專利名稱：廢棄玻璃鋼和廢棄電路板有價資源的回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢棄電子電器產(chǎn)品和工業(yè)廢棄物回收利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及從廢棄玻璃鋼和廢棄電子線路板中用微波熱裂解回收有價資源的方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟和電子信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，電子電器產(chǎn)品更新?lián)Q代日益加劇，產(chǎn)品使用年限縮短，導(dǎo)致大量的電子產(chǎn)品被廢棄。廢棄印刷電路板是電子廢棄物的重大組成部分， 它的回收處理已成為亟需解決的全球性問題。廢棄電路板不同于一般的固體垃圾，它除了含有貴金屬和其它有價金屬外，還含有鉛、鎘、水銀、六價鉻、聚氯乙烯及含鹵阻燃劑，處理不當(dāng)將給環(huán)境造成嚴重污染。目前，回收廢棄電路板最常用的技術(shù)有機械破碎、濕法冶金、 火法冶金或幾種技術(shù)相結(jié)合，但沒有一種無污染、高效率、低成本的技術(shù)對廢棄電路板資源化回收處理。國內(nèi)，申請?zhí)枮?8101834. 3公開了一種用熔融態(tài)錫金屬回收處理印刷電路板的方法及其裝置。該發(fā)明首先將廢棄印刷電路板投入錫液處理爐內(nèi)，通過設(shè)置于錫液處理爐內(nèi)的燃燒機、多組破碎攪拌裝置，浮渣刮除裝置和銅箔分離裝置將其進行碳化和破碎攪拌分離，利用印刷電路板中的銅箔、熱固性塑膠和玻璃纖維的比重不同，分別進行分離和收集，達到將廢棄電路板回收處理的目的。該方法采用昂貴的錫金屬作為加熱介質(zhì)處理電路板，成本較高；錫在處理過程易氧化，且熔融錫粘附性強，使廢棄電路板組分分離困難；金屬錫可與金、銀、鉬和鈀生成金屬化合物，因此該法容易造成這些貴金屬回收困難和損失； 此外，處理過程中產(chǎn)生的氣體經(jīng)燃燒后仍會污染環(huán)境。申請?zhí)枮?9119731. 3公開了一種以熔融態(tài)無機鹽類處理印刷電路板的方法。首先將廢棄電路板投入熔融的無機鹽內(nèi)，經(jīng)破碎攪拌，是銅箔自印刷電路板上剝離。同時是熱固性塑膠熱解，從而分離其中的玻璃纖維及其他物質(zhì)，產(chǎn)生的其他經(jīng)燃燒后排出。這種方法以熔融態(tài)無機鹽作為熱媒，廢棄電路板在處理過程中由于密度相對小浮在熔液上部，給下一步攪拌破碎帶來困難。因此，種方法處理廢棄電路板率很低，且沒有解決氣體污染環(huán)境的問題。申請?zhí)枮?9102862. 7公開了一種廢印刷電路板的粉碎分離回收工藝及其所用設(shè)備。該發(fā)明首先將印刷電路板粉碎成碎料，再進一步細粉碎，在細粉碎的同時，粉末狀出料通過風(fēng)選，把非金屬先分離出，再把剩下的金屬與非金屬粉末由空氣分離器進行分離，粗粉則返回細粉碎機繼續(xù)粉碎。這種采用機械粉碎的方法步驟多、流程長、設(shè)備投資大，回收過程需要消耗很大的能量，回收成本高，且在破碎和磨碎過程不但金屬物質(zhì)粘附嚴重，而且容易產(chǎn)生有毒氣體，污染環(huán)境。申請?zhí)枮?00310103403.0公開了一種回收廢舊印刷電路板中有價資源的方法。 該方法首先將廢棄電路板元件拆除，分別進行粗碎細碎，然后采用干法磁選機選出鐵磁性物質(zhì)，高頻振動氣力分選機，分選出金屬物質(zhì)、非金屬物質(zhì)，采用濕法磁選機出鐵磁性物質(zhì)， 用浮選柱對選出的鐵磁性物質(zhì)的物料進行分選，最終產(chǎn)出鐵磁性物質(zhì)，銅、合金，以及塑料和樹脂。