旧线路板物料的场所,加热槽用于给 热解槽加热使热解槽发生裂解反应,反转装置设置于所述加热槽和/或热解槽 外部,用于反转热解槽和加热槽,以便将热解槽中的热裂解反应后的固体物 料比如金属与玻璃纤维混合物倾倒出来。在本发明的优选实施例中,冷却装 置8为冷却塔,其内部设有气体冷却器、塔顶冷却器和冷却机兼循环槽,其 中,气体冷却器、塔顶冷却器用于冷却改质后的热裂解气,冷却机兼循环槽 用于回收油。在本发明的优选实施例中,气体燃烧器9可采用燃烧炉。加热 槽的热源可以是热裂解回收的再生油,也可以采用天然气。

具体地,本发明的裂解油化装置,入口与第二预处理装置的物料出口连 接,还与第一预处理装置(在本发明的实施例中即为脱锡机1)出口连接或 连通,在处理废旧线路板时,废旧线路板经脱锡机1处理后得到的光板线路 板自脱锡机1的出口输送至裂解油化装置中,在本发明的实施例中,即将脱 锡机1得到的光板线路板输送至热分解槽6的热解槽中,进行上述的加热裂 解处理。当处理的原料为含有废旧线路板的电子废弃物时,该废弃物经第一 分选机5分选后的物料进入热分解槽6中进行上述加热裂解处理。

破碎/分选装置,入口与裂解油化装置的出口连接,用于对裂解油化装置 输出的金属与玻璃纤维混合物进行进一步的破碎和分选处理。具体地,破碎/ 分选装置包括:第二破碎机10、第二分选机12、静电分选机13,其中,第 二破碎机10的入口与裂解油化装置的出口连接,用于对裂解油化装置输出的 金属与玻璃纤维混合物进行进一步的粉碎处理;第二分选机12的入口与第二 破碎机10出口连接,用于分离第二破碎机10输出的物料中的重物(如金属, 如铜、铝、不锈钢等)和轻物(如塑料,如玻璃纤维);静电分选机13的入 口与第二分选机12的粉尘出口连接,用于分离粉尘中的玻璃纤维和金属粉末。 优选地,破碎/分选装置还包括:第二磁选机11(即图1中的2#磁选机), 设置于第二破碎机10和第二分选机12之间,用于除铁。优选地,第二破碎 机10为锤磨机,锤磨机与一般破碎机相比处理效果更优;优选地,第二分选 机12包括气流跳汰分选机和/或涡电流分选机,气流跳汰分选机是按比重分 选,涡电流分选机是按磁性分选,可以同时设置但不同时开工,而是根据物 料情况进行选择使用。在本发明的优选实施例中,破碎/分选装置包括:锤磨 机、第二磁选机11、气流跳汰分选机、静电分选机13,其中锤磨机与热分解 槽6连接,用于对来自热分解槽6的金属与玻璃纤维混合物进行进一步的粉 碎,通过第二磁选机11分离出粉碎后的物料中的铁,再通过气流跳汰分选机 将物料中的有色金属(如铜、铝)和玻璃纤维分离开,最后将气流跳汰分选 机中的粉尘引入静电分选机13中,经静电分选机13从中分离出金属粉末和 玻璃纤维。

除尘装置,入口分别与预处理装置和破碎/分选装置的灰尘出口连接,用 于处理灰尘使空气达标排放。具体地,除尘装置包括除尘设备14,除尘设备 14的入口分别与第一破碎机3以及第二破碎机10的灰尘出口相连,用以排 出多余的空气、灰尘,减少扬尘量,提升工作环境。在本发明的优选实施例 中,除尘设备14包括Z型筛、多锥筛、旋风式除尘器和喷气式过滤器,Z 型筛、多锥筛、旋风式除尘器用于分离出不同轻重、不同颗粒的灰尘,喷气 式过滤器用于进行最终的除尘。

优选地,上述成套处理设备中各机台之间采用皮带输送机输送物料。在 本发明的优选实施例中,为避免出料爬升时物料下滑,皮带输送机使用人字 型橡胶皮带;为了避免外物进入还对皮带输送机进行了封闭式处理,即设置 封闭式缓冲处理装置,比如,在皮带输送机上设有防护罩。

本发明还提供一种用于废旧线路板回收的处理方法,包括如下步骤:

