專利名稱：一種電路板的無害化處理以及資源綜合回收的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種廢棄電子產(chǎn)品資源回收的方法，特別是一種電路板的無害化處理以及資源綜合回收的方法。
背景技術：
電路板，是電子元器件的支撐體，因采用電子印刷術制作，故又稱為印刷電路板(PCB板)。隨著科技的發(fā)展、進步及普及化，電路板的產(chǎn)值已超過數(shù)千億元。廢電路板中含多種金屬成分和非金屬成分，若不加以回收，直接將其掩埋或隨意棄置，會造成環(huán)境的嚴重污染和資源的大量浪費。目前，處理電路板的方法主要有濕法、火法、機械法等幾種技術，用于回收電路板中的金屬成分及非金屬成分，但是這些方法均存在一定的缺陷:(I)濕法處理因所采用的浸出劑不同而分為酸蝕法和選擇性浸出法。酸蝕法是用強氧化性的酸(主要是王水)處理電路板，將其中所含的金屬氧化為離子進入到溶液中然后從溶液中利用各種金屬離子還原性的差異，采用置換或電解處理工藝回收金屬，由于需要使用強腐蝕性的化學試劑，易造成二次污染。選擇性浸出法主要是利用金和銀等貴金屬與一些配合劑(如氰化物、硫脲等)反應，生成水溶性的金屬絡離子，實現(xiàn)貴金屬與普通金屬的分離，但只能回收貴金屬，大量的普通金屬無法得到有效利用。(2)火法包括焚燒法和熱解法。焚燒法是將電路板進行機械粉碎后送入焚化爐中，在溫度600 800°C下進行焚燒將其分解為有機氣體與固體物，再對含有多種金屬的固體物進行回收處理，本法的主要缺點是其所產(chǎn)生的溴化物、溴氣、二惡英和呋喃等會對空氣造成嚴重的污染。熱解法過程中會有大量溴化氫等有毒氣體產(chǎn)生，嚴重危害自然環(huán)境，除金屬可被分離而直接回收外，諸如玻璃纖維及環(huán)氧樹脂均不能再被利用，因此仍可能對環(huán)境造成破壞。(3)機械法主要是將拆卸電子元件后的電路板先用機械破碎使金屬和非金屬得到單體解離，然后根據(jù)各種組分物理特性的差異，采用風力分選、磁選、篩分、渦流分選和電選等方法來分離其中組分，以得到金屬成分和非金屬成分。但電路板主要是強化樹脂板和附著的銅箔等金屬組成的平板狀復合材料，具有較高的硬度和韌性及良好的抗彎曲性，難于破碎，在破碎過程中組分里含有的低熔點金屬(鉛和錫等)易造成纏繞；而且因電路板中通常含有溴類阻燃劑，如采用常溫干法破碎易造成沖擊熱解，會使電路板中的有機物分解，釋放出有毒的有機氣體和粉塵，造成污染。

發(fā)明內容
本發(fā)明是針對現(xiàn)有技術中存在的成本高、回收率低、工藝復雜的不足之處，提供一種成本低、回收率高、工藝簡單的方法處理電路板上的金屬成分和非金屬成分，達到電路板無害化和資源化的目的。為解決上述技術問題，本發(fā)明所提供的技術方案實現(xiàn)是:電路板的無害化處理以及資源綜合回收方法，包括以下步驟:(I)取拆解后帶有元器件的電路板，放入電解槽陽極鈦籃中電解，電解槽陰極為鉛板或者鈦板，電解液為含有硫酸亞錫和硫酸的混合溶液；(2)將電解后的電路板拿出后洗凈，將電路板粉碎成顆粒物，靜電分選，分別收集金屬成分和非金屬成分；(3)取金屬成分進行濕法冶金，回收有價金屬。步驟(I)中，取拆解后帶有元器件的電路板，放入電解槽陽極鈦籃中電解。因電路板上往往焊有各種電子元器件，這些元器件通常以焊錫焊接的方式固定在基板上，故廢舊電路板需要強氧化劑才能有力的脫除焊錫。