專利名稱：一種熱解結(jié)合等離子體放電無(wú)害化回收處理電路板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子垃圾回收處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱解結(jié)合等離子體放電無(wú)害化回收處理電路板的方法。
背景技術(shù)：
電子垃圾是一種特殊的垃圾，它具有雙重特性，首先是潛在的環(huán)境污染性。電子垃圾本身含有嚴(yán)重的毒害性，如不妥善處理而直接填埋、焚燒，必將造成二次污染，其危害具有明顯的潛在性和長(zhǎng)期性；其次，電子垃圾可作為再生資源回收利用的資源性。隨著信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展和電子電器設(shè)備的廣泛運(yùn)用，電子垃圾成為世界上增長(zhǎng)最快的垃圾。在各種電子垃圾中，電路板(PCB板)的回收不僅在數(shù)量上占有巨大的份額，而且其蘊(yùn)含的金屬資源也是巨大的，也是最難以處理的。PCB板類型復(fù)雜，種類多樣，組成線路板的各種構(gòu)件和物質(zhì)的含量相差較大，但大致可歸納為三大類
Θ金屬材料90%以上為Cu，含有少量Ag、Pd、Au等貴金屬悉含鹵素的環(huán)氧樹脂等有機(jī)高
聚物；③主要成分為硅及鋁氧化物的陶瓷和玻璃纖維。根據(jù)瑞典Rormskar冶煉廠的分析，
PCB板中所含的貴重金屬含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于天然礦石的工業(yè)品位，其蘊(yùn)含的經(jīng)濟(jì)價(jià)值是巨大的。 正因?yàn)槿绱?，如何有效地處理回收電子垃圾中的PCB，已經(jīng)成為目前備受國(guó)內(nèi)外關(guān)注的研究執(zhí)占。
y 、人 /\\\ ο目前針對(duì)PCB板處理的方法可分為三類物理機(jī)械處理法、焚燒處理法、熱解法處理。物理機(jī)械處理法是目前較為常用的PCB回收處理技術(shù)，它主要是分離回收印刷電路板中的金屬，用機(jī)械將PCB粉碎到一定的粒徑，使非金屬材料與金屬材料相分離，再根據(jù)密度，電磁性能的差別，將兩者分開(kāi)。物理機(jī)械處理法的主要弊端在于它的適應(yīng)性，由于PCB 類型復(fù)雜，種類繁多，組成成份差異很大，物理機(jī)械處理法難于廣泛適用于各種PCB。焚燒處理法目前應(yīng)用較有廣泛但污染十分嚴(yán)重的PCB回收處理技術(shù)。焚燒法處理是指廢棄物中的可燃物在焚燒爐中與氧進(jìn)行燃燒的過(guò)程，處理流程是先將廢棄物經(jīng)機(jī)械破碎至2 5 cm 后，送入一次焚化爐中焚燒，將所含約40%的樹脂分解破壞，使有機(jī)物與固體物分離，剩余殘?jiān)礊槁懵兜慕饘偌安ＡЮw維，經(jīng)粉碎后即可送往金屬冶煉廠進(jìn)行金屬回收，有機(jī)氣體則送入二次焚化爐進(jìn)一步燃燒處理。焚燒法主要是用來(lái)回收PCB中的金屬，其優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，耗時(shí)短，能夠?qū)崿F(xiàn)PCB的減容減量。但在回收過(guò)程中，樹脂等可燃物都燃燒分解，無(wú)法進(jìn)行回收，且由于PCB中的阻燃劑含有大量溴或氯及芳香族化合物，在焚燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生二英和呋喃等有毒有害氣體。熱解法處理是對(duì)焚燒法處理的一種有效改進(jìn)，利用熱解將廢棄PCB熱裂解，可回收可燃油氣及金屬物質(zhì)。與電路板的焚燒處理不同，真空熱解過(guò)程是在無(wú)氧的條件下進(jìn)行的，因此可以抑止二噁英、呋喃的產(chǎn)生，廢氣產(chǎn)量也少，對(duì)環(huán)境污染小。