处理线路板的方法

摘要

本发明公开了一种处理线路板的方法，该方法包括：(1)将线路板进行破碎处理；(2)将经过破碎处理的线路板在辐射管旋转床中进行热解处理，以便分别得到高温油气、锌蒸气和残渣，其中，残渣含有金属和无机玻璃纤维，辐射管旋转床具有燃烧器，燃烧器通过燃烧燃料为所述辐射管旋转床供热；(3)将高温油气进行第一分离处理，以便分别得到热解油和热解气，并将热解气供给至辐射管旋转床的燃烧器作为燃料；(4)将锌蒸气进行第一冷却处理，以便得到金属锌；以及(5)将残渣进行第二分离处理，以便分别获得含铜金属混合物和无机玻璃纤维。根据本发明实施例的处理线路板的方法能够实现线路板的回收处理资源和能源的最大化利用。

权利要求

1.一种处理线路板的方法，其特征在于，包括：

(1)将线路板进行破碎处理；

(2)将步骤(1)所得到的经过破碎处理的线路板在辐射管旋转床中进行热解处理，以便分别得到高温油气、锌蒸气和残渣，其中，所述残渣含有金属和无机玻璃纤维，所述辐射管旋转床具有燃烧器，所述燃烧器通过燃烧燃料为所述辐射管旋转床供热；

(3)将步骤(2)所得到的所述高温油气进行第一分离处理，以便分别得到热解油和热解气，并将所述热解气供给至所述辐射管旋转床的燃烧器作为燃料；

(4)将步骤(2)所得到的所述锌蒸气进行第一冷却处理，以便得到金属锌；以及(5)将步骤(2)所得到所述残渣进行第二分离处理，以便分别获得含铜金属混合物和无机玻璃纤维。

2.根据权利要求1所述的处理线路板的方法，其特征在于，步骤(1)中，将线路板进行破碎处理至粒度为5～20毫米。

3.根据权利要求1所述的处理线路板的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述热解处理进一步包括：将线路板在辐射管旋转床中进行第一热解处理，以便分别得到所述高温油气和固体混合物；以及将所述固体混合物进行第二热解处理，以便分别得到所述锌蒸气和残渣。

4.根据权利要求3所述的处理线路板的方法，其特征在于，所述第一热解处理是在

600～850摄氏度的温度下进行0.5～2小时。

5.根据权利要求3所述的处理线路板的方法，其特征在于，所述第二热解处理是在

900～950摄氏度的温度下进行0.5～2小时。

6.根据权利要求1所述的处理线路板的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述第一分离处理进一步包括：对所述高温油气进行第二冷却处理；以及

采用碱性物质对热解气进行净化处理。

7.根据权利要求6所述的处理线路板的方法，其特征在于，所述第二冷却处理是在不高于78摄氏度的温度下进行的。

8.根据权利要求6所述的处理线路板的方法，其特征在于，所述碱性物质选自氢氧化钠、氧化钙和碳酸钙中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的处理线路板的方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述第一冷却处理是在300～380摄氏度的温度下进行的。

10.根据权利要求1所述的处理线路板的方法，其特征在于，步骤(5)中，所述第二分离处理进一步包括：对所述残渣进行破碎和风选分离。

说明书

处理线路板的方法

技术领域

[0001] 本发明属于化工领域，具体而言，本发明涉及一种处理线路板的方法。

背景技术

[0002] 随着科技的高速发展，电子产品成为人们必不可少的生活用品，伴随着电子产品更新换代速度的不断加快，废弃电子废物及电子产品加工过程中形成的边角料也与日俱增。在发达国家如日本、美国、欧盟电子垃圾年产量分别占城市垃圾的1％，2～5％和4％，并且以每5年16％～28％的速度增长，是城市垃圾增长速度的3-5倍。这种情况在我国尤为严重，我国不但人口众多，同时还是发达国家倾销电子垃圾的主要场所，资料显示美国80％的电子垃圾出口到亚洲，其中90％进入我国。作为电子产品的重要组成部分，废旧印刷线路板的产生量也逐年增多。废旧印刷线路板是玻璃纤维强化树脂和多种金属的混合物，含有约40％的金属、30％的高分子有机化合物及30％的无机玻璃纤维，如果不妥善处置，不仅会造成资源的大量流失，而且会对环境产生严重的危害。

