废线路板综合处理系统

PAGE4废线路板综合处理系统一、概述废线路板主要包括废覆铜板（CCL）、废印刷线路板（PCB）、带有集成电路和电子器件的印刷线路板卡。废覆铜板：覆铜板是生产印刷线路板的原材料，主要由基板、铜箔、粘合剂组成。基板的主要材料是合成树脂和增强材料，其中合成树脂主要有酚醛树脂、环氧树脂、聚四氟乙烯等，增强材料一般有纸版和布质两种。基板的表面是铜箔，铜箔采用机械加工和电沉积法生产，目前以电积法为主，铜箔厚度一般为18μm、25μm、35μm、70μm和105μm.铜箔用粘合剂牢固地粘覆在基板上，就形成了覆铜板。目前我国大量使用的覆铜板有酚醛纸质覆铜板、环氧纸质覆铜板、环氧玻璃布覆铜板、聚四氟乙烯覆铜板、聚酰亚胺柔性覆铜板，其中中档以上的民用电器、仪器仪表采用环氧覆铜板，用量较大。中低档次的民用电器多用酚醛纸质的覆铜板。废覆铜板实在生产过程中产生的残次品、边角料，由于表面有压制的铜箔而呈现黄色，一般称为黄板。覆铜板含铜量不一，低的约15%，高的可达70%以上，是一种回收铜的重要资源。废印刷线路板：印刷线路板简称PCB。通常把在绝缘材上按预订设计制成印制线路、印制原件或两者组合而成的导电图形称之为印制线路。印制线路的产品板称为印刷线路板。印刷线路板主要用于给集成电路等各种电子元器件固定装配提供支撑、实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电器连接或电绝缘等，同时为自动锡焊提供阻焊图形，为元器件插装、检查、维修提供识别字符和图形。我们能见到的电子设备几乎都有PCB，如计算器、电脑、通讯电子设备、军用武器系统等，只要有集成电路等电子元器件，它们之间的电气互连都要用到PCB。常见的电脑板卡基本上是环氧树脂玻璃布基双面印制线路板，其中一面是插装元件，另一面为元件脚焊接面，焊点一般很有规则。印刷线路板在生产过程中产生的残次品就是我们常说的废印刷线路板，因主要呈绿色，因此又称为绿板。在制作印刷线路板时，尽管一部分铜已经被腐蚀掉，而使印刷线路板的含铜量比覆铜板要低，但是印刷线路板仍然是回收铜的资源之一。废电路板卡：废电路板卡主要来自各种报废的电器，种类很多，常见的有绿板和黄板，其中绿板主要是从废电视机、电脑、通讯设备中拆解下来的，价值较高；黄板则主要是从录音机、音响设备、洗衣机、空调中拆解下来的，价值较低。废电路板卡的成分比较复杂，除印刷线路板之外，还含有集成电路和各种电子元器件，主要成分是二氧化硅、铜箔、铅、锡、铁微量的贵金属和塑料、树脂、油漆等有机物质，因此处理难度比废覆铜板、废印刷线路板的处理难度大。本项目处理的废线路板全部来自电子厂线路板废品和切割边角料，主要为废覆铜板和废印刷线路板，板上没有其他插件，主要由两种材料组成，一种是金属材料，主要有铜、铝、锡等，约占总重量10%；另一种是非金属材料，主要有玻璃纤维、酚醛树脂或环氧树脂等，约占总重量90%。二、处理方法简介（1）重力分选技术该技术基于重力选矿的原理，首先将废板破碎到一定的粒度，然后以水为介质，采用摇床对其进行处理，最终达到铜与玻璃纤维等增强材料分离的目的。摇床是一个倾斜的纵向有许多平行的来复条或沟槽的床面，工作时借助机械动力做不对称的往复运动，同时和薄层斜面水流联合作用，使颗粒在床面上松散、分层、分带，并使矿物按照密度不同进行分选的过程。重力选矿法处理废覆铜板的最终产品是铜粉，严格地讲是一种直径大约20~40目的铜碎料。由于摇床是一种选矿设备，在选矿过程中的最终产品是精矿，不是纯金属，因此采用此法处理废电路板得到的铜粉含铜大约85%~95%。