電子廢棄物混合金屬的真空連續(xù)分離回收裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種電子廢棄物混合金屬的真空連續(xù)分離回收裝置，包括真空爐體、設(shè)置在真空爐體內(nèi)的物料加熱裝置與出料裝置、連續(xù)進(jìn)料裝置、冷凝收集裝置、電控系統(tǒng)，以及三套分別由電機(jī)和傳動(dòng)組件構(gòu)成的氣動(dòng)裝置。本發(fā)明通過(guò)真空蒸餾手段，使多種金屬成分在封閉環(huán)境中分別蒸發(fā)，利用多工位水冷冷凝盤(pán)陸續(xù)收集純金屬，最終達(dá)到一次性分離回收電子廢棄物破碎-分選后的銅、鉛、鎘、鋅等混合金屬的目的，具有回收的金屬純度高，回收過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生任何有毒物質(zhì)，不對(duì)環(huán)境釋放廢水廢氣等優(yōu)點(diǎn)，且可連續(xù)作業(yè)，適合大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電子廢棄物混合金屬的真空連續(xù)分離回收裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電子廢棄物中的金屬回收及無(wú)害化處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種電子廢棄物混合金屬的真空連續(xù)分離回收裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，電子產(chǎn)品已經(jīng)滲透到人們生產(chǎn)和生活的各個(gè)方面。作為一種短生命周期產(chǎn)品，近年來(lái)報(bào)廢的電子產(chǎn)品數(shù)量也以指數(shù)級(jí)上升。據(jù)估計(jì)，我國(guó)目前每年報(bào)廢的電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)等家用電器約有5000余萬(wàn)臺(tái)，報(bào)廢量年均增長(zhǎng)20%，預(yù)計(jì)到“十二五”末期，年報(bào)廢量將達(dá)到1.6億多臺(tái)。
[0003]在電子廢棄物中，金屬的含量高達(dá)60%左右，而在自然界中金屬含量達(dá)到3~5%就可以稱(chēng)為富礦，電子廢棄物中蘊(yùn)含的金屬是天然礦藏的幾十倍甚至幾百倍。但是電子廢棄物成分十分復(fù)雜，在經(jīng)過(guò)初步的破碎和分選之后，可以將金屬成分富集起來(lái)。但是這些金屬一般是以銅為主要成分，同時(shí)包含鉛、鎘等多種具有環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的金屬混合體。因此，如何綠色環(huán)保的回收電子廢棄物中的多種混合金屬是電子廢棄物回收中的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。
[0004]目前電子廢棄 物中金屬的回收方法主要有濕法冶金、火法冶金、機(jī)械處理或多技術(shù)復(fù)合處理等。其中機(jī)械處理以易于工業(yè)化，環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，備受矚目。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利《廢混合金屬的粉碎分離回收工藝及其所用設(shè)備》(沈志剛等，專(zhuān)利號(hào)99102862.7)將廢舊混合金屬依次經(jīng)過(guò)粗破、細(xì)破，然后通過(guò)振動(dòng)篩分，然后采用氣流分選機(jī)，實(shí)現(xiàn)金屬與非金屬物質(zhì)的分離。以上方法雖然能夠?qū)崿F(xiàn)金屬與非金屬的分離，但分離后得到的是混合金屬顆粒，必須進(jìn)行混合金屬的分離提純，回收的金屬才能達(dá)到資源化。
