機械分離法提取電路板中的金畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 o215g/tCr%Br% 廢棄電子線路板回收國內外研究狀況發達國家對廢PCB回收常貴金屬及稀貴金屬很重視，投入大量資金對其進行研究，所采取的技術手段通常分為兩大類：物理法和化學法。 物理法主要用于常見金屬如鋁、鐵、銅等的回收。采用拆卸、分選等技術來實行。 化學法有電化學法及濕法冶金，主要用于提純貴金屬如金、銀、鉑、釘等。 從世界各國處理流程來看，絕大多數加工商在預處理階段均采用了稱重一分類—破碎一粉磨一有機物焙燒一熔煉一篩分一機械攪拌一選粒—物理分選的工藝。 從世界各國處理方法來看，國外注重采用智能拆解的回收方法。視覺識別技術、機械自動化技術在廢舊電子電器產品回收領域的成功應用更促進了國外智能拆解技術的發展。其優勢是對可識別的部分實現回收自動化，可以保證回收物的統一性。智能拆解技術是今后廢舊電子產品回收領域發展的新方向。自動化程度的提高可以給回收企業節省很大部分勞動力投入。目前這種技術的發展與普及還有很大的可提升空間，首先是整個處理過程中還需要加入大量的手工操作才能實現，這樣設備運行的效率還很大部分要受制于操作工人的效率；其次設備的適應性不夠高，只能對手機和特定尺寸的印刷電路板等進行處理，這樣機器的處理范圍存在一定的局限。再次，設備的購置費用較高，成本較大。 目前我國廢舊電路板回收處理技術還不成熟，開發投入嚴重不足。由于資金投入少、技術開發能力弱等素導致電子廢棄物加工處理工藝落后，技術及裝備水平極低，未有較先進的技術和具有大規模的公司，一些與廢舊電路板加工處理相伴的環境污染物也未能得到妥善處理。目前我國電子廢棄物的處理方式基本有三種。 手工拆卸靠回收廢品為生的小販往往將低價回收來的電子廢棄物通過清洗、修理或重新組裝 后作為新產品倒賣進入流通市場、銷往農村或者向非洲等貧困地區傾銷。這些廢舊電子 電器產品因超期“服役”導致事故頻頻發生，成為危及人們生命和財產的重大事故隱患， 使用者對廢舊電子產品存在危害及其價值認識不夠，將完全報廢后的電子電器產品隨意 丟棄，造成當地環境的嚴重污染。 人工回收某些拆解作坊雇傭工人對電子廢棄物進行手工拆解，依靠最簡單的工具如錘子、鉗 子等，將含金量高的成分和一些能再利用的元器件進行分類回收；或者采用最簡單酸溶 解或露天焚燒等落后方式回收其中的金屬，剩下的回收價值低的就地丟棄或焚燒，致使 當地的環境遭到嚴重破壞。 環保型處理 環保型處理在方式和設施上基本是靠引進國外技術或直接用國外企業的投資建設的，最近幾年已陸續有多家電子廢棄物處理企業投資建設。比如由美國富勒集團投資的南京金澤公司已于2004年建成投產，2004年3月湖南萬容科技有限成立了“廢舊電路板的回收與利用項目”研發小組，對廢113PCB板的回收綜合利用及發展前景等方面的技術難題進行了認真的研究估算和考察，并做了大量的考證工作及工藝試驗，于2004年初開始投放市場，實行規模化生產。先后在深圳公明鎮、廣東東莞及江蘇無錫等地建立了廢舊電路板回收處理基地，并取得了理想的效果。但是國內處理廢舊電子物資的技術與國外相比比較落后，很多處理技術都是以回收原料為目的的，回收效益不高，存在很大環境污染方面的問題。在具體操作方面，大部分以手工拆卸分離為主，回收效率很低，直接接觸某些有毒害的金屬對操作人員的身體健康也存在很大的威脅。從這些方面看，國內回收技術的發展空間還很大，要發展回收技術， 首先是要解決回收處理中的污染問題，在化學處理方面需要研究一些替代氰化物等有毒物質的處理方法，例如用有機溶劑處理，或生物冶金等方法以適應環保方面的要求；其次提高回收的效率，就是要更多的回收廢舊電子產品中的可重新利用的元件：第三要學習國外的智能拆解技術，增大資金投入，引進國外先進技術，使廢舊電子產品的處理實現自動化、智能化。2 機械物理分離法的介紹 機械物理分離法機械處理技術采用的主要是物理方法,首先通過破碎實現廢棄電子線路板中的金屬與非金屬的解離,然后根據所含金屬和非金屬材料的物理性能不同,利用不同的分選方法將這些材料加以分離。