這種方法在拆除元件步驟中多半采用手工拆卸，耗時且效率低。采用粉碎的方法也具有流程長、能耗高、成本高等缺點，而且粉碎過程中也有有毒氣體產(chǎn)生。申請?zhí)枮?00410013482. 5公開了一種廢棄電路板中金屬富集體的物理回收工藝。該工藝整個流程全部采用機械和物理分選的方法，將廢棄電路板經(jīng)雙齒輥剪切機、高效離心分選機，依次進行剪切、破碎、篩分、分選，最終分離多種成分的金屬富集體和非金屬富集體。這種機械破碎的方法處理電路板也具有能耗高、成本高、存在環(huán)境污染等缺點，且該工藝未全面考慮非金屬的回收問題。申請?zhí)枮?00510084196. 8公開了一種廢舊印刷電路板資源回收的方法。首先將拆除了電子元件的廢舊印刷電路板投入雙輥式剪切破碎，然后將粗碎后的物料在氮氣中通過常壓熱解系統(tǒng)進行熱解，熱解后固體采用剪切細碎機進行細碎，使金屬與非金屬分離用磁選機從細碎產(chǎn)物中選出鐵磁性物質(zhì)對磁選后剩余物采用高頻氣力分選機按密度分離金屬與非金屬。進行機械破碎后再熱解進一步粉碎分離，處理過程能耗較高氮氣氣氛下熱解電路板易發(fā)生二次裂解，產(chǎn)生大量含商氣體，現(xiàn)場環(huán)境條件差，前期粗碎時也會產(chǎn)生有毒氣體污染環(huán)境。申請?zhí)枮?00610002019. 5公開了一種回收廢棄印刷電路板的方法。該發(fā)明首先加熱廢棄電路板，拆除所用電子組件用真空吸錫裝置將表層的焊錫去除，然后用硝酸剝錫液浸泡已去除表層焊錫的廢棄電路板，以回收電路板內(nèi)層的焊錫然后用強酸溶解電路板， 使電路板上的銅箔溶解在該熔液中將處理后的廢棄電路板投入熔融態(tài)硝酸鈉熔液進行熱裂解，使得玻璃纖維與有機物質(zhì)及其他組分分離。這種方法處理電路板流程長，成本高。處理過程中產(chǎn)生大量的有害氣體和廢酸，對環(huán)境造成二次污染。德國Daimler-Benz Ulm Research Centre公司開發(fā)了四段式處理工藝欲破碎、 液氮冷凍再粉碎，篩分，靜電分選后使得金屬與非金屬分離。該公司研制的電分選設(shè)備可以分離尺寸小于0. Imm的顆粒。用低溫破碎的方法減少了有害氣體的產(chǎn)生并使得廢棄電路板更易破碎，解決了傳統(tǒng)的機械破碎產(chǎn)生有毒氣體的問題，但這種工藝流程長，并且對設(shè)備要求極高，制冷過程消耗能量大，成本高。德國Kamet Recycling GmWi公司采用的處理工藝是通過破碎、重選、磁選、渦流分離的方法獲得鐵、鋁、貴金屬和有機物等幾個組分。德國Trischler und Partner GmWi公司的處理昂奮與之基本相同。這兩種方法是目前最常用的機械處理工藝，一般經(jīng)過這樣的處理后，廢電路板中90%的金屬和塑料得以回收，10%左右的剩余物質(zhì)(包括很難進一步處理的細粒物料、粉塵等)則根據(jù)成分的性質(zhì)填埋或焚燒，造成環(huán)境污染。日本NEC公司開發(fā)了一種廢棄電路板處理工藝。該工藝首先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)使穿孔元件脫落，不會造成任何損傷。然后再結(jié)合加熱、沖擊力和表面剝蝕技術(shù)，使電路板上96%的焊料脫焊，再采用兩段式破碎法分離回收電路板。分別使用剪切破碎機和特制的具有剪斷和沖擊作用磨碎機，將廢板粉碎成0. 1-0. 3mm左右的碎塊。特制的磨碎機中使用復(fù)合研磨轉(zhuǎn)子，并選用特種陶瓷作為研磨材料。此項及技術(shù)以空氣作為加熱介質(zhì)去除焊錫和元件，熱利用率相對偏低，且在空氣中加熱電路板會使一些有毒元素揮發(fā)，從而造成環(huán)境污染，需要進行密閉處理和有毒物質(zhì)的處理此外通過兩級破碎分離與非金屬，此過程中易產(chǎn)生有害氣體造成環(huán)境污染，回收成本也高。