[0005]文獻(xiàn)《從印刷電路板廢料中回收金和銅的研究》(朱萍等，《稀有金屬》2002年第3期)介紹了采用濕法冶金技術(shù)回收印刷電路板廢料中的多種金屬元素。但存在的主要問(wèn)題是化學(xué)藥劑消耗大，廢液的處理將造成二次污染，文獻(xiàn)《國(guó)內(nèi)外電子廢棄物現(xiàn)狀及其資源化技術(shù)》(魏金秀等，《東華大學(xué)學(xué)報(bào)》2005年第3期)介紹了采用電解法進(jìn)行混合金屬的分離。但是，在電解過(guò)程中產(chǎn)生氟化氫、一氧化碳、二氧化硫等有害氣體及廢電解液嚴(yán)重污染環(huán)境等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種電子廢棄物混合金屬的連續(xù)分離回收裝置。通過(guò)真空蒸餾手段，使多種金屬成分在封閉環(huán)境中分別蒸發(fā)，并分開(kāi)冷凝，最終達(dá)到一次性分離回收電子廢棄物破碎-分選后的銅、鉛、鎘、鋅等混合金屬的目的。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0008]一種電子廢棄物混合金屬的真空連續(xù)分離回收裝置，特點(diǎn)在于其構(gòu)成包括真空爐體、設(shè)置在真空爐體內(nèi)的物料加熱裝置與出料裝置、連續(xù)進(jìn)料裝置、冷凝收集裝置、電控系統(tǒng)，以及三套分別由電機(jī)和傳動(dòng)組件構(gòu)成的氣動(dòng)裝置；
[0009]所述的真空爐體包括爐蓋和爐身，所述的爐蓋外接第一套氣動(dòng)裝置，所述的爐身經(jīng)真空管路與真空泵組連接；
[0010]所述的物料加熱裝置包括物料坩堝、設(shè)于物料坩堝外壁的感應(yīng)線圈和測(cè)溫電偶，所述的感應(yīng)線圈和測(cè)溫電偶的電纜外接第二套氣動(dòng)裝置；
[0011]所述的連續(xù)進(jìn)料裝置位于真空爐體的上方，進(jìn)料口伸入爐身，該連續(xù)進(jìn)料裝置的頂部設(shè)有上下兩個(gè)可單獨(dú)開(kāi)合的小孔；
[0012]所述的出料裝置具有金屬液收集模具，且位于所述的物料加熱裝置的下方；
[0013]所述的冷凝收集裝置包括多工位水冷冷凝盤(pán)組、設(shè)有通孔的旋轉(zhuǎn)升降軸、循環(huán)水管路和水箱；所述的旋轉(zhuǎn)升降軸的一端經(jīng)循環(huán)水管路與水箱相連，另一端與多工位水冷冷凝盤(pán)組連接；所述的旋轉(zhuǎn)升降軸外接第三套氣動(dòng)裝置，所述的水冷冷凝盤(pán)懸停于所述的物料坩堝的正上方；
[0014]所述的三套氣動(dòng)裝置的電纜經(jīng)匯流母排與電控系統(tǒng)連接。
[0015]所述的爐身上還設(shè)有觀察窗口，用于觀察金屬澆鑄和供出料裝置的進(jìn)出的門(mén)。
[0016]所述的感應(yīng)線圈采用異形紫銅管繞制，最高將物料加熱到1700°C，結(jié)合測(cè)溫電偶與電控系統(tǒng)，可以精確 控制加熱溫度。
[0017]在所述的真空管路上設(shè)置有真空計(jì)和閥門(mén)。
[0018]所述的真空泵組包括旋片式真空泵、真空羅茨泵和高真空油擴(kuò)散泵三級(jí)。
[0019]所述的多工位水冷冷凝盤(pán)組由三個(gè)冷凝盤(pán)組成。
[0020]所述的多工位水冷冷凝盤(pán)組是內(nèi)部通有水冷的錐形冷凝盤(pán)。
[0021 ] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0022](I)通過(guò)高效、無(wú)污染的真空蒸餾手段，一次分離并回收電子廢棄物破碎-分選后的多種混合金屬。
[0023](2)回收的金屬純度高，無(wú)須二次加工即可成為金屬產(chǎn)品。
[0024](3)回收過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生任何有毒物質(zhì)，也不會(huì)對(duì)環(huán)境釋放廢水廢氣。
