一种低碳高效的废电路板全资源化清洁回收方法

摘要

本发明公开了一种低碳高效的废电路板全资源化清洁回收的方法，该方法是将废电路板置于热解炉中，向热解炉中通入氧气和燃气进行欠氧非充分燃烧为废电路板热解提供热源和气氛，控制热解炉内温度持续上升，焊锡以液态形式回收，热解渣富集在炉底，热解气从炉顶回收，热解气通过冷凝回收热解油后，冷凝余气通过碱液洗气后作为燃气返回热解炉，该方法操作简单、低能耗，能实现废电路板的低碳高效全资源化清洁回收利用。

权利要求

1.一种低碳高效的废电路板全资源化清洁回收的方法，其特征在于：将废电路板置于热解炉中，向热解炉中通入氧气和燃气进行欠氧非充分燃烧为废电路板热解提供热源和气氛，控制热解炉内温度持续上升；当热解炉内温度达到200℃～250℃时，从热解炉炉底回收液态焊锡，当热解炉内温度达到700～900℃时，在热解炉炉底富集热解渣，从热解炉炉顶回收热解气；所述热解气通过冷凝回收热解油，冷凝余气通过碱液洗气后作为燃气返回热解炉；

所述氧气相对所述燃气的通入量为将燃气充分燃烧成二氧化碳和水所需氧气理论摩尔量的0.8～0.9倍。

2.根据权利要求1所述的废电路板全资源化清洁回收的方法，其特征在于：所述燃气包含CO、H2及小分子脂肪烃。

3.根据权利要求1所述的废电路板全资源化清洁回收的方法，其特征在于：所述热解炉控制升温速率为10～25℃/分钟。

4.根据权利要求1所述的废电路板全资源化清洁回收的方法，其特征在于：当热解炉内温度达到700～900℃时，在所述温度下保温30～40min。

5.根据权利要求1、3或4所述的废电路板全资源化清洁回收的方法，其特征在于：所述热解气包含CO、CO2、H2、HX、小分子脂肪烃及芳烃，所述热解气通过冷凝回收包括芳烃在内的组分，冷凝余气通过碱液吸收二氧化碳及HX后，包括CO、H2和小分子脂肪烃在内的组分作为燃气返回热解炉；所述HX中X为卤素。

6.根据权利要求5所述的废电路板全资源化清洁回收的方法，其特征在于：所述小分子脂肪烃主要包括甲烷；所述芳烃主要包括苯酚和/或4-甲基苯酚。

7.根据权利要求1所述的废电路板全资源化清洁回收的方法，其特征在于：所述的热解渣包含金属组分和无机非金属组分。

8.根据权利要求1或7所述的废电路板全资源化清洁回收的方法，其特征在于：所述热解渣通过破碎分选出金属组分和无机非金属组分，所述金属组分作为冶炼厂阳极铜，通过电解回收精铜，贵金属进入电解阳极泥回收；所述非金属组分主要包含玻璃纤维。

9.根据权利要求1、3、4或7所述的废电路板全资源化清洁回收的方法，其特征在于：所述废电路板包含电子元件，不作破碎和拆卸电子元件预处理。

说明书

一种低碳高效的废电路板全资源化清洁回收方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种废电路板资源化回收方法，特别涉及一种低碳高效的废电路板全资源化清洁回收方法，属于废弃电子电器产品资源回收与再利用领域。

背景技术

[0002] 随着全球经济的不断发展，资源和能源压力越来越大，经济转型及产业结构调整越来越迫切。目前正值电子信息产业迅猛发展的时代，电子信息产品更新换代日益加快，产生大量的电子废弃物。废电路板是电子废弃物的重要组成部分，它的低碳全资源化清洁处理问题已成为全球面临的巨大挑战。废电路板与其他危险废固不同，除了具有巨大的环境风险外，还具有较高的资源特性。电路板一般由铜箔、增强材料(玻璃纤维)和胶联剂(溴化环氧树脂等有机材质)等三部分组成，其元素组成通常含铜20-30％，还含有金、银、铂等贵重金属，其中的玻璃纤维及有机组分也是重要的化工原料，具有较好的资源特性和回收价值；此外，若处理不当将会产生二噁英及重金属污染，造成巨大的环境问题。

[0003] 废电路板的回收利用受到了行业专家的广泛关注，目前广泛采用的技术手段是先将废电路板元器件拆除，然后将基板破碎分选回收铜等有价金属元素，这种方法存在元器件拆除及基板破碎阶段能耗高及产生的非金属组分无法实现很好的再生利用等问题，技术手段落后；采用湿法冶金回收废电路板也是一种受到广泛关注的方法，该法采用适当的湿法冶金体系可以回收废电路板中的有价金属组分，同样存在非金属组分无法实现很好的再生利用问题，此外，湿法冶金工艺产生的大量废液需要额外处理也是一个需要解决的问题；热解技术是目前废电路板回收技术的重要关注点，已有的热解工艺需要将废电路板上的元器件预先拆除，在真空或者氮气等惰性氛围中进行热解，热解热源采用二次能源电或者燃烧间接加热方式供热，能耗高且热解效率较低。