[0003] 目前，国内外关于废电路板回收处理的技术主要包括机械物理分离法、湿法冶金技术、生物冶金技术和热解技术，这些技术除热解外大部分都只关注于回收废旧印刷线路板中的金属而非金属有机物则填埋或者焚烧，不仅造成了资源的浪费而且环境污染严重。热解技术通过高温分解，能有效利用废旧印刷线路板中的高分子有机材料，将其分解为燃油、燃气和炭化物，同时也容易对热解后产物进行分离，回收线路板中的金属和玻璃纤维。
但是目前热解技术大多还处于实验室研究阶段，很难实现工业化和规模化生产，同时对后续金属的回收也多只回收金属铜，而忽略了其他金属的回收。

[0004] 因此，现有处理废旧线路板的方法有待进一步研究。

发明内容

[0005] 本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种处理线路板的方法，该方法能够实现线路板的回收处理资源和能源的最大化利用。

[0006] 在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理线路板的方法，该方法包括：

[0007] (1)将线路板进行破碎处理；

[0008] (2)将步骤(1)所得到的经过破碎处理的线路板在辐射管旋转床中进行热解处理，以便分别得到高温油气、锌蒸气和残渣，其中，所述残渣含有金属和无机玻璃纤维，所述辐射管旋转床具有燃烧器，所述燃烧器通过燃烧燃料为所述辐射管旋转床供热；

[0009] (3)将步骤(2)所得到的所述高温油气进行第一分离处理，以便分别得到热解油和热解气，并将所述热解气供给至所述辐射管旋转床的燃烧器作为燃料；

[0010] (4)将步骤(2)所得到的所述锌蒸气进行第一冷却处理，以便得到金属锌；以及[0011] (5)将步骤(2)所得到所述残渣进行第二分离处理，以便分别获得含铜金属混合物和无机玻璃纤维。

[0012] 根据本发明实施例的处理线路板的方法通过采用辐射管旋转床进行热解处理，可以实现废旧线路板的连续处理，并且采用辐射管辐射传热，使得产生的热解气与烟气完全分离，并将热解气用于热解处理过程的燃料使用，从而可以显著降低处理成本，同时在热解处理过程中，既可以得到高分子有机物，又可以实现金属锌的回收，从而实现废旧线路板回收处理资源和能源的最大化利用。

[0013] 另外，根据本发明上述实施例的处理线路板的方法还可以具有如下附加的技术特征：

[0014] 在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，将线路板进行破碎处理至粒度为5～20毫米。由此，可以显著提高废旧线路板后续过程中的热解效率。

[0015] 在本发明的一些实施例中，所述热解处理进一步包括：将线路板在辐射管旋转床中进行第一热解处理，以便分别得到所述高温油气和固体混合物；以及将所述固体混合物进行第二热解处理，以便分别得到所述锌蒸气和残渣。由此，可以实现回收高分子有机物的同时又回收金属锌。

[0016] 在本发明的一些实施例中，所述第一热解处理是在600～850摄氏度的温度下进行0.5～2小时。由此，可以显著提高第一热解效率，以便后续分离得到纯度较高的金属锌。

[0017] 在本发明的一些实施例中，所述第二热解处理是在900～950摄氏度的温度下进行0.5～2小时。由此，可以显著提高金属锌的回收率。

[0018] 在本发明的一些实施例中，步骤(3)中，所述第一分离处理进一步包括：对所述高温油气进行第二冷却处理；以及采用碱性物质对热解气进行净化处理。由此，可以分离得到高品质的热解油和纯净的热解气。

[0019] 在本发明的一些实施例中，所述第二冷却处理是在不高于78摄氏度的温度下进行的。由此，可以显著提高热解油和热解气的分离效率。

[0020] 在本发明的一些实施例中，所述碱性物质选自氢氧化钠、氧化钙和碳酸钙中的至少一种。由此，可以有效除去热解气中含卤素等酸性有害气体，以便可以得到纯净的热解气。

[0021] 在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述第一冷却处理是在300～380摄氏度的温度下进行的。由此，可以进一步提高金属锌的回收率。

[0022] 在本发明的一些实施例中，步骤(5)中，所述第二分离处理进一步包括：对所述残渣进行破碎和风选分离。由此，可以实现含铜金属混合物与无机玻璃纤维的有效分离。

[0023] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

[0024] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0025] 图1是根据本发明一个实施例的处理线路板的方法流程示意图；