[0025](4)具有可連續(xù)作業(yè)的特點(diǎn)，適合大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明電子廢棄物破混合金屬的真空連續(xù)分離回收裝置的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0028]請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明電子廢棄物混合金屬的真空連續(xù)分離回收裝置的結(jié)構(gòu)圖，如圖所示，一種電子廢棄物混合金屬的真空連續(xù)分離回收裝置，包括真空爐體、設(shè)置在真空爐體內(nèi)的物料加熱裝置與出料裝置10、連續(xù)進(jìn)料裝置11、冷凝收集裝置、電控系統(tǒng)17，以及三套分別由電機(jī)3和傳動(dòng)組件5組成的氣動(dòng)裝置。
[0029]所述的真空爐體包括爐蓋I和爐身2，所述的爐蓋I外接第一套氣動(dòng)裝置，可以提升爐蓋I離開(kāi)爐身2，并旋轉(zhuǎn)到空地，以便清理和維護(hù)操作。所述的爐身2經(jīng)真空管路15與真空泵組16連接。所述的爐身2上有觀察窗和門(mén)，分別用于觀察金屬澆鑄和取出金屬模具。真空管路15與爐體2采用真空法蘭連接。真空管路15與真空泵組16及其中的彎頭等均采用真空法蘭連接。所述真空泵組16由旋片式真空泵、真空羅茨泵和高真空油擴(kuò)散泵三級(jí)組成，可達(dá)到極限真空度為5X10_3Pa。真空管路15上設(shè)置有真空計(jì)和閥門(mén)。
[0030]所述的物料加熱裝置包括物料坩堝7、設(shè)于物料坩堝7外壁的感應(yīng)線圈8和測(cè)溫電偶9 ;物料坩堝7與感應(yīng)線圈8由耐熱絕緣材料承托并與傳動(dòng)組件5連接，傳動(dòng)組件5與爐體2由密封套管連接。測(cè)溫電偶9與感應(yīng)線圈8的電纜于傳動(dòng)組件5中穿過(guò)，并通過(guò)匯流母排4與電控系統(tǒng)17連接。所述的感應(yīng)線圈8采用異形紫銅管繞制，通過(guò)改變感應(yīng)線圈中的交變磁場(chǎng)頻率實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的加熱溫度的控制，最高可以將物料加熱到1700°C。結(jié)合測(cè)溫電偶9與電控系統(tǒng)17，可以精確控制加熱溫度。
[0031]所述的連續(xù)進(jìn)料裝置11位于真空爐體的上方，其進(jìn)料口伸入爐身2，該連續(xù)進(jìn)料裝置11的頂部設(shè)有上下兩個(gè)可單獨(dú)開(kāi)合的小孔，在不影響系統(tǒng)真空度的情況下，實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)料。連續(xù)進(jìn)料裝置11與爐蓋I采用焊接方式連接。所述的連續(xù)進(jìn)料裝置11具有可單獨(dú)控制開(kāi)合的上下兩個(gè)小孔。所述的連續(xù)進(jìn)料裝置是在一次物料鑄模后，通過(guò)隔離的進(jìn)料裝置將預(yù)先儲(chǔ)藏于爐體頂部的混合金屬物料投放到物料坩堝中的裝置。
[0032]所述的出料裝置10具有金屬液收集模具，且位于所述的物料坩堝的下方。金屬液收集模具可以將加熱完畢后的殘余純金屬一次澆鑄成型。所述的電機(jī)3和傳動(dòng)組件5可以控制物料坩堝完成澆鑄。