发明内容

[0004] 针对现有废电路板回收工艺存在的诸多问题，本发明的目的是在于提供一种操作简单、低能耗，能实现废电路板的低碳高效全资源化清洁回收利用的方法。

[0005] 为了实现上述技术目的，本发明提供了一种低碳高效的废电路板全资源化清洁回收的方法，该方法是将废电路板置于热解炉中，向热解炉中通入氧气和燃气进行欠氧非充分燃烧为废电路板热解提供热源和气氛，控制热解炉内温度持续上升；当热解炉内温度达到200℃～250℃时，从热解炉炉底回收液态焊锡，当热解炉内温度达到700～900℃时，在热解炉炉底富集热解渣，从热解炉炉顶回收热解气；所述热解气通过冷凝回收热解油，冷凝余气通过碱液洗气后作为燃气返回热解炉。

[0006] 本发明的技术方案，采用了欠氧非充分燃烧技术，即保证燃烧过程氧气的量是不足的，这样能保证气氛环境为还原性气氛，由于废电路板的热解处于欠氧氛围内，避免了热解过程二噁英污染物的产生，从而消除了对环境的不利因素，同时，燃烧产生的水和二氧化碳作为电路板热解氛围，在高温条件下与热解生成的碳进行反应，生成以氢气、甲烷、一氧化碳为主的热解气，热解气进行回收热解油及脱酸后，作为燃气回收，实现了能源的循环利用。

[0007] 优选的方案，所述氧气相对所述燃气的通入量为将燃气充分燃烧成二氧化碳和水所需氧气理论摩尔量的0.8～0.9倍。通过严格控制氧气通入量能保证燃气的不完全燃烧，有效降低二噁英等有害气体的产生。

[0008] 较优选的方案，燃气包含CO、H2及小分子脂肪烃。

[0009] 优选的方案，热解炉控制升温速率为10～25℃/分钟。

[0010] 优选的方案，当热解炉内温度达到700～900℃时，在所述温度下保温30～40min。

[0011] 优选的方案，热解气包含CO、CO2、H2、HX、小分子脂肪烃及芳烃，所述热解气通过冷凝回收包括芳烃在内的组分，冷凝余气通过碱液吸收二氧化碳及HX后，包括CO、H2和小分子脂肪烃在内的组分作为燃气返回热解炉；所述HX中X为卤素(如氯和溴)。

[0012] 较优选的方案，所述小分子脂肪烃主要包括甲烷；所述芳烃主要包括苯酚和/或4-甲基苯酚。

[0013] 优选的方案，热解渣包含金属组分和无机非金属组分。

[0014] 较优选的方案，所述热解渣通过破碎分选出金属组分和无机非金属组分，所述金属组分作为冶炼厂阳极铜，通过电解回收精铜，贵金属进入电解阳极泥回收；所述非金属组分主要包含玻璃纤维。

[0015] 优选的方案，所述废电路板包含电子元件，不作破碎和拆卸电子元件预处理。本发明的方案适应于任何废电路板的处理，一般废电路板包含铜箔(包括贵金属等)、增强材料(玻璃纤维)和胶联剂(溴化环氧树脂等有机材质)等组成。

[0016] 相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益技术效果：

[0017] 1)本发明的技术方案中废电路板无需预先拆除元器件及破碎，直接入炉进行热解，具有很强的原料包容性；在本发明的热解条件下，能将电路板的粘结剂等分解，无需进行机械强制破碎拆卸元器件，相对传统的工艺，大大降低了能耗、简化了工艺步骤。

[0018] 2)本发明的技术方案采用纯氧燃烧技术，以纯氧作为助燃剂，消除了普通空气助燃系统中的氮气影响，减少了氮氧化物的排放和烟气量，从而实现节能环保。

[0019] 3)本发明的技术方案采用欠氧非充分燃烧技术为废电路板直接通过加热源和热解气氛，由于废电路板的热解处于还原性欠氧氛围内，因此系统不产生二噁英污染物；同时热解处于燃烧产物CO2及水蒸汽的氛围中，热解碳将CO2及水蒸汽还原成氢气、甲烷、一氧化碳等，作为燃气回收利用，实现了资源的充分利用。

[0020] 4)本发明的技术方案能将废电路板热解成热解渣、热解气、热解油及焊锡，每部分组分都得到回收利用，真正实现废电路板的全资源化利用。热解渣中含金属组分和无机非金属组分(如玻璃纤维)，金属组分主要成分为铜，作为冶炼厂阳极铜，通过电解可回收精铜，贵金属(金、银、铂等)进入电解阳极泥回收。热解气(回收热解油后的氢、一氧化碳和甲烷部分)作为燃气返回热解炉使用。热解油主要成分为苯酚，通过分馏后，可作为化工原料回收利用。非金属组分主要成分为玻璃纤维，可直接回收利用。焊锡直接为液态从热解炉底流出回收，作为炼锡原料。