[0026] 图2是根据本发明又一个实施例的处理线路板的方法流程示意图；

[0027] 图3是根据本发明再一个实施例的处理线路板的方法流程示意图。

具体实施方式

[0028] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0029] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0030] 在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理线路板的方法。下面参考图1-3对本发明实施例的处理线路板的方法进行详细描述。根据本发明的实施例，该方法包括：

[0031] S100：破碎处理

[0032] 根据本发明的实施例，将线路板进行破碎处理，从而可以得到经过破碎处理的线路板颗粒。根据本发明的实施例，在对线路板进行破碎处理之前，首先对废旧印刷线路板进行拆卸处理，除去其中的电容，二极管等电子元器件。根据本发明的实施例，废旧线路板可以含有金属、玻璃纤维、树脂塑料等。根据本发明的实施例，对线路板进行破碎处理的方法并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，可以采用破碎机对线路板进行破碎处理。根据本发明的实施例，所得到的线路板颗粒的粒度并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，线路板颗粒的粒度可以为5～20毫米。发明人发现，该粒度的线路板颗粒可以均匀的铺设在后续进行热解处理的旋转床炉底上，从而可以显著提高后续过程的热解效率。

[0033] S200：热解处理

[0034] 根据本发明的实施例，将上述所得到的经过破碎处理的线路板进行热解处理，从而可以分别得到高温油气、锌蒸气和残渣，根据本发明的具体实施例，残渣中可以包含金属和无机玻璃纤维。根据本发明的实施例，在将经过破碎处理的线路板进行热解处理之前，首先将经过破碎处理的线路板通过皮带输送至给料机，通过布料板控制原料的料层厚度为100～500毫米。发明人发现，该厚度范围的料层可以均匀受热，并且可以显著提高热解效率。

[0035] 下面参考图2对本发明实施例的热解处理过程进行详细描述，根据本发明的实施例，热解处理过程可以包括：

[0036] S210：第一热解处理

[0037] 根据本发明的实施例，对经过破碎处理的线路板进行第一热解处理，从而可以得到高温油气和固体混合物。根据本发明的实施例，第一热解处理的条件并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，第一热解处理可以在600～850摄氏度的温度下进行0.5～2小时。发明人发现，该条件下进行的第一热解处理可以显著优于其它条件提高第一热解效率。

[0038] S220：第二热解处理

[0039] 根据本发明的实施例，对上述所得到的固体混合物进行第二热解处理，从而可以得到锌蒸气和残渣。根据本发明的实施例，第二热解处理的条件并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，第二热解处理可以在900～950摄氏度的温度下进行0.5～2小时。发明人发现，该条件下进行的第二热解处理可以显著优于其它条件提高第二热解效率。

[0040] 需要说明的是，第一热解处理和第二热解处理均在辐射管旋转床中进行。根据本发明的实施例，辐射管旋转床具有设置在辐射管中的燃烧器，该燃烧器通过对燃料进行预热处理后燃烧燃料为旋转床供热。具体地，辐射管中的燃烧器也可以是蓄热式燃烧器，从而达到节能的效果。根据本发明的实施例，在进行热解处理过程中，该旋转床采用辐射管辐射加热，其炉顶和炉墙固定不动，炉底带动物料旋转，从而对线路板进行热解处理。

[0041] 具体的，通过闸板将旋转床分为反应一区和反应二区，反应一区进行第一热解处理，反应二区进行第二热解处理。首先旋转炉底，通过布料机将反应一区铺满物料，控制反应在温度为600～850摄氏度下进行0.5～2小时，并通过设置于炉顶多个油气管道对所产生的油气进行收集；然后开启闸板，将其启动到恰好能够使物料通过的程度，旋转炉底并布料，直到反应一区和反应二区均布满物料，关闭闸板，控制反应二区的温度为900～950摄氏度并进行0.5～2小时。此时，反应一区与反应二区反应同时进行，由于锌的沸点为907摄氏度，因此在反应二区内可以生成锌蒸气、部分热解剩余气和残渣，锌蒸气和部分热解剩余气通过设置在二区内的集气管进行收集；最后开启闸板到恰好能够使物料通过的程度，旋转炉底，将残渣通过密封螺旋出料，同时反应一区继续进料开始第二周期的反应。