预处理步骤:将不同种类的废旧线路板进行预处理;

油化裂解步骤:将经预处理后得到的PCB废料进行裂解油化处理,冷却 后得到再生油和金属与玻璃纤维混合物;

粉碎和分选步骤:将通过油化裂解步骤得到的金属与玻璃纤维混合物先 进行粉碎处理,然后进行分选处理,分别得到不同的回收材料。

上述用于废旧线路板回收的处理方法中,作为一种优选实施方式,预处 理步骤包括第一预处理步骤和/或第二预处理步骤;其中,

第一预处理步骤为脱锡步骤,即通过脱锡机将锡和电子元件从废旧线路 板上脱离下来,其中锡、电子元件(锡、铅、镍等重金属基本在电子元件中) 去除回收,留下光板电路板可直接进入裂解油化步骤进行裂解油化处理;

第二预处理步骤包括如下子步骤:子步骤一,将含线路板的电子废弃物 进行破碎处理,以便将所述含线路板的电子废弃物中的铁等金属和塑料等非 金属进行拆分、打散;子步骤二:将子步骤一得到的废旧线路板进行筛分过 滤得到一定粒径的破碎物料;优选地,所述破碎处理采用链式破碎机进行。 优选地,所述第二预处理步骤中的子步骤二之前还有除铁子步骤和人工分选 的子步骤。更优选地,用磁选机除铁,通过人工分选的方式将>100mm的物 料分选出来。进一步优选地,子步骤一中可使含线路板的电子废弃物破碎成 小于50mm×50mm的块料,经过子步骤二的筛分过滤处理后,破碎物料的 颗粒直径小于20mm~40mm(比如22mm、25mm、28mm、32mm、35mm、 38mm)。

上述用于废旧线路板回收的处理方法中,作为一种优选实施方式,所述 裂解油化步骤具体包括如下子步骤:

裂解子步骤,将经预处理后得到的PCB废料加热进行裂解反应,得到热 裂解气和金属与玻璃纤维混合物;

改质子步骤,将裂解子步骤得到的热裂解气在催化剂的作用下,进行改 质,即将长碳链切断为短碳链;

冷却子步骤,经改质子步骤的热裂解气进行冷却液化处理,得到液态的 再生油和废气。

上述用于废旧线路板回收的处理方法中,作为一种优选实施方式,所述 裂解油化步骤中,裂解子步骤中加热的温度为400-600℃(比如410℃、420℃、 450℃、480℃、520℃、550℃、580℃、590℃)℃,压力≤0.05Mpa。裂解 步骤是在隔绝空气的条件下加热PCB废料,控制温度和压力,使PCB废料 中的有机物质被分解转化成油气,经冷凝收集后可回收。裂解子步骤是在无 氧的条件下进行的,因此可以抑制二噁英、呋喃的产生,废气产生量少,对 环境污染小。

上述用于废旧线路板回收的处理方法中,作为一种优选实施方式,冷却 子步骤中,在油/气分离后,其中,再生油中轻油、重油独立回收,废气经热 燃烧处理达标后排放。油回收过程中产生的未冷却的尾气(即废气),主要 包括甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烯、丁烷等,经过气体燃烧器燃烧 后达标排放,燃烧炉温度在250℃-1050℃。

上述用于废旧线路板回收的处理方法中,作为一种优选实施方式,所述 粉碎和分选步骤具体包括如下子步骤:

粉碎子步骤,将所述裂解油化步骤产出的金属与玻璃纤维混合物进行粉 碎处理;优选地,所述粉碎处理采用锤磨机进行,利用不同金属具不同延展 性特性将其搓成种类不同、大小不同的金属球。

分选子步骤,首先将经粉碎子步骤处理的物料经气流跳汰分选和/或涡电 流分选分别得到混合金属产品(如铜、铝、不锈钢)、玻璃纤维和粉尘;然 后粉尘通过静电分选分别得到玻璃纤维和金属粉末(如铜粉)。通过两道分 选将玻璃纤维与金属分离,分选出金属部分提高金属回收率,同时玻璃纤维 可以再次出售,有利于资源有效利用。更优选地,所述分选子步骤之前还有 除铁子步骤。更优选地,采用气流跳汰分选时,如果经粉碎子步骤处理的物 料中含有铝、红色金属(主要是指铜,还有少量锌,金、银等贵金属)、塑 料时,需要进行二次分选。