雖然熱解法已大大降低了污染物排放，但其所排放的低分子有機(jī)污染物仍然會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康造成極為嚴(yán)重的危害，仍急需對(duì)其進(jìn)行十分有效地防治處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)目前焚燒法和熱解法回收處理PCB板對(duì)環(huán)境污染極大的特點(diǎn)，提供一種熱解結(jié)合等離子體放電無(wú)害化回收處理PCB板的方法。本發(fā)明方法采用的裝置包括第一粉碎機(jī)、第二粉碎機(jī)、熱解爐、冷凝塔、放電室、空氣加濕器、堿液罐、分離機(jī)；非金屬收集槽通過(guò)管路與分離機(jī)的一個(gè)出料口連接，金屬收集槽通過(guò)管路與分離機(jī)的另一個(gè)出料口連接；熱解爐的頂部出料口與冷凝塔的入料口連接， 冷凝塔的液相出料口與液體收集槽連接，冷凝塔的氣相出料口與放電室的一個(gè)進(jìn)氣口連接，空氣加濕器的出口與放電室的另一個(gè)進(jìn)氣口連接，放電室的出氣口連接至堿液罐，堿液罐中裝有堿液。本發(fā)明方法的具體步驟包括
步驟(1)通過(guò)第一粉碎機(jī)將待回收處理的電路板粉碎成毫米級(jí)的廢料顆粒；將廢料顆粒送熱解爐中，在350 900 °C下，廢料顆粒在高溫及缺氧狀態(tài)下產(chǎn)生有機(jī)物裂解反應(yīng)，熱解成氣態(tài)混合物和爐底固體混合物；所述的氣態(tài)混合物為大分子氣態(tài)有機(jī)污染物和小分子氣態(tài)有機(jī)污染物的混合物；所述的爐底固體混合物為金屬和非金屬的混合物；
步驟( 熱解產(chǎn)生的氣態(tài)混合物通入冷凝塔，在常溫下，0. 5 2小時(shí)后氣態(tài)混合物中的大分子氣態(tài)有機(jī)污染物冷凝下來(lái)，形成液態(tài)有機(jī)污染物，收集在液體收集槽中；
氣態(tài)混合物中的小分子氣態(tài)有機(jī)污染物通入放電室中，同時(shí)通入空氣加濕器產(chǎn)生的絕對(duì)濕度為5 50g/m3的濕空氣，通入的濕空氣與小分子氣態(tài)有機(jī)污染物的體積比為1 10 1 ；對(duì)放電室中的小分子氣態(tài)有機(jī)污染物和濕空氣的混合氣體進(jìn)行等離子體放電，每立方米混合氣體等離子體放電量為10 30千瓦時(shí)，當(dāng)混合氣體中C3H7Br的體積含量小于lOOppm， 停止等離子體放電；對(duì)濕空氣放電產(chǎn)生各種強(qiáng)氧化性的03、0H及OOH等活性基團(tuán)，由活性基團(tuán)降解脫除小分子氣態(tài)有機(jī)污染物，降解效率可以達(dá)90%以上。所述等離子體放電采用電子束放電、電暈放電、介質(zhì)阻擋放電或滑動(dòng)弧放電。步驟C3)將放電室中等離子體放電處理后的混合氣體通入堿液，將混合氣體的鹵素吸收，處理后的混合氣體達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，直接排放，實(shí)現(xiàn)無(wú)害化處理；所述堿液為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氧化鈣或碳酸鈣的水溶液。步驟(4)將熱解產(chǎn)生的爐底固體混合物通過(guò)第二粉碎機(jī)粉碎成毫米級(jí)顆粒，然后利用分離機(jī)進(jìn)行金屬和非金屬的分離，分離得到的非金屬主要以陶瓷和玻璃纖維為主，填埋處理；分離得到的金屬主要含量為銅，約占90%，并含有金銀鉬等貴金屬，送往冶金廠進(jìn)行深加工，獲取金銀鉬等貴金屬，實(shí)現(xiàn)金屬資源循環(huán)回收。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供的熱解結(jié)合等離子體放電無(wú)害化回收處理PCB 板方法工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，處理過(guò)程中的污染物排放達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)害化處理，并對(duì)PCB板中的寶貴的金屬資源實(shí)現(xiàn)有效地循環(huán)回收。