附图说明

[0021] 【图1】为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

[0022] 以下实施例旨在进一步说明本发明内容，而不是限制本发明权利要求的保护范围。

[0023] 实施例1

[0024] 取一块带电子元器件的废电路板，无需预先破碎和拆卸电子元器件，直接置于热解炉中，进行纯氧欠氧非充分燃烧直接加热热解；打开纯氧燃烧系统对热解炉进行直接加热，同时通入氧气和燃气进行燃烧，氧气的流量相对燃气的流量为将燃气充分燃烧成二氧化碳和水所需氧气理论摩尔量的0.8倍，保证炉内温度和氛围，升温速率控制在20℃/分钟；当温度达到220℃左右时，焊锡全部熔化进入炉底焊锡回收装置；热解炉持续升温至900℃，恒温30分钟，期间热解气通过二级冰浴冷凝系统回收热解油(主要为苯酚等)，冷凝余气经过碱性吸收瓶协同净化CO2及HX(X为卤素元素)后进入燃气储存罐收集，待系统冷却后收集样品，数据分析结果表明：废电路板热解油产率为15.96％；热解气产率为17.16％，主要成分为CO、H2、及CH4；固态渣产率为66.88％，其中固态渣金属组分为24.14％，非金属组分玻璃纤维75.86％。

[0025] 实施例2

[0026] 取一块带电子元器件的废电路板，无需预先破碎和拆卸电子元器件，直接置于热解炉中，进行纯氧欠氧非充分燃烧直接加热热解；打开纯氧燃烧系统对热解炉进行直接加热，同时通入氧气和燃气进行燃烧，氧气的流量相对燃气的流量为将燃气充分燃烧成二氧化碳和水所需氧气理论摩尔量的0.85倍，保证炉内温度和氛围，升温速率控制在20℃/分钟；当温度达到220℃左右时，焊锡全部熔化进入炉底焊锡回收装置；热解炉持续升温至800℃，恒温35分钟，期间热解气通过二级冰浴冷凝系统回收热解油(主要为苯酚等)，冷凝余气经过碱性吸收瓶协同净化CO2及HX(X为卤素元素)后进入燃气储存罐收集，待系统冷却后收集样品，数据分析结果表明：废电路板热解油产率为16.23％；热解气产率为16.38％，主要成分为CO、H2、及CH4；固态渣产率为67.39％，其中固态渣金属组分为24.18％，非金属组分玻璃纤维75.82％。

[0027] 实施例3

[0028] 取一块带电子元器件的废电路板，无需预先破碎和拆卸电子元器件，直接置于热解炉中，进行纯氧欠氧非充分燃烧直接加热热解；打开纯氧燃烧系统对热解炉进行直接加热，同时通入氧气和燃气进行燃烧，氧气的流量相对燃气的流量为将燃气充分燃烧成二氧化碳和水所需氧气理论摩尔量的0.8倍，保证炉内温度和氛围，升温速率控制在15℃/分钟；当温度达到210℃左右时，焊锡全部熔化进入炉底焊锡回收装置；热解炉持续升温至700℃，恒温35分钟，期间热解气通过二级冰浴冷凝系统回收热解油(主要为苯酚等)，冷凝余气经过碱性吸收瓶协同净化CO2及HX(X为卤素元素)后进入燃气储存罐收集，待系统冷却后收集样品，数据分析结果表明：废电路板热解油产率为17.08％；热解气产率为14.87％，主要成分为CO、H2、及CH4；固态渣产率为68.05％，其中固态渣金属组分为24.23％，非金属组分玻璃纤维75.77％。

[0029] 实施例4

[0030] 取一块带电子元器件的废电路板，无需预先破碎和拆卸电子元器件，直接置于热解炉中，进行纯氧欠氧非充分燃烧直接加热热解；打开纯氧燃烧系统对热解炉进行直接加热，同时通入氧气和燃气进行燃烧，氧气的流量相对燃气的流量为将燃气充分燃烧成二氧化碳和水所需氧气理论摩尔量的0.9倍，保证炉内温度和氛围，升温速率控制在10℃/分钟；当温度达到220℃左右时，焊锡全部熔化进入炉底焊锡回收装置；热解炉持续升温至900℃，恒温30分钟，期间热解气通过二级冰浴冷凝系统回收热解油(主要为苯酚等)，冷凝余气经过碱性吸收瓶协同净化CO2及HX(X为卤素元素)后进入燃气储存罐收集，待系统冷却后收集样品，数据分析结果表明：废电路板热解油产率为15.73％；热解气产率为16.97％，主要成分为CO、H2、及CH4；固态渣产率为67.3％，其中固态渣金属组分为24.18％，非金属组分玻璃纤维75.82％。

[0031] 实施例5

[0032] 取某传统破碎分选回收废电路板金属厂的废电路板非金属粉末样品若干，其主要成分为溴化环氧树脂和玻璃纤维，按实施例1的方法进行纯氧欠氧非充分燃烧直接加热热解，数据结果表明：废电路板非金属粉末热解油产率为23.63％，热解气产率为38.36％，主要成分为CO、H2、及CH4；固态渣产率为38.01％，为非金属玻璃纤维组分。