[0042] 发明人发现，采用辐射管旋转床对废旧线路板进行热解处理，与以往采用真空热解炉相比，可以显著降低对设备和工艺的要求，并且可以实现物料的连续处理，从而使其易于规模化和产业化，同时该旋转床燃烧器的热效率可以达到85％以上，并且可以稳定燃烧低热值的燃气，从而可以显著降低能源成本的投入，另外采用闸板将旋转床分为反应一区和反应二区，通过精确控制不同区域的反应温度和反应时间即可在同一装置中实现废旧线路板中非金属有机化合物的热解资源化和金属锌的回收。

[0043] S300：第一分离处理

[0044] 根据本发明的实施例，将上述步骤中收集的高温油气进行第一分离处理，从而可以分别得到热解油和热解气。下面参考图3对第一分离处理步骤进行详细描述，根据本发明的实施例，第一分离处理包括：

[0045] S310：第二冷却处理

[0046] 根据本发明的实施例，将收集的高温油气进行第二冷却处理，从而可以将油气混合物中的液态的热解油与气态的热解气进行分离，其中，热解油可以作为燃料油或化工产品而出售。根据本发明的实施例，对高温油气进行第二冷却处理的条件并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，第二冷却处理可以在不超过78摄氏度的温度下进行。根据本发明的实施例，第二冷却处理的方式并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，可以采用直冷和间冷组合的方式对高温油气进行冷却处理，其中，直冷冷却介质为循环油水混合物，间冷冷却介质为循环水。发明人发现，在该条件下进行的冷却处理可以明显优于其它温度提高高温油气的冷却效率，从而可以显著提高热解油和热解气的分离效率。

[0047] S320：净化处理

[0048] 根据本发明的实施例，经过冷却处理的热解气中含有卤素等酸性有害气体，因此将该热解气体进行净化处理，以便可以得到纯净的热解气。根据本发明的实施例，净化处理的具体方法并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，可以采用碱性物质对热解气进行净化处理。根据本发明的实施例，采用的碱性物质的具体类型并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，碱性物质可以为选自氢氧化钠、氧化钙和碳酸钙中的至少一种。根据本发明的实施例，将得到的纯净的热解气收集到储气罐中，并将该热解气供给至辐射管旋转床的燃烧器作为燃料使用，同时利用辐射管对物料进行辐射加热，使得热解气燃烧产生的烟气与热解处理过程产生的热解气完全隔离。由此，可以分离得到纯度和热值都较高的热解气。根据本发明的实施例，该热解气可以直接燃烧，并且燃烧后烟气中各项指标均符合排放标准。发明人发现，将该热解气作为旋转床热解处理过程的燃料使用，可以显著提高能源利用效率，从而可以明显降低加工成本。

[0049] S400：第一冷却处理

[0050] 根据本发明的实施例，将上述收集的锌蒸气进行第一冷却处理，从而可以得到金属锌。根据本发明的实施例，锌蒸气进行第一冷却处理的温度并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，第一冷却处理可以在300～380摄氏度的温度下进行。根据本发明的实施例，上述收集到的锌蒸气中含有部分热解剩余气，由于第二热解处理温度高于900摄氏度，热解剩余气体主要含有氢气、一氧化碳等小分子可燃气体，不含热解油，因此经过第一冷却处理即可分别得到纯净的金属锌和热解剩余气体，并将热解剩余气体汇入高温油气收集管进行后处理。发明人发现，在该温度范围内进行的冷却处理可以明显优于其它温度提高金属锌的冷却效率，从而可以显著提高金属锌的纯度。

[0051] S500：第二分离处理

[0052] 根据本发明的实施例，将上述步骤所得到的残渣进行第二分离处理，从而可以分别获得含铜金属混合物和无机玻璃纤维。根据本发明的实施例，对残渣进行第二分离处理的方式并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，可以对所得到的残渣进行破碎和风选分离。

[0053] 如上所述，根据本发明实施例的处理线路板的方法可以具有选自下列的优点至少之一：

[0054] 根据本发明实施例的处理线路板的方法中采用辐射管旋转床作为线路板热解装置，可以实现物料的连续处理，并且对原料粒度等物理性能要求低，布料均匀，受热速度快，易于实现规模化和产业化；

[0055] 根据本发明实施例的处理线路板的方法采用闸板将旋转床分为反应一区和反应二区，通过精确控制不同区域的反应温度和反应时间即可在同一装置中实现废旧线路板中非金属有机化合物的热解资源化和金属锌的回收，过程简单、流程短、锌的回收率高；