上述用于废旧线路板回收的处理方法中,作为一种优选实施方式,处理 方法还包括除尘步骤,通过除尘设备处理预处理步骤、粉碎和分选步骤中产 生的灰尘;更优选地,第二预处理步骤进行链式破碎时、以及粉碎和分选步 骤中粉碎处理时产生的灰尘,都送入除尘装置进行除尘处理后使其达标排放, 优选排出的气体含尘量低至10mg/m3

上述方法采用本发明的成套处理设备来完成,下面结合实施例,对本发 明的用于废旧线路板回收的成套处理设备及处理方法和用于废旧线路板回收 的处理方法进行说明。

实施例

本优选实施例提供的用于废旧线路板回收的成套处理设备,结构如图1 所示,该设备的主要包括如下装置:脱锡机、磁选机、链式破碎机、波纹筛 选槽、热分解槽、触媒槽、冷却装置、储油箱、气体燃烧器(具体为燃烧炉)、 锤磨机、气流跳汰分选机、静电分选机、皮带输送机;上述装置均是市售产 品,具体如下:

1)皮带输送机2条。用于输送各机台处放置的PCB物料,输送机长度 6000mm,为避免出料爬升时物料下滑,采用人字型黑色橡胶皮带,机身水 平仰角25度,机身材料使用20号钢材料,脚柱材料使用四方管,其头轮采 用磁性头轮,皮带线速度4455mm/min,使用电源AC3Φ×380V×50Hz之减速 马达驱动,处理能力在5000kg/hr以上。

2)脱锡机1台。

3)带式磁选机3台,磁铁盘长宽不小于750*900mm,磁场强度不能低 于4000高斯。机架材料使用20号钢材料,皮带宽度是700mm,皮带材质是 双面橡胶材质包覆加强芯体。

4)链式破碎机1台。配有强大气流筛选功能的转子链式破碎机,其作用 是将废旧线路板破碎成小块料,其工作原理是通过对主动轴的动刀、从动轴 上的动刀与静刀对废旧电子线路板产生剪切作用,可使废旧电子线路板破碎 成小于50mm×50mm的块料。

5)波纹筛选槽1台。

6)裂解油化装置。

热分解槽:包括热解槽1个、加热槽1个和分解槽反转装置1个;热解 槽的反应罐的直径和高度800×2138mm,材质为304不锈钢,有效容量为 4.5m3;加热槽的炉直径和高度为600×3250mm,材质采用SS400+耐火保温 材料,采用油燃烧加热系统;分解槽反转装置长宽高3400×3800×5500mm, 材质为SS440,120℃反转。在设备的热分解槽被投入的废塑料等,加热分解 气体化。

触媒槽:触媒槽1个,反应器的直径和高度为770×885mm,材质为304 不锈钢,容量为0.35m3。热裂解气在触媒槽内的催化剂作用下,进行改质(长 碳链切断为短碳链)。

冷却装置:冷却塔1个,长宽高为1400×31000×2275mm。循环水温 20℃;气体冷却器1个,直径和高度为712×2900mm,材质为304不锈钢、 SS440,采用油喷雾气体冷却法;塔顶冷却器1个,直径和高度为500× 2500mm,材质为304不锈钢、SS440,冷却能力46500大卡/H;冷却机兼循 环槽,长宽高900×1250×850mm,材质为304不锈钢,容量为0.75m3。冷 却器中进行冷却,液化,从而回收再生油。冷却回收分为两部分,即轻油、 重油独立回收。

油化装置架1个,材质为SS400(防锈)。

7)锤磨机1个:对裂解油化装置排出的固体物料即金属和玻璃纤维的混 合物进行进一步地破碎处理。利用不同金属具不同延展性特性将其搓成种类 不同、大小不同的金属球。

8)气流跳汰分选机1台。气流跳汰分选机可以根据物料的重量和颗粒构 成的差异,将重物(如金属)和轻物(如塑料)分选出来。物料沿着倾斜的 跳汰机平面作向上运动。通风器向物料运动的反方向吹风,使轻物料不能维 持向上运动而从气流跳汰分选机的下方出口出来,仅有重物会从上方出口出 来。气流跳汰分选机每次能分选两种物料。如果混合物料中含有如铝、红色 金属、塑料时,需要进行二次分选。在第一次分选时,能分选出重的金属和 轻的塑料。在二次分选时,可将相对较重的红色金属和相对轻的铝分选出来。