電解槽包括陽極鈦籃，以及陰極鉛板或者鈦板，其中所述電解槽的陽極與電路板是可以相互運動的，在電流作用下，電路板上的焊錫可以依次處于導電狀態(tài)，焊錫進入電解液中，然后從陰極板上析出。電解液為含有硫酸亞錫和硫酸的混合溶液。其中，在電解過程中，電解液中的亞錫離子起導體作用，在陰極析出，電路板中的錫同時溶解補充到溶液里。苯酚磺酸或甲酚磺酸可以保持電解液成分的穩(wěn)定，優(yōu)選地，電解液中還含有苯酚磺酸或甲酚磺酸。硫酸的濃度為40 80g/L時，可使電路板上的焊錫容易溶解，苯酚磺酸或甲酚磺酸的濃度為45 55g/L時，可使焊錫較快進入電解液，而且除雜效果較好。更優(yōu)選地，電解液是包含40 80g/L硫酸、45 55g/L苯酹磺酸或甲酹磺酸、25 30g/L硫酸亞錫的混合溶液。通過控制槽電壓以及電流密度，使得電路板上的焊錫脫落并沉積在陰極板上，而元器件無損害的自然脫落。優(yōu)選地，焊錫沉積過程中的電流密度為80 100A/m2，槽電壓為0.28 0.38V，電解液溫度為20 60°C。本發(fā)明步驟(I)采用電解法脫焊錫，使得元器件無損傷脫落，電路板也不會產(chǎn)生機械力使之變形的現(xiàn)象。經(jīng)過脫焊錫的電路板用于分離回收其它金屬和非金屬成分，可有效避免錫與其它成分摻雜在一起而難于分離的問題。步驟(2)中，將電解后的電路板拿出后洗凈，將電路板粉碎成顆粒物。優(yōu)選地，顆粒直徑為5 10_。通過靜電分選，使得金屬成分和非金屬成分分離，分別收集金屬成分和非金屬成分。步驟(3)中，取金屬成分進行濕法冶金，回收有價金屬。其中，有價金屬包括銅、鎳、銀、金、鉬和鈀等金屬。為了充分利用步驟(2)中制得的非金屬成分以及避免非金屬成分對環(huán)境造成破壞，優(yōu)選地，本發(fā)明步驟還包括步驟:(4)取非金屬成分，用有機溶劑萃取，使得其中的環(huán)氧樹脂以及玻璃纖維分開，以便回收利用。優(yōu)選地，萃取過程如下:a.將非金屬成分用清水洗凈；b.加入2 4mol/L的無機酸進行反應，反應溫度為45 55°C,攪拌2 4h,過濾；c.取濾洛加入6 8mol/L的無機酸進行反應，反應溫度為75 85°C，攪拌I 4h，抽濾收集黃色濾液；d.在黃色濾液中加有機溶劑進行萃取，分層，分離環(huán)氧樹脂和玻璃纖維。其中，步驟a用于去除非金屬成分表面的灰塵，步驟b用于去除非金屬成分中的金屬雜質，步驟d中萃取分層后，上層為環(huán)氧樹月旨，下層為玻璃纖維。
優(yōu)選地，所述的無機酸選自硝酸、硫酸和鹽酸中的一種或幾種。優(yōu)選地，所述的有機溶劑選自甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯和苯甲酸乙酯中的一種或幾種。本發(fā)明提供了一種電路板的無害化處理以及資源綜合回收方法，其有益效果如下:1、采用電解法脫焊錫，使得元器件無損傷脫落，電路板也不會產(chǎn)生機械力使之變形的現(xiàn)象，以及經(jīng)過脫焊錫的電路板用于分離回收其它金屬和非金屬成分，可有效避免錫與其它成分摻雜在一起而難于分尚的問題；2、采用有機溶劑萃取法處理非金屬成分，實現(xiàn)了對非金屬資源的有效回收，又避免了非金屬成分對環(huán)境的破壞；3、生產(chǎn)工藝簡單:采用電解和萃取方法，無需昂貴的設備和成本，簡便易操作；4、回收效率高:電路板上的金屬成分和非金屬成分資源均得到有效利用；5、綠色環(huán)保:用于脫焊錫的電解液可重復循環(huán)使用，無污染，綠色環(huán)保。