瑞典的kandinavian Recycling AB (SR)開發(fā)了一種旋轉(zhuǎn)式破碎機，在中間轉(zhuǎn)簡周圍安裝著一套能夠自由旋轉(zhuǎn)的壓碎環(huán)，依靠壓碎環(huán)與設(shè)備內(nèi)壁之間的剪切作用破碎物料。使用這種破碎機可以減小解離后金屬的纏繞作用。瑞士 Result技術(shù)公司開發(fā)了一種在超音速下將涂層線路板等多層復(fù)合制件破碎的新設(shè)備。它利用各種層壓材料的沖擊和離心特性不同，將多層復(fù)合材料彼此分開。不同材料的變形情況不同，脆性材料碎成粉末，金屬則形成多層球狀物。這兩種設(shè)備依靠剪切、沖擊和離心等方式破碎廢棄電路板，雖對破碎效率有所改善，但仍具有能耗高、易造成環(huán)境污染等缺點。上述方法對廢棄電路板組分進行分離回收，其回收過程具有能耗高、易污染環(huán)境等缺點。廢棄電路板的資源化應(yīng)全面考慮金屬和有機物質(zhì)的無害化高效回收，焊錫的提前回收對其他金屬的高效分離可以創(chuàng)造好條件，因此，現(xiàn)有技術(shù)需要進一步完善，以提高回收效率和回收純度同時還需開發(fā)新的處理工藝及設(shè)備，尋找低成本的、更有效的適合大規(guī)模的廢棄電路板資源化回收方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足而提供一種根據(jù)廢棄玻璃鋼、廢棄電路板的無污染微波輻射裂解，并從裂解中回收芳烴類有機成分的回收方法。該回收方法處理過程簡單，無污染，成本低，回收效率高。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)措施實現(xiàn)一種廢棄玻璃鋼和廢棄電路板有價資源的回收方法，所述方法包括以下步驟(1)微波熱裂解將廢棄玻璃鋼和廢棄電路板置于高頻微波爐中，開啟高頻微波爐，物料在微波的作用下產(chǎn)生500°C -600°C的高溫，使熱固性高分子材料分解裂化，得到熱裂解氣和固體殘渣；(2)收集冷凝收集步驟(1)爐內(nèi)的熱裂解氣，經(jīng)冷凝后得到芳烴類混合有機物；(3)殘渣冶煉收集步驟(1)的固體殘渣，再經(jīng)冶化爐高溫冶煉，分離獲得有色金屬和碳渣。作為本發(fā)明廢棄玻璃鋼和廢棄電路板有價資源的回收方法的優(yōu)選實施方式，所述的步驟(1)中采用 2wt%的氧化鋁作為裂解催化劑。作為本發(fā)明廢棄玻璃鋼和廢棄電路板有價資源的回收方法的優(yōu)選實施方式，在步驟(1)微波熱裂解前，還包括步驟(la)將廢棄玻璃鋼和廢棄電路板投入粉碎機中磨粉成 30 60目的細小粉末。作為本發(fā)明廢棄玻璃鋼和廢棄電路板有價資源的回收方法的優(yōu)選實施方式，所述的步驟O)中的冷凝溫度為10 30°C。作為本發(fā)明廢棄玻璃鋼和廢棄電路板有價資源的回收方法的優(yōu)選實施方式，所述的回收方法還包括步驟(4)碳渣再利用將步驟(3)得到的碳渣作為水泥廠的水泥燒結(jié)材料使用。本發(fā)明用微波高溫裂解廢棄電路板及廢棄玻璃鋼，從中回收有價資源的方法，其優(yōu)點如下1、用微波技術(shù)高溫裂解廢棄電路及廢棄玻璃鋼能夠消除用煤炭焚燒造成的環(huán)境污染問題。由于用微波高頻輻射使其爐內(nèi)的溫度在幾十秒內(nèi)就可達到裂解要求。