如果处理不含集成电路和元件的电路板卡，则铜粉中含有少量的铁、铅和锡。原料首先经过破碎机进行粗破碎，然后进入第二道破碎，使之成为粒度大约为20~40目的碎料。破碎过程中持续加水，不仅起到冷却设备的作用，而且使碎料与水形成浆料，既避免了破碎过程粉尘的污染，也便于碎料直接流入下一道工序。破碎之后形成的浆料进入摇床进行重力分选，在震动和重力的作用下，铜颗粒和碎玻璃纤维分离，铜颗粒溜入专门的收集池，定时从水中取出，通过甩干机甩干，再经过干燥后得到最终产品铜粉。为提高回收率，通过第一次摇床的物料还要经过第二次摇床，进一步回收其中的铜。第一次摇床得到的铜粉质量较好，含铜量在85%~95%之间，第二次得到的铜粉杂质较高，一般含铜量在80%以下。分离完铜粉之后的碎玻璃纤维浆料进入多级沉降槽自然沉淀，水循环使用。经过多年的实践证明，重力选矿技术处理废覆铜板效果最好，处理印刷线路烟气迅速进入快速冷却设施，使烟气温度在几秒内降到400℃经过焚烧之后的废电路板已经不存在有机物的污染问题，最简单的处理方法是作为再生铜的原料，可以作为配料加入阳极炉中，经过阳极炉熔炼、电解、阳极泥回收贵金属等工序，使有价金属得到有效回收，其中铜、贵金属的回收率达到98%以上，是目前处理电路板回收率较好的技术。再生铜熔炼过程中，需要加入造渣剂二氧化硅，废电路板中的主要杂质玻璃纤维即二氧化硅，可以替代部分溶剂，熔剂与杂质造渣后形成硅酸盐，是生产水泥的良好添加剂，也是造船工业的除锈剂（喷砂）。焚烧过程的，热能主要是废电路板中有机物的燃烧，可以大大降低能耗，达到节能的效果。在焚烧开始时和温度低时需要补加少量的柴油作为燃料。焚烧—熔炼法已经成为日本再生铜企业处理废电路板的经典工艺。目前采用的焚烧炉有两种一种是固定式的焚烧炉，另一种是回转式的焚烧炉，两者焚烧的基本原理相同。（3）湿法冶金技术湿法冶金技术的基本原理主要是利用贵金属能溶解在硝酸—王水或者其他溶金试剂（含硫试剂、卤素试剂等）溶液的特点，将贵金属与其他物质相分离并从溶液中予以回收。湿法冶金工艺包括预处理、浸金和沉淀三个步骤。挑选电子废弃物中含贵金属的电子板卡，用破碎机破碎至一定粒度，然后加热至400℃左右除去有机物。将经与预处理的部件浸泡在一定摩尔浓度的硝酸溶液中并加热，贵金属银、贱金属和金属氧化物溶解在热硝酸溶液中，过滤，得到含银湿法冶金与火法冶金相比，具有废气排放少、提取贵金属后的残留物较易处理、经济效益显著等优点，是比火法冶金应用更广泛的技术。湿法冶金技术的主要缺点是化学试剂消耗大、工艺复杂，产生大量酸性废水，难以处理。三、处理方案比选为推荐处置难度小、运行成本低的废线路板处置技术，以下将从技术可靠性、复杂程度、环境影响、处置成本等方面对上述三种工艺进行论证。表2.3-4处置工艺比选一览表比较项目处理方案技术可靠性工程投资环境影响处置成本重力分选技术将废线路板破碎后进行分选回收，工艺简单、技术成熟、可行。一次性投资较小物理分离，仅有部分粉尘，环境影响小约150元/吨，成本较低火法熔炼技术通过熔炉熔炼形成铜锭，技术成熟、工艺复杂行。一次性投资大火法熔炼，废气产生量大，环境影响较大约1000元/吨，成本高昂湿法熔炼技术通过化学溶剂将废线路板中金、银、铜等金属溶解，再通过萃取等方法回收，工艺复杂、技术可行。一次性投资较低，但化学试剂消耗量大产生大量难处理废水，环境影响大，应用较少约500元/吨，成本一般根据上述三种处置方案比选，采取火法熔炼技术方案，设备投资高、处置成本高昂，不适合小规模废线路板处理；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；采用重力分选技术方案，工艺简单、处理成本低，适合废线路板和覆铜板处理。