圖1是本發(fā)明方法采用的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明。如圖1所示，一種熱解結(jié)合等離子體放電無(wú)害化回收處理電路板的方法采用的裝置包括第一粉碎機(jī)1、第二粉碎機(jī)3、熱解爐2、冷凝塔5、放電室10、空氣加濕器9、堿液罐 11、分離機(jī)4。非金屬收集槽7通過(guò)管路與分離機(jī)4的一個(gè)出料口連接，金屬收集槽8通過(guò)管路與分離機(jī)4的另一個(gè)出料口連接。熱解爐2的頂部出料口與冷凝塔5的入料口連接， 冷凝塔5的液相出料口與液體收集槽6連接，冷凝塔5的氣相出料口與放電室10的一個(gè)進(jìn)氣口連接，空氣加濕器9的出口與放電室10的另一個(gè)進(jìn)氣口連接，放電室10的出氣口連接至堿液罐11，堿液罐11中裝有堿液。該熱解結(jié)合等離子體放電無(wú)害化回收處理電路板的方法的具體步驟是
步驟(1)通過(guò)第一粉碎機(jī)將待回收處理的電路板粉碎成毫米級(jí)的廢料顆粒；將廢料顆粒送熱解爐中，在350 900 °C下，廢料顆粒在高溫及缺氧狀態(tài)下產(chǎn)生有機(jī)物裂解反應(yīng)，熱解成氣態(tài)混合物和爐底固體混合物；所述的氣態(tài)混合物為大分子氣態(tài)有機(jī)污染物和小分子氣態(tài)有機(jī)污染物的混合物；所述的爐底固體混合物為金屬和非金屬的混合物；
步驟( 熱解產(chǎn)生的氣態(tài)混合物通入冷凝塔，在常溫下，0. 5 2小時(shí)后氣態(tài)混合物中的大分子氣態(tài)有機(jī)污染物冷凝下來(lái)，形成液態(tài)有機(jī)污染物，收集在液體收集槽中；
氣態(tài)混合物中的小分子氣態(tài)有機(jī)污染物通入放電室中，同時(shí)通入空氣加濕器產(chǎn)生的絕對(duì)濕度為5 50g/m3的濕空氣，通入的濕空氣與小分子氣態(tài)有機(jī)污染物的體積比為1 10 1 ；對(duì)放電室中的小分子氣態(tài)有機(jī)污染物和濕空氣的混合氣體進(jìn)行等離子體放電，每立方米混合氣體等離子體放電量為10 30千瓦時(shí)，當(dāng)混合氣體中C3H7Br的體積含量小于lOOppm， 停止等離子體放電；對(duì)濕空氣放電產(chǎn)生各種強(qiáng)氧化性的03、0H及OOH等活性基團(tuán)，由活性基團(tuán)降解脫除小分子氣態(tài)有機(jī)污染物，降解效率可以達(dá)90%以上。等離子體放電可以采用電子束放電、電暈放電、介質(zhì)阻擋放電或滑動(dòng)弧放電。步驟C3)將放電室中等離子體放電處理后的混合氣體通入堿液，將混合氣體的鹵素吸收，處理后的混合氣體達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，直接排放，實(shí)現(xiàn)無(wú)害化處理。堿液可以是氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氧化鈣或碳酸鈣的水溶液。步驟(4)將熱解產(chǎn)生的爐底固體混合物通過(guò)第二粉碎機(jī)粉碎成毫米級(jí)顆粒，然后利用分離機(jī)進(jìn)行金屬和非金屬的分離；分離得到的非金屬主要以陶瓷和玻璃纖維為主，填埋處理；分離得到的金屬主要含量為銅，約占90%，并含有金銀鉬等貴金屬，送往冶金廠進(jìn)行深加工，獲取金銀鉬等貴金屬，實(shí)現(xiàn)金屬資源循環(huán)回收。該方法采用高溫?zé)峤夥椒▽?duì)廢舊線路板進(jìn)行回收處理，減少污染排放，并針對(duì)熱解過(guò)程中產(chǎn)生的有害氣體，進(jìn)一步采用等離子體放電技術(shù)進(jìn)行降解脫除，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)廢舊線路板的無(wú)害化處理，并有效回收其中寶貴的金銀鉬等貴等金屬資源。
權(quán)利要求