使用微波后再配合適量的催化劑使裂化溫度穩(wěn)定、易于操作控制，易揮發(fā)物餾程較低，干餾出的有機物多為有回收價值的芳烴類有機物。2、廢棄電子線路板及玻璃鋼廢棄物經(jīng)過微波高頻輻射后再進入冶煉爐，可使得有色金屬在各相的熔點中分離出較純金屬物，這是過去用其它物理分離所不能做到的。3、由于使用微波高頻裂解代替了傳統(tǒng)的土法提取，有利于有機成分的回收，有色金屬的回收率也能顯著提高，本發(fā)明在有機成分的回收中或有色金屬的回收中都具有較高的經(jīng)濟效益，每一程序所要求的設(shè)備簡單、條件易于控制，能明顯降低回收處理成本和設(shè)備投資。4、回收效率高，能耗低，適合廢棄電子線路板及玻璃鋼廢棄物的大規(guī)?；厥?。綜上所述，本發(fā)明根據(jù)廢棄電路板及廢棄玻璃鋼的材料特性，用微波高頻輻射裂解，優(yōu)化了廢棄熱固性樹脂的處理條件和工序，在熱裂解過程中方法簡單，使得廢棄電子線路板的回收成本更低，效率更高，更符合工業(yè)化回收處理的要求，適合廢棄電路板及廢棄玻璃鋼的大規(guī)?；厥仗幚?。
具體實施例方式為使本發(fā)明更加容易理解，下面將進一步闡述本發(fā)明的具體實施例。實施例1本實施例用微波、碳爐綜合加熱裂解廢棄電路板及廢棄玻璃鋼有價資源的回收方法，其步驟如下<1>用微波高頻輻射將廢棄電子線路板裝入微波爐裂解爐中，并加入適合的催化劑，將微波爐內(nèi)的溫度升至500°C 600°C經(jīng)過在微波輻射5 6分鐘進行熱裂解；<2>收集熱裂解餾出產(chǎn)物，于10°C 30°C冷凝成芳烴有機化合物(液態(tài)油)；<3>微波高頻熱裂解將裂解后的固態(tài)產(chǎn)物再進一步進行冶煉溫度在1300°C 1500°C，其作用是把有色金屬從殘渣中分離出來，根據(jù)各有色金屬的熔點設(shè)定爐內(nèi)的溫度， 從500°C到1500°C分段提取分離；<4>收集完殘渣中的金屬成分再把剩余的玻璃纖維無機物作為水泥廠的水泥燒結(jié)材料使用。該方法可以完全解決廢棄電子線路板及廢棄玻璃鋼污染的問題。實施例2本實施例廢棄玻璃鋼和廢棄電路板有價資源的回收方法，包括如下過程微波高頻裂解將廢棄電路板及廢棄玻璃鋼經(jīng)破碎機破碎后再經(jīng)螺旋送料器送入微波高頻裂解爐中升至500°C 600°C，在裂解過程中爐內(nèi)添加 2%的氧化鋁用作催化劑(使用催化劑的目的是提高芳烴有機物的產(chǎn)出率，減化反應(yīng)過程，減低能耗節(jié)約成本)；當(dāng)溫度上升至250°C時，爐內(nèi)的熱固性材料就開始解聚，有部分低餾分的揮發(fā)物被干餾出來，當(dāng)繼續(xù)提溫度時，反應(yīng)產(chǎn)物的產(chǎn)出量急劇增加；當(dāng)溫度上升到500°C 600°C時， 收集熱裂解氣并冷凝獲得芳烴有機化合物；爐內(nèi)的廢棄電子線路板及廢棄玻璃鋼也已變成含金屬的殘渣，再經(jīng)高溫冶煉爐升溫冶煉，直至各種有色金屬完全分離出來。收集最終的碳渣，可作工業(yè)原料用在水泥廠作為燒水泥的原料使用。
實施例3將廢棄電子線路板及玻璃鋼廢棄物投入粉碎機中進行破碎后再經(jīng)過螺旋施送料器，進入高頻微波爐中，爐中要加入 2%的氧化鋁之類的催化劑，升溫500°C 600°C 時把爐內(nèi)干餾出熱解有機成分進行收集，換熱器的冷凝溫度20°C 30°C餾出成分多為芳烴類有機物。經(jīng)過干餾后的固體物含金屬15% 20%，殘渣80% 85%，再經(jīng)過高溫冶煉爐進行分離得到各種較純的有色金屬物，最終的碳渣作為燒結(jié)水泥的材料使用。