因此，本方案推荐重力分选工艺。四、工艺流程说明本项目处理的废线路板为线路板企业生产中产生的废板、裁板边角料，还未进行镀金等其他工艺，因此其主要成分为铜及纤维树脂粉。金属材料具有较大的韧性，非金属材料都具有脆性，这一特性差异导致采用机械破碎时，金属材料成为“卷型”颗粒，非金属材料为粉碎性破坏，当粉碎到一定细度时，金属粉与非金属粉将呈完全剥离状态，同时由于金属材料与非金属材料的比重差异较大，金属铜的比重为8.9，非金属材料的比重则小于2，利用空气将已剥离的金属粉与非金属粉可以完全分离，铜粉回收利用，通过分离器和布袋除尘器回收的非金属粉（主要为树脂、玻璃纤维）外卖给其他企业用作建材生产。整个工艺流程如下：图2.3-5废线路板处理工艺流程图（1）破碎部分①粗粉碎。废线路板由粗粉碎机粉碎，出料约为0.5-2cm的碎料，由鼓风机输送至料仓，再由振动给料器输送至细粉碎机入口。②细粉碎。破碎由细粉碎机粉碎，细粉碎机粉碎后的料主要包括30-100目的粉。细粉碎后的粉碎料通过密闭输送至振动筛。③振动筛。粉碎料进入振动筛的进料口后，由振动筛把粉料分成四级，即：30-40目混合粉、40-50目混合粉、50-60目混合粉、60-100目混合粉。（2）分离部分四种不同细度的混合粉分别通过密闭输送至料仓，由振动给料器输送至空气分离器，由空气分离器分离出金属粉和非金属粉，空气分离器产生的粉尘经布袋除尘器处理后排放。非金属粉再经旋风分离器分离出大直径颗粒回收，其产生的含尘废气经布袋除尘器处理后排放。（3）除尘部分除尘系统由负压吸气管、布袋除尘器等组成。在料仓、进料口等处设置负压吸气管进行抽吸，并接入布袋除尘器处理；空气分离器排气、旋风分离器产生的废气也经布袋除尘器处理，处理完毕后通过引风机高空排放。五、工艺单元设计（1）分选处理车间分选处理车间用于废线路板和覆铜板的临时储存和处理。分选处理车间按照功能分三个区域，即原料储存区、重力分选区和产品包装区，其中原料储存区设计按3天的储存时间考虑，总面积20m污泥干化车间建筑面积252m2，B×L×H=21m×12m×9m。车间按照丙类设防，车间地面及墙裙（四周墙裙高1.0m），考虑防渗（地面做环氧地坪漆，厚度不小于2.5mm，墙裙壁涂地坪漆厚度不小于（2）重力分选系统本系统选用成套重力分选设备，主要由物料输送机、破碎机、分选机和打包系统组成，日总处理能力10t/d，铜回收率99%，分选过程产生的粉尘通过旋风除尘器捕集。主要设备组成如下：①皮带输送机胶带宽度：500mm输送长度：9m功率：15KW速度：1.3-1.6m②锤式破碎机型号：PC-1000×800外形尺寸：B×L×H=1200mm×1150mm处理能力：5-10t/d转速：3800rpm功率：75KW进料粒度：≤400mm出料粒度：0.015mm③旋风上料机型号：HL/B650外形尺寸：B×L×H=772mm×685mm×2764mm处理风量：2090-3480m3阻力：30-90kg/m转速：3800rpm效率：85-99%④旋风筛选机型号：HL160外形尺寸：B×L×H=1600mm×1200mm×20筛选率：≥97%除轻杂率：≥85%除重杂率：≥80%功率：10.5KW⑤旋风分级机型号：HL650外形尺寸：Φ×H=600mm×1250mm气流量：240m筛网规格：100-500mu/h有效筛网面积：0.5入料粒度：40-60mu/h功率：1.5KW⑥脉冲除尘器