[0033]所述的冷凝收集裝置包括多工位水冷冷凝盤(pán)組6、設(shè)有通孔的旋轉(zhuǎn)升降軸12、循環(huán)水管路13和水箱14 ;所述的旋轉(zhuǎn)升降軸12的一端經(jīng)循環(huán)水管路13與水箱14相連，另一端與多工位水冷冷凝盤(pán)組6連接；所述的旋轉(zhuǎn)升降軸12外接第三套氣動(dòng)裝置；所述多工位水冷冷凝盤(pán)組6為內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)，盤(pán)頂有進(jìn)水口與出水口，中空結(jié)構(gòu)內(nèi)部焊接有水路隔斷，確保冷卻水流經(jīng)整個(gè)冷凝盤(pán)。多工位水冷冷凝盤(pán)組6具有三個(gè)冷凝盤(pán)，每個(gè)冷凝盤(pán)內(nèi)都通有冷凝水。使用時(shí)，冷凝盤(pán)懸停于所述的物料坩堝7的正上方。三個(gè)冷凝盤(pán)經(jīng)連接管路與旋轉(zhuǎn)升降軸12連接，通過(guò)旋轉(zhuǎn)與升降，達(dá)到多工位回收的效果。多工位水冷冷凝盤(pán)組6的中央具有一個(gè)空位，便于連續(xù)進(jìn)料裝置11向物料坩堝7加料。所述的循環(huán)水管路13與水箱14連接，而水箱置于高于旋轉(zhuǎn)升降軸12的位置，提供天然水頭。同時(shí)在循環(huán)水管路13的入水管段中間安裝有加壓水泵，啟動(dòng)加壓水泵后，水箱14中的水被加壓注入旋轉(zhuǎn)升降軸12的入水口，再通過(guò)軸內(nèi)的通孔及下方的連接管路進(jìn)入到水冷冷凝盤(pán)組6的入水口。之后水流在水泵提供的水頭壓力下，經(jīng)過(guò)整個(gè)水冷冷凝盤(pán)后，從冷凝盤(pán)出水口流出，按與入水管路并行的出水管路返回水箱14，從而達(dá)到液體循環(huán)目的。水箱14的入水口位于水箱底部，而回水的出口位于水箱液面以上。
[0034]在收集物料時(shí)，冷凝盤(pán)下降到臨近物料坩堝的上方，在一種金屬收集完畢后，冷凝盤(pán)上升，并旋轉(zhuǎn)離開(kāi)物料坩堝，另一個(gè)冷凝盤(pán)旋轉(zhuǎn)到物料坩堝上方并下降，等待收集下一種金屬。
[0035]所述的電控系統(tǒng)是用一個(gè)控制柜完成所有對(duì)溫度、壓力和機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)的監(jiān)測(cè)與控制。
[0036]所述的氣動(dòng)裝置是通過(guò)電機(jī)控制內(nèi)部的冷凝與物料加熱裝置的位置變動(dòng)以及爐體的開(kāi)合。
[0037]本發(fā)明電子廢棄物混合金屬的真空連續(xù)分離回收裝置的具體回收操作過(guò)程如下:[0038]首先，通過(guò)氣動(dòng)裝置使物料坩堝7位于連續(xù)進(jìn)料裝置11的出料口下方，一定量的物料經(jīng)連續(xù)進(jìn)料裝置11的下小孔和出料口，落入到物料坩堝7中。
[0039]然后，封閉整個(gè)設(shè)備:包括真空管路閥門(mén)的關(guān)閉、爐身2上的進(jìn)出門(mén)的關(guān)閉；連續(xù)進(jìn)料裝置11的下小孔關(guān)閉。
[0040]之后，控制真空泵組16啟動(dòng)，打開(kāi)真空管路15上的閥門(mén)，觀察設(shè)置于真空管路15中部的真空儀表讀數(shù)達(dá)到預(yù)定值。
[0041]旋轉(zhuǎn)并下降第一個(gè)工位的水冷冷凝盤(pán)到物料坩堝7的上方，開(kāi)始加熱物料到第一個(gè)設(shè)定溫度，使第一種金屬蒸發(fā)并冷凝于水冷冷凝盤(pán)上。
[0042]待第一種金屬蒸發(fā)完全后，旋轉(zhuǎn)第二個(gè)水冷冷凝盤(pán)到物料坩堝7上方，并升溫到第二個(gè)設(shè)定溫度。
[0043]以此類(lèi)推，到所有需要蒸發(fā)的金屬蒸發(fā)完成后，關(guān)閉加熱，將剩余純金屬澆鑄進(jìn)出料裝置10的模具中。
[0044]將物料坩堝7復(fù)位后，轉(zhuǎn)動(dòng)冷凝盤(pán)到空位。等待溫度降到混合金屬蒸發(fā)溫度下后，打開(kāi)連續(xù)進(jìn)料裝置11的下小孔進(jìn)料。