1.一種熱解結(jié)合等離子體放電無(wú)害化回收處理電路板的方法，其特征在于該方法采用的裝置包括第一粉碎機(jī)、第二粉碎機(jī)、熱解爐、冷凝塔、放電室、空氣加濕器、堿液罐、分離機(jī)；非金屬收集槽通過(guò)管路與分離機(jī)的一個(gè)出料口連接，金屬收集槽通過(guò)管路與分離機(jī)的另一個(gè)出料口連接；熱解爐的頂部出料口與冷凝塔的入料口連接，冷凝塔的液相出料口與液體收集槽連接，冷凝塔的氣相出料口與放電室的一個(gè)進(jìn)氣口連接，空氣加濕器的出口與放電室的另一個(gè)進(jìn)氣口連接，放電室的出氣口連接至堿液罐，堿液罐中裝有堿液；該方法的具體步驟包括步驟(1)通過(guò)第一粉碎機(jī)將待回收處理的電路板粉碎成毫米級(jí)的廢料顆粒；將廢料顆粒送熱解爐中，在350 900 °C下廢料顆粒熱解成氣態(tài)混合物和爐底固體混合物；所述的氣態(tài)混合物為大分子氣態(tài)有機(jī)污染物和小分子氣態(tài)有機(jī)污染物的混合物；所述的爐底固體混合物為金屬和非金屬的混合物；步驟( 熱解產(chǎn)生的氣態(tài)混合物通入冷凝塔，在常溫下，0. 5 2小時(shí)后氣態(tài)混合物中的大分子氣態(tài)有機(jī)污染物冷凝下來(lái)，形成液態(tài)有機(jī)污染物，收集在液體收集槽中；氣態(tài)混合物中的小分子氣態(tài)有機(jī)污染物通入放電室中，同時(shí)通入空氣加濕器產(chǎn)生的絕對(duì)濕度為5 50g/m3的濕空氣，通入的濕空氣與小分子氣態(tài)有機(jī)污染物的體積比為1 10 1 ；對(duì)放電室中的小分子氣態(tài)有機(jī)污染物和濕空氣的混合氣體進(jìn)行等離子體放電，每立方米混合氣體等離子體放電量為10 30千瓦時(shí)，當(dāng)混合氣體中C3H7Br的體積含量小于lOOppm， 停止等離子體放電；步驟C3)將放電室中等離子體放電處理后的混合氣體通入堿液，將混合氣體的鹵素吸收，處理后的混合氣體直接排放；步驟(4)將熱解產(chǎn)生的爐底固體混合物通過(guò)第二粉碎機(jī)粉碎成毫米級(jí)顆粒，然后利用分離機(jī)進(jìn)行金屬和非金屬的分離，分離得到的非金屬填埋處理，分離得到的金屬送冶金廠進(jìn)行深加工。
2.如權(quán)利要求1所述的熱解結(jié)合等離子體放電無(wú)害化回收處理電路板的方法，其特征在于所述堿液為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氧化鈣或碳酸鈣的水溶液。
3.如權(quán)利要求1所述的熱解結(jié)合等離子體放電無(wú)害化回收處理電路板的方法，其特征在于所述等離子體放電采用電子束放電、電暈放電、介質(zhì)阻擋放電或滑動(dòng)弧放電。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種熱解結(jié)合等離子體放電無(wú)害化回收處理電路板的方法。本發(fā)明方法首先將待回收處理的電路板粉碎成毫米級(jí)的廢料顆粒；將廢料顆粒熱解成氣態(tài)混合物和爐底固體混合物；熱解產(chǎn)生的氣態(tài)混合物通入冷凝塔，大分子氣態(tài)有機(jī)污染物冷凝成液態(tài)有機(jī)污染物后收集，小分子氣態(tài)有機(jī)污染物和濕空氣一同通入放電室中，對(duì)混合氣體進(jìn)行等離子體放電；將等離子體放電處理后的混合氣體通入堿液；將熱解產(chǎn)生的爐底固體混合物粉碎后利用分離機(jī)進(jìn)行金屬和非金屬的分離，非金屬填埋處理，金屬進(jìn)行深加工。本發(fā)明方法工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，處理過(guò)程中的污染物排放達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)害化處理，并對(duì)電路板中的寶貴的金屬資源實(shí)現(xiàn)有效地循環(huán)回收。
文檔編號(hào)B09B3/00GK102284472SQ201110269269
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月13日
發(fā)明者丁寧, 劉彥, 徐江榮, 溫正城, 王關(guān)晴, 羅丹, 黃雪峰 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)