9)静电分选机1台:主要用来分选出气流跳汰分选机输出的粉尘中少量 金属。主要工作原理利用固体物料中各组分在高压电场中电性的差异而实现 再分离的一种方法。

10)除尘装置1套:链式破碎机在进行破碎的过程中会产生灰尘;另外, 在锤磨过程中,新鲜气流不断输进锤磨机,气流是用来冷却锤磨机和及其出 料,并能抽出在给料或是在锤磨过程中产生的细小物料和毛絮。经过旋风除 尘器分离出不同轻重、不同颗粒的灰尘。剩余的气流由气管传送至喷气式过 滤器进行最终的除尘。可以确保排出的气体含尘量低至10mg/m3

参见图1,上述各装置的连接关系是:

送料装置(图中未示出)的出口与脱锡机1的入口连接;脱锡机1的光 板线路板出口与热分解槽6的入口相连;

送料装置(图中未示出)的出口经第一皮带输送机15与链式破碎机的入 口连接;链式破碎机的出口与第一磁选机4的入口相连;第一磁选机4的出 口与波纹筛选槽入口相连;波纹筛选槽的出口经第二皮带输送机16,与热分 解槽6的入口相连;第二皮带输送机16旁设有人工分选平台;

裂解油化装置中的热分解槽6、触媒槽7、冷却装置8依次相连;其中, 热分解槽6的固体出口与锤磨机的入口相连,热分解槽6的气体出口与触媒 槽7的入口连接;触媒槽7的出口与冷却装置8的入口连接;冷却装置8的 废气出口与气体燃烧器9的入口相连,冷却装置8的液体出口与储油箱连接;

分选装置中,锤磨机的入口与热分解槽的固体出口相连,锤磨机的出口 与第二磁选机11的入口相连;第二磁选机11的出口与气流跳汰分选机12 的入口相连;气流跳汰分选机12的粉尘出口与静电分选机13的入口相连;

此外,链式破碎机3的灰尘出口与除尘设备14的入口相连;锤磨机的灰 尘出口与除尘设备14的入口相连。

上采用述成套处理设备进行废旧线缆拆解回收的处理方法,工艺过程包 括:预处理步骤(包括脱锡;和/或,破碎-磁选-筛选);油化裂解步骤(裂 解-催化重整-气体冷却-油/气分离-气体燃烧);粉碎和分选步骤(破碎-磁选- 分选);以及除尘步骤。具体如下:

1)脱锡。采用脱锡机1将电子元件从废旧线路板上脱离下来分别得到电 子元件、锡和光板电路板。废旧线路板中锡、铅、镍等重金属基本在电子元 件中,电子元件去除后,废线路板中基本不含重金属。对于完整的线路板及 线路板边角料,经脱锡后直接进入热分解槽6,即进入下道工序——裂解工 序,如此可提高分选率。

2)破碎-磁选-筛选。首先,将含有线路板的电子废弃物(如报废的手提 电脑)送入链式破碎机,进行链式破碎,将电子废弃物上面附着的铁、塑料 及较大的电子元器件打散掉,采用配有强大气流筛选功能的转子链式破碎机, 可使废旧电子线路板破碎成小于50mm×50mm的块料;然后,通过人工分 选出>100mm的物料;然后,再经第一磁选机4磁选除铁后,经波纹筛选槽 5进行筛选,筛选出颗粒直径小于20mm的破碎物料送入热分解槽6,即进 入下道工序——裂解工序。本发明中的破碎-磁选-筛选步骤是为了使物料在 后续的裂解更为彻底,提高裂解效率。

3)裂解。在热分解槽6中进行,具体地,将经步骤1)或2)得到的废 旧线路板物料投入到热解槽,使用氮气置换出热解槽内空气,将热解槽装入 加热槽,通过加热槽进行外部加热,热解槽内温度达到500℃后,废旧线路 板物料中含有的塑料(如环氧树脂)发生热分解气化,气化结束后,热解槽 从加热槽中移出,换下一槽,继续生产。