[0056] 根据本发明实施例的处理线路板的方法利用辐射管对物料进行辐射传热，产生的烟气与热解气完全隔离，使得热解气质量纯、热值高，便于回收利用；

[0057] 根据本发明实施例的处理线路板的方法以燃烧热解气为热解处理提供能量，可以显著提高能源利用效率，从而提高了工艺的经济性和资源化水平。

[0058] 下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

[0059] 实施例1

[0060] 采用经过拆卸电器元件的废旧线路板为原料，将其置于破碎机中进行破碎处理，破碎至粒径为5-20mm；将经过破碎处理的线路板原料通过皮带输送至给料机，进入给料系统，通过布料板控制原料的料层厚度；旋转炉底，通过布料机将反应一区铺满物料，料层厚度为100～500毫米，控制反应在温度为750摄氏度下进行0.5～2小时，并通过设置于炉顶多个油气管道对所产生的油气进行收集；然后开启闸板，将其启动到恰好能够使物料通过的程度，旋转炉底并布料，直到反应一区和反应二区均布满物料，关闭闸板，控制反应二区的温度为950摄氏度并进行0.5～2小时。此时，反应一区与反应二区反应同时进行，由于锌的沸点为907摄氏度，因此在反应二区内可以生成锌蒸气、部分热解剩余气和残渣，锌蒸气和部分热解剩余气通过设置在二区内的集气管进行收集；最后开启闸板到恰好能够使物料通过的程度，旋转炉底，将残渣通过密封螺旋出料，同时反应一区继续进料开始第二周期的反应。并将收集的高温油气进行冷却处理，得到热解油(占原料的19wt％)和热解气(占原料的14wt％)，并且采用碱性物质吸收热解气中的卤素等酸性有害气体，得到纯净的热解气，该热解气可以直接燃烧，燃烧后烟气中各项指标均符合排放标准，得到的热解油收集后作为燃料油或者化工产品出售；经过净化处理的热解气收集到储气罐中，通过压力设备与辐射管燃烧器相连，在辐射管内燃烧为热解处理过程提供热量；将所得到的锌蒸气在350摄氏度下进行冷却处理，从而可以分离得到纯净的金属锌(占原料的3.5wt％，纯度在
99％以上)和部分热解剩余气体(占原料的2wt％)，并将热解剩余气体汇入高温油气收集管；最后对残渣进行分离处理，得到含铜金属混合物(占原料的28.5wt％)和无机玻璃纤维(占原料的12wt％)。

[0061] 实施例2

[0062] 采用经过拆卸电器元件的废旧线路板为原料，将其置于破碎机中进行破碎处理，破碎至粒径为5-20mm；将经过破碎处理的线路板原料通过皮带输送至给料机，进入给料系统，通过布料板控制原料的料层厚度；旋转炉底，通过布料机将反应一区铺满物料，料层厚度为100～500毫米，控制反应在温度为650摄氏度下进行0.5～2小时，并通过设置于炉顶多个油气管道对所产生的油气进行收集；然后开启闸板，将其启动到恰好能够使物料通过的程度，旋转炉底并布料，直到反应一区和反应二区均布满物料，关闭闸板，控制反应二区的温度为930摄氏度并进行0.5～2小时。此时，反应一区与反应二区反应同时进行，由于锌的沸点为907摄氏度，因此在反应二区内可以生成锌蒸气、部分热解剩余气和残渣，锌蒸气和部分热解剩余气通过设置在二区内的集气管进行收集；最后开启闸板到恰好能够使物料通过的程度，旋转炉底，将残渣通过密封螺旋出料，同时反应一区继续进料开始第二周期的反应。并将收集的高温油气进行冷却处理，得到热解油(占原料的21wt％)和热解气(占原料的15wt％)，并且采用碱性物质吸收热解气中的卤素等酸性有害气体，得到纯净的热解气，该热解气可以直接燃烧，燃烧后烟气中各项指标均符合排放标准，得到的热解油收集后作为燃料油或者化工产品出售；经过净化处理的热解气收集到储气罐中，通过压力设备与辐射管燃烧器相连，在辐射管内燃烧为热解处理过程提供热量；将所得到的锌蒸气在360摄氏度下进行冷却处理，从而可以分离得到纯净的金属锌(占原料的2.8wt％，纯度在
99％以上)和部分热解剩余气体(占原料的1.5wt％)，并将热解剩余气体汇入高温油气收集管；最后对残渣进行分离处理，得到含铜金属混合物(占原料的31wt％)和无机玻璃纤维(占原料的11wt％)。

[0063] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0064] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。