[0045]在第二次進(jìn)料結(jié)束后，關(guān)閉連續(xù)進(jìn)料裝置11的下小孔，此時(shí)系統(tǒng)真空度影響不大。在系統(tǒng)真空度迅速?gòu)?fù)位后，旋轉(zhuǎn)冷凝盤(pán)于合適位置，繼續(xù)升溫，重復(fù)上面操作。
[0046]打開(kāi)連續(xù)進(jìn)料裝置11的上小孔，為連續(xù)進(jìn)料裝置11補(bǔ)料，當(dāng)補(bǔ)料結(jié)束后，關(guān)閉連續(xù)進(jìn)料裝置11的上小孔等 待下一次進(jìn)料。
【權(quán)利要求】
1.一種電子廢棄物混合金屬的真空連續(xù)分離回收裝置，特征在于其構(gòu)成包括真空爐體、設(shè)置在真空爐體內(nèi)的物料加熱裝置與出料裝置(10)、連續(xù)進(jìn)料裝置(11)、冷凝收集裝置、電控系統(tǒng)(17)，以及三套分別由電機(jī)(3)和傳動(dòng)組件(5)組成的氣動(dòng)裝置； 所述的真空爐體包括爐蓋(1)和爐身(2)，所述的爐蓋(1)外接第一套氣動(dòng)裝置，所述的爐身(2)經(jīng)真空管路(15)與真空泵組(16)連接； 所述的物料加熱裝置包括物料坩堝(7)、設(shè)于物料坩堝(7)外壁的感應(yīng)線圈(8)和測(cè)溫電偶(9)，所述的感應(yīng)線圈(8)和測(cè)溫電偶(9)的電纜外接第二套氣動(dòng)裝置； 所述的連續(xù)進(jìn)料裝置(11)位于真空爐體的上方，進(jìn)料口伸入爐身(2)，該連續(xù)進(jìn)料裝置(11)的頂部設(shè)有上下兩個(gè)可單獨(dú)開(kāi)合的小孔； 所述的出料裝置(10)具有金屬液收集模具，且位于所述的物料加熱裝置的下方； 所述的冷凝收集裝置包括多工位水冷冷凝盤(pán)組(6)、設(shè)有通孔的旋轉(zhuǎn)升降軸(12)、循環(huán)水管路(13)和水箱(14);所述的旋轉(zhuǎn)升降軸(12)的一端經(jīng)循環(huán)水管路(13)與水箱(14)相連，另一端與多工位水冷冷凝盤(pán)組(6)連接；所述的旋轉(zhuǎn)升降軸(12)外接第三套氣動(dòng)裝置，所述的水冷冷凝盤(pán)組(6)懸停于所述的物料坩堝(7)的正上方； 所述的三套氣動(dòng)裝置的電纜經(jīng)匯流母排(4)與電控系統(tǒng)(17)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子廢棄物混合金屬的真空連續(xù)分離回收裝置，其特征在于，所述的爐身(2)上還設(shè)有觀察窗口和供出料裝置(10)的進(jìn)出的門(mén)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子廢棄物混合金屬的真空連續(xù)分離回收裝置，其特征在于，所述的感應(yīng)線圈(8)采用異形紫銅管繞制，最高將物料加熱到1700°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子廢棄物混合金屬的真空連續(xù)分離回收裝置，其特征在于，在所述的真空管路(15)上設(shè)置有真空計(jì)和閥門(mén)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子廢棄物混合金屬的真空連續(xù)分離回收裝置，其特征在于，所述的真空泵組(16)包括旋片式真空泵、真空羅茨泵和高真空油擴(kuò)散泵三級(jí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子廢棄物混合金屬的真空連續(xù)分離回收裝置，其特征在于，所述的多工位水冷冷凝盤(pán)組(6 )由三個(gè)冷凝盤(pán)組成，各冷凝盤(pán)內(nèi)通有冷凝水。
【文檔編號(hào)】C22B7/00GK103924087SQ201410130159
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】許振明, 馬恩 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)