4)催化重整。热解槽内产生的分解气体被送到触媒槽,采用二氧化硅类 催化剂进行催化重整,将其改质成短碳链(长碳链切断)。

5)气体冷却。包括气体冷区器、塔顶冷却器。通过催化改质产生的油气 在冷却装置8中进行液化,采用泵循环,使用油雾气体冷却法和多管水冷冷 却法,循环水温度20℃以下。

6)油/气分离。关于油的回收,在冷却机兼循环槽中,使用油冷却器回 收油,泵循环式回收油到储油箱,其中轻油、重油独立回收。关于油回收过 程中产生的未冷却的尾气,主要包括甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烯、 丁烷等,经过燃烧炉燃烧后达标排放,燃烧炉温度在250℃-1050℃。油化裂 解装置中的热分解槽的塑料消耗量是100kg,热解槽内温度为500℃;裂解后 产油质量为51.10kg,为塑料质量的51.1%;液化石油气气态密度为 2.35kg/Nm3,液化石油气热值是44750Kj/m3。塑料分解后残余物质为塑料质 量的41.0%,则不凝气占塑料总质量的7.9%。

7)破碎-磁选-分选。步骤3)产生的金属与玻璃纤维混合物被送入锤磨 机10进行进一步的粉碎,在锤磨机内,高速旋转的刀片将小块物料进行进一 步的破碎,得到粒度小于2mm的细粒物料,利用不同金属具不同延展性特 性将其搓成种类不同、大小不同的金属球;然后通过第三磁选机11对铁金属 筛选;然后再通过气流跳汰分选机12,将有色金属(铜、铝、不锈钢)、玻 璃纤维、粉尘分离出来;最后再进一步经静电分选机13将其他金属粉末从灰 尘中分选出,最后剩玻璃纤维。

8)除尘及其他环保措施。主要处理废气、废水、固废和噪声。废水和噪 声是连续产生的;对于噪声,通过减振、隔声降低污染;对于废水,生活污 水经化粪池预处理后,纳入污水管网排放。裂解产生的废气主要通过燃烧炉 燃烧后达标排放,即废旧线路板裂解过程中废气(不凝气)约为废线路板质 量的1.42%,废气(不凝气)通过燃烧炉燃烧后生产H2O和CO2通过烟囱排 放,基本不产生废气污染。关于固废,对于分离出来的进行对外出售,对于 难熔残余物出售给相关回收单位。关于粉尘,通过除尘装置,具体经过Z型 筛、多锥筛、旋风除尘器分离出不同轻重、不同颗粒的灰尘,然后通过过滤 器进行最终的除尘,过滤器可以确保摆出的气体含尘量低至10mg/m3

本实施例中整套生产线功率为775KW,处理废旧线路板年可产铁800t、 有色金属3200t(内含金银等贵金属约10吨)、油1500t。预处理装置中的 破碎生产线(执行步骤2)破碎-磁选-筛选的生产线):年正常运行小时大于 7000小时;破碎生产线正常连续不低于120小时,产量为2-3t/h(预处理完 成的线路板),设备理论最大产能为15000t/年(预处理完成的线路板);金 属分选效率大于98%。

本发明提供的成套处理工艺,通过将电路板破碎及筛选、分选出小颗粒 物料,或者进行脱锡后得到的光板线路板,送入油化裂解装置的热分解槽进 行裂解反应,将原料部分热分解气化,剩下金属与玻璃纤维混合物;一方面, 在热分解槽产生的分解气体送至触媒槽,进行催化重整改质为短碳链物质, 然后通过对改质的油气进行液化,得到冷却油回收,油回收过程中产生的未 冷凝的尾气,经燃烧炉进行燃烧达标排放;另一方面将金属与玻璃纤维混合 物通过锤磨机进行进一步的粉碎,最后通过气流跳汰分选装置进行分选,使 得铜、铝、不锈钢和玻璃纤维彻底分离回收,并进一步通过静电分选将金属 粉末和玻璃纤维分离回收。采用本发明提供的成套处理工艺,回收效率高、 分解效果好、环保无污染。

由于PCB物料的复杂性,铜、铝和玻璃纤维的分离很难彻底,上述成套 处理设备即处理方法中各参数可根据实际运行情况核算结果进行调节,因此 在不违背本发明所附权利要求范围的前提下,在具体实施过程中,可以对本 发明中关键参数的选择做出一些适当的改变。本发明尤其适用于废旧线路板 的破碎、裂解和分选。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明 的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发 明的保护范围之内。


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