一種回收廢棄電路板中有價(jià)金屬的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于資源回收技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種回收廢棄電路板中有價(jià)金屬的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度逐漸加快，全球每年產(chǎn)生的電子廢棄物量高達(dá)4000至5000萬(wàn)噸，并仍以5?10 %的年增長(zhǎng)率增加，給全球的生態(tài)環(huán)境造成了巨大的威脅，已成為亟待解決的難題之一。電路板是電子產(chǎn)品最重要的組成部分，蘊(yùn)藏著銅、貴金屬等極具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的金屬，同時(shí)其中含有鉛、錫等重金屬以及聚氯乙烯、鹵素阻燃劑等多種有毒有害物質(zhì)。廢棄電路板若不能得到有效處理，不僅是對(duì)其中金屬資源的浪費(fèi)，也會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大的危害。
[0003]目前，處理廢棄電路板的方法大致可分為物理機(jī)械法、搭配熔煉法、酸浸法、生物處理法和熱裂解技術(shù)。物理機(jī)械法通過(guò)破碎、分選可實(shí)現(xiàn)金屬組分與非金屬組分的初步分離，但分選效果依賴(lài)于破碎料粒度，能耗較高，該方法一般僅作為金屬提取的預(yù)處理方法。搭配熔煉法利用了重金屬對(duì)貴金屬的捕集作用，在傳統(tǒng)銅、鉛冶煉過(guò)程中搭配處理電子廢棄物，但該方法投資成本極高，且易產(chǎn)生二噁英等強(qiáng)致癌污染物。酸浸法回收效率高，但不利于大規(guī)模生產(chǎn)，易對(duì)周邊水體、土壤造成污染。生物法利用微生物代謝過(guò)程提取貴金屬，在低濃度下選擇性高，操作方便，但微生物的生長(zhǎng)環(huán)境苛刻，浸出效率低，難以完全回收金屬。熱裂解技術(shù)可回收廢棄電路板中有價(jià)金屬，同時(shí)對(duì)非金屬組分進(jìn)行綜合利用，正受到國(guó)內(nèi)外研究人員越來(lái)越多的關(guān)注。
[0004]專(zhuān)利0~1099329(:的專(zhuān)利申請(qǐng)(公開(kāi)日2003.01.22)提出了一種以熔融態(tài)無(wú)機(jī)鹽作為熱媒處理廢棄電路板的方法。該方法在熱解過(guò)程中保持破碎攪拌，使銅箔從電路板上剝離，并可分離玻璃纖維和其它物質(zhì)，但該方法未解決熱解氣體污染問(wèn)題，且電路板與熔鹽間的密度差造成分層現(xiàn)象，給攪拌破碎帶來(lái)阻礙。專(zhuān)利0~1022199228(公開(kāi)日2013.03.27)提出了一種負(fù)壓熱解回收廢棄電路板中樹(shù)脂的方法。該方法在氧化負(fù)壓條件下熱解廢棄電路板粉末，產(chǎn)出碳粉、玻璃纖維粉和銅粉的混合物。該方法仍未解決氣體污染物排放問(wèn)題，且對(duì)原料粒度要求較高，產(chǎn)物仍需物理分選。專(zhuān)利CN1014238998B(公開(kāi)日2010.12.08)提出了一種真空熱解廢棄電路板的方法，通過(guò)油浴加熱離心分離焊錫，再將脫錫后的電路板真空熱解，得到熱解油、裂解渣和熱解氣體，熱解氣體作為燃料為熱解工藝提供能量，該方法實(shí)現(xiàn)了非金屬組分的充分利用，但對(duì)設(shè)備要求較高，有機(jī)氣體在收集過(guò)程中降溫后凝結(jié)易造成管道堵塞。
[0005]上述各廢棄電路板處理方法仍面臨各種問(wèn)題，以低成本、短流程、高效率實(shí)現(xiàn)廢棄電路板資源化、無(wú)害化處理仍是資源回收領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服以上【背景技術(shù)】中提到的不足和缺陷，提供一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保、成本低廉、流程短、回收效率高的回收廢棄電路板中有價(jià)金屬的方法。
[0007 ]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:
[0008]一種回收廢棄電路板中有價(jià)金屬的方法，包括以下步驟:(I)向廢棄電路板碎片中加入堿并混合均勻，將廢棄電路板碎片與堿的混合物置于保護(hù)性氣氛中進(jìn)行熱解，熱解的溫度為200°C?450°C，熱解時(shí)間為40?90min;(2)熱解完成后，對(duì)熱解產(chǎn)物進(jìn)行熱過(guò)濾，得金屬碎片和液態(tài)熔鹽。采用堿作為反應(yīng)介質(zhì)，在較低的熱解溫度下即可實(shí)現(xiàn)對(duì)塑料、環(huán)氧樹(shù)脂等有機(jī)物結(jié)構(gòu)的破壞，條件溫和，經(jīng)濟(jì)環(huán)保；其次，利用堿吸收熱解過(guò)程中可能產(chǎn)生的HCKHBr等鹵化物，阻斷了二噁英的生成途徑，徹底避免了二噁英的生成;有機(jī)物熱解所產(chǎn)生的⑶2被堿液吸收，熱解釋放氣體以H2為主，可作為能源材料。與傳統(tǒng)的真空熱解工藝相比，本發(fā)明通過(guò)加入堿作為反應(yīng)介質(zhì)在常壓下進(jìn)行熱解，對(duì)設(shè)備和原料粒度要求較低，解決了氣體污染物排放及管道堵塞等問(wèn)題。另外，使用保護(hù)性氣氛，避免了有價(jià)金屬在熱解過(guò)程中被氧化，減少了后續(xù)處理的難度;再者，本發(fā)明的方法可處理尺寸較大的廢棄電路板碎片，減少了機(jī)械破碎過(guò)程中的能源消耗。采用本發(fā)明的方法處理過(guò)程逸出的氣體中C0、C02總濃度低于40ppm，H2濃度高于15%，有機(jī)氣體總含量低于3.lg/m3，實(shí)現(xiàn)了廢棄電路板中有價(jià)金屬回收過(guò)程的資源化、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。
[0009]上述的回收廢棄電路板中有價(jià)金屬的方法，優(yōu)選的，將所述步驟(2)中得到的液態(tài)熔鹽冷卻結(jié)晶后得熔鹽結(jié)晶，然后向熔鹽結(jié)晶中加入水，常溫下攪拌浸出，浸出時(shí)間為20?40min，浸出完成后過(guò)濾，得高堿溶液和固體殘?jiān)?將高堿溶液蒸發(fā)結(jié)晶后得到堿，并將所得堿返回至步驟(I)中循環(huán)使用。將熔鹽結(jié)晶用水浸出得高堿溶液，再將高堿溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到堿，然后將堿返回循環(huán)使用，不僅提高了資源的利用率，降低了生產(chǎn)成本，而且減少了對(duì)環(huán)境的污染。
[0010]上述的回收廢棄電路板中有價(jià)金屬的方法，優(yōu)選的，所述向熔鹽結(jié)晶中加入水的量為熔鹽結(jié)晶質(zhì)量的3?10倍。如加水量過(guò)少，不能很好地將熔鹽結(jié)晶中的熔煉介質(zhì)和不溶物進(jìn)行分離;如加水量過(guò)大，則會(huì)增加產(chǎn)生的廢水量，既浪費(fèi)資源又增加后續(xù)處理難度。采用該比例加水，既可確保熔煉介質(zhì)與不溶物充分分離，有可減少?gòu)U水的產(chǎn)生。
[0011]上述的回收廢棄電路板中有價(jià)金屬的方法，優(yōu)選的，所述步驟(I)中，廢棄電路板碎片與堿的質(zhì)量比為1:0.2?I。按此比例加堿既可獲得較好的熱解效果，又可避免因加堿過(guò)多而造成成本上升。
[0012]上述的回收廢棄電路板中有價(jià)金屬的方法，優(yōu)選的，所述步驟(I)中，堿為NaOH，所述熱解時(shí)的溫度為320°C?400°C，熱解時(shí)間為60?90min。采用該方案進(jìn)行廢棄電路板中有價(jià)金屬的回收，處理過(guò)程逸出的氣體中C0、C02總濃度低于40ppm，H2濃度高于38%，有機(jī)氣體總含量低于2.6g/m3 ο
[0013]上述的回收廢棄電路板中有價(jià)金屬的方法，優(yōu)選的，所述步驟(I)中，堿為Κ0Η，所述熱解時(shí)的溫度為400°C?450°C，熱解時(shí)間為40?60min。采用該方案進(jìn)行廢棄電路板中有價(jià)金屬的回收，處理過(guò)程逸出的氣體中(^0、(1)2總濃度低于2(^口1]1，!12濃度高于15.6%，有機(jī)氣體總含量低于2.0g/m3。
[0014]上述的回收廢棄電路板中有價(jià)金屬的方法，優(yōu)選的，所述步驟(I)中，堿為NaOH和KOH的混合物，所述混合物中NaOH和KOH的質(zhì)量比為1: 0.5?2;所述熱解時(shí)的溫度為200°C?400°C。采用該方案進(jìn)行廢棄電路板中有價(jià)金屬的回收，處理過(guò)程逸出的氣體中CO、CO2總濃度低于35ppm，H2濃度高于20%，有機(jī)氣體總含量低于3.lg/m3。
[0015]上述的回收廢棄電路板中有價(jià)金屬的方法，優(yōu)選的，所述步驟(I)中，廢棄電路板碎片的尺寸為2?50mm。采用本發(fā)明的方法對(duì)廢棄電路板碎片的尺寸要求較低，可減少電路板破碎過(guò)程中的能源消耗。