結(jié)論(1)在微波爐的高頻作用下爐內(nèi)會產(chǎn)生幾百度的高溫，使得熱固性樹脂快速斷鏈轉(zhuǎn)化成芳烴類有機物，干餾物占16%左右。(2)回收固體殘渣經(jīng)高溫冶煉分離出15% 20%的金屬物，最終的碳渣可用于水泥廠燒結(jié)材料使用。實施例4將廢棄的電子線路板及玻璃鋼廢棄物投入粉碎機中磨粉30 60目的細小粉沫再經(jīng)高頻微波爐，微波爐為管式熱解爐，裂解方式為連續(xù)式裂解，可不使用催化劑，爐內(nèi)的溫度也在500°C 600°C內(nèi)無催化干餾。結(jié)論(1)盡管在熱裂過程中沒使用催化劑，但是廢棄電子線路板及玻璃鋼廢棄物的粒徑30 60目仍能有效裂解。 (2)由于廢棄電子線路板已被破碎成細小微粒狀，金屬成分可用靜電分出。實施例5將廢棄電子線路板及玻璃鋼廢棄物經(jīng)破碎機打碎成塊狀物再配入1 % 2 %的鋁粉作催化劑，微波爐裂解溫度為500°C 600°C，冷凝器水溫10°C 20°C裂解產(chǎn)物為芳烴類。結(jié)論(1)在高頻微波裂解中，芳烴有機物產(chǎn)出率為16. 5%。(2)各種有色金屬可以達到完全回收而且對環(huán)境不會帶來污染。(3)最終的固體殘留物也可以回收利用，真正達到了資源循環(huán)再利用的目的。最后所應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求
1.一種廢棄玻璃鋼和廢棄電路板有價資源的回收方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟(1)微波熱裂解將廢棄玻璃鋼和廢棄電路板置于高頻微波爐中，開啟高頻微波爐，物料在微波的作用下產(chǎn)生500°c -600°C的高溫，使熱固性高分子材料分解裂化，得到熱裂解氣和固體殘渣；(2)收集冷凝收集步驟(1)爐內(nèi)的熱裂解氣，經(jīng)冷凝后得到芳烴類混合有機物；(3)殘渣冶煉收集步驟(1)的固體殘渣，再經(jīng)冶化爐高溫冶煉，分離獲得有色金屬和碳渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述廢棄玻璃鋼和廢棄電路板有價資源的回收方法，其特征在于， 所述的步驟(1)中采用 2wt%的氧化鋁作為裂解催化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述廢棄玻璃鋼和廢棄電路板有價資源的回收方法，其特征在于， 在步驟(1)微波熱裂解前，還包括步驟(Ia)將廢棄玻璃鋼和廢棄電路板投入粉碎機中磨粉成30 60目的細小粉末。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述廢棄玻璃鋼和廢棄電路板有價資源的回收方法，其特征在于， 所述的步驟O)中的冷凝溫度為10 30°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述廢棄玻璃鋼和廢棄電路板有價資源的回收方法，其特征在于， 所述的回收方法還包括步驟(4)碳渣再利用將步驟C3)得到的碳渣作為水泥廠的水泥燒結(jié)材料使用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種根據(jù)廢棄玻璃鋼、廢棄電路板的無污染微波輻射裂解，并從裂解中回收芳烴類有機成分的回收方法。該回收方法處理過程簡單，無污染，成本低，回收效率高。
文檔編號B09B5/00GK102441554SQ20101050613
公開日2012年5月9日 申請日期2010年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
發(fā)明者宋金有 申請人:宋金有