廢棄電子線路板的機械處理方法包括拆解、破碎、風力分選、磁選、篩分、渦流分選、電選等。 廢棄PCB上電子元器件的拆卸目前,中國拆卸技術工藝相當落后,一般由手工完成。考慮到PCB 的基板和上面的元器件在組成和結構上有很大的差異,國外一些公司開發了新的技術方法,在處理廢棄PCB 時,將電子元器件拆卸下來分開單獨處理。日本一家公司開發了一套自動拆卸廢電路板中電子元器件的裝置,這種裝置主要利用紅外加熱和兩級去除的方式（分別利用垂直和水平方向的沖擊力作用)使穿孔元件和表面元件脫落,不會造成任何損傷,然后再結合加熱、沖擊力和表面剝蝕技術,使電路板上96%的焊料脫焊,用作精煉鉛和錫的原料。德國也一直在研究廢電路板的自動拆卸方法,采用與電路板自動裝配方式相反的原則進行拆卸,先將廢電路板放入加熱的液體中融化焊料,再用一種SCARA機械裝置根據構件的形狀分檢出可用的構件。 破碎對于機械分離技術來講,使各種材料盡可能充分地單體解離是高效率分選的前提。由于廢棄PCB主要由強化樹脂板和附著其上的銅線等金屬組成,硬度較高、韌性較強,采用具有剪切作用的破碎設備可獲得較好的解離效果。研究發現, mm時金屬基本上可以達到100%的解離,但破碎方式和級數的選擇還要視后續工藝而定。另外,廢棄PCB的破碎過程中會產生大量含玻璃纖維和樹脂的粉塵, mm以下的顆粒中,而且連續破碎時還會發熱,散發有毒氣體,因此必須注意除塵和排風。張洪建等根據廢棄線路板非金屬組成及破碎特性,通過熱重 紅外分析熱解實驗等手段證實和研究了干法破碎中存在的二次污染問題,提出了應用濕法破碎的解決方案。瑞典開發了一種旋轉式破碎機,在中間轉筒周圍安裝著一套能夠自由旋轉的壓碎環,依靠壓碎環與設備內壁之間的剪切作用破碎物料。用這種破碎機可以減小解離后金屬的纏繞作用。日本的回收工藝采用兩級破碎,分別使用剪刀破碎機和特制的具有剪斷和沖擊作用磨碎機, mm～ mm左右的碎塊。德國在破碎階段用旋轉切刀將廢板切成2 cm 2 cm大小的碎塊,磁選后再用液 氮冷卻,然后送入錘磨機碾壓成細小顆粒,從而達到好的解離效果[4] 分選分選[5] 主要是利用粉碎后粉體各組分不同的物理化學性質,采用重力分選、磁電分選、化學分選、電選等手段將其分離開來。美國利用強力旋流分選機從個人電腦的PCB中回收鋁。利用破碎、篩分、電選和磁選的方法從廢棄電子線路板中實現金、銀與鐵、鋁、鋅和錫的分離；瑞典利用電動滾筒靜電分選機回收銅。 幾種回收廢棄電路板方法優缺比較 處理方法優點缺點機械物理分離法對環境污染小，金屬和貴金屬回收率較高機械自動化，智能化處理，不用人工拆卸，節約勞動力和處理費用由于全部粉碎后混雜在一起成分比較多，進行有效分離難度比較高。化學處理法廢氣排放少，提取貴金屬后的殘留物易于處理，經濟效益顯著化學試劑消耗大，工藝復雜，二次污染中。熱處理法提取貴金屬具有簡單，處理規模大有機物在焚燒過程中產生有害氣體造成二次污染，金屬回收率低，設備比較昂貴 典型處理工藝目前,國際上推行的方法是物理方法,它具有投資少、環境污染小等特點。德國Daimler benz Ulm Research 開發了四段式處理工藝:預破碎、液氮冷凍后粉碎、分類、靜電分選。具體采用的工藝見圖3。這種方法具有三個特點: (1)液氮冷卻有利于破碎； (2)破碎時會產生大量的熱,在整個粉碎過程中持續通入 196℃的液氮可以防止塑料燃燒(氧化) ,從而避免形成有害氣體；(3)以前的工藝在分離小于1 mm的細粒時一般就達到極限, mm的顆粒,甚至可以從粉塵中回收貴重金屬。日本NEC公司[10] 開發的處理工藝見圖4 。其特點是采用兩段式破碎法,利用特制破碎設備將廢板粉碎成小于1 mm的粉末,這時銅可以很好地解離,而且銅的尺寸遠大于玻璃纖維和樹脂的尺寸。再經過兩級分選可以得到銅含量約82% (重量)的銅粉,其中超過94%的銅得到了回收。3 實驗方法 任務計劃 功能描述 高速旋