[0016]上述的回收廢棄電路板中有價(jià)金屬的方法，優(yōu)選的，所述步驟(I)中，保護(hù)性氣氛為氮?dú)饣驓鍤?，其氣體流量為0.5?4L/min。以氮?dú)饣驓鍤庾鳛楸Ｗo(hù)性氣氛，可有效地避免有價(jià)金屬在熱解過(guò)程中被氧化，減少后續(xù)處理的難度。
[0017]上述的回收廢棄電路板中有價(jià)金屬的方法，優(yōu)選的，所述步驟(2)中，熱過(guò)濾操作所用的濾網(wǎng)為鐵網(wǎng)、鎳網(wǎng)、鈦網(wǎng)或銅網(wǎng)。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0019](I)可處理尺寸較大的廢棄電路板碎片，極大地減少了機(jī)械破碎過(guò)程中的能源消耗。
[0020](2)采用堿作為反應(yīng)介質(zhì)，在常壓及較低的熱解溫度下即可實(shí)現(xiàn)對(duì)塑料、環(huán)氧樹(shù)脂等有機(jī)物結(jié)構(gòu)的破壞，條件溫和，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。
[0021](3)利用堿吸收熱解過(guò)程中可能產(chǎn)生的HCUHBr等鹵化物，阻斷了二噁英的生成途徑，徹底避免了二噁英的生成;有機(jī)物熱解所產(chǎn)生的CO2被堿液吸收，熱解釋放氣體以H2為主，可作為能源材料，減少了污染物排放的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)資源的綜合利用。
[0022](4)使用保護(hù)性氣氛，避免了有價(jià)金屬在熱解過(guò)程中被氧化，減少了后續(xù)處理的難度。
【附圖說(shuō)明】
[0023]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為本發(fā)明回收廢棄電路板中有價(jià)金屬的方法的工藝流程圖。
[0025]圖2為本發(fā)明所使用的廢棄電路板碎片的照片。
[0026]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中經(jīng)熱解所得到的金屬碎片的照片。
[0027]圖4為本發(fā)明實(shí)施例1中經(jīng)浸出所得到的固體殘?jiān)恼掌?br>【具體實(shí)施方式】
[0028]為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和較佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更全面、細(xì)致地描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下具體的實(shí)施例。
[0029]除非另有定義，下文中所使用的所有專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體實(shí)施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0030]除非另有特別說(shuō)明，本發(fā)明中用到的各種原材料、試劑、儀器和設(shè)備等均可通過(guò)市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)得到或者可通過(guò)現(xiàn)有方法制備得到。
[0031]實(shí)施例1
[0032]—種本發(fā)明的回收廢棄電路板中有價(jià)金屬的方法的實(shí)施例，其工藝流程如圖1所示，包括以下步驟:
[0033]堿化熱解:稱(chēng)取500g廢棄電路板碎片(尺寸為10?30mm，其照片如圖2所示)，按碎片:NaOH: KOH的質(zhì)量比1:0.1:0.2均勻混合，置于熱解爐中，通入氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣體，加熱至300°C，保溫60min，進(jìn)行熱裂解，熱解過(guò)程中氮?dú)饬髁繛?L/min。
[0034]熱過(guò)濾:熱解結(jié)束后，直接使用孔徑為5mm的鐵網(wǎng)對(duì)熱解產(chǎn)物進(jìn)行熱過(guò)濾，得到金屬碎片(其照片如圖3所示)和液態(tài)熔鹽。
[0035]冷卻浸出:待熔鹽冷卻結(jié)晶后，按照水:熔鹽結(jié)晶為5:1的液固質(zhì)量比加水，常溫下攪拌浸出30min，過(guò)濾，得到高堿溶液和固體殘?jiān)?其照片如圖4所示)。
[0036]堿回收:將