圖1為電路板的無害化處理以及資源綜合回收方法的工藝流程圖。
具體實施例方式實施例一一種電路板的無害化處理以及資源綜合回收方法，包括以下步驟:(I)取拆解后帶有元器件的電路板，放入電解槽陽極鈦籃中電解，電解槽陰極為鉛板。電解液包含40g/L硫酸和30g/L硫酸亞錫?？刂撇垭妷阂约半娏髅芏龋沟秒娐钒迳系暮稿a脫落并沉積在鉛陰極板上，焊錫沉積過程中的電流密度為80A/m2，槽電壓為0.28V,電解液溫度為40°C，電路板上的元器件95%的自然脫落，其余部分主要輕輕敲打也可以脫落，最終實現(xiàn)元器件100%從電路板上脫落。(2)將電解后的電路板拿出后洗凈，用粉碎機將電路板粉碎成顆粒物，顆粒直徑為5 10mm，類圓形，靜電分選，使得金屬成分與非金屬成分分離。(3)金屬成分用電解法回收。實施例二—種電路板的無害化處理以及資源綜合回收方法，包括以下步驟:(I)取拆解后帶有元器件的電路板，放入電解槽陽極鈦籃中電解，電解槽陰極為鉛板。電解液包含80g/L硫酸、45g/L苯酚磺酸和25g/L硫酸亞錫?？刂撇垭妷阂约半娏髅芏龋沟秒娐钒迳系暮稿a脫落并沉積在鉛陰極板上，焊錫沉積過程中的電流密度為100A/m2，槽電壓為0.38V，電解液溫度為60°C。電路板上的元器件96%的自然脫落，其余部分主要輕輕敲打也可以脫落，最終實現(xiàn)元器件100%從電路板上脫落。(2)將電解后的電路板拿出后洗凈，用粉碎機將電路板粉碎成顆粒物，顆粒直徑為5 10mm，類圓形，靜電分選，使得金屬成分與非金屬成分分離。(3)金屬成分用化學方法回收。(4)向盛有30g廢棄電路板非金屬成分的250ml瓶里加入150ml的水,攪拌4 5分鐘后，倒去水層，再用等量的水洗滌至水層清澈為止。然后加入4mol/L硝酸150ml，于55°C加熱攪拌4小時，過濾得到的固體直接加入250ml的燒瓶里，再加入8mol/L硝酸100ml，于80°C加熱攪拌2小時后過濾，抽濾收集黃色濾液。在黃色濾液中加乙酸乙酯進行萃取，分層，上層為環(huán)氧樹脂，下層為玻璃纖維。實施例三一種電路板的無害化處理以及資源綜合回收方法，包括以下步驟:(I)取拆解后帶有元器件的電路板，放入電解槽陽極鈦籃中電解，電解槽陰極為鈦板，電解液為含有硫酸亞錫和硫酸的混合溶液。該電解液包含60g/L硫酸、50g/L甲酚磺酸、28g/L硫酸亞錫，控制槽電壓以及電流密度，使得電路板上的焊錫脫落并沉積在鉛陰極板上，焊錫沉積過程中的電流密度為90A/m2，槽電壓為0.33V，電解液溫度為20°C。電路板上的元器件98%的自然脫落，其余部分主要輕輕敲打也可以脫落，最終實現(xiàn)元器件100%從電路板上脫落。(2)將電解后的電路板拿出后洗凈，用粉碎機將電路板粉碎成顆粒物，顆粒直徑為5 10mm，類圓形，靜電分選，使得金屬成分與非金屬成分分離。(3)金屬成分用化學提取方法回收。(4)向盛有30g廢棄電路板非金屬成分的250ml，燒瓶里加入150ml的水，攪拌4 5分鐘后，倒去水層，再用等量的水洗滌至水層清澈為止。然后加入2mol/L硫酸150ml，于55°C加熱攪拌4小時，過濾得到的固體直接加入250ml的燒瓶里，再加入6mol/L硝酸100ml，于80°C加熱攪拌2小時后過濾，抽濾收集黃色濾液。在黃色濾液中加乙酸乙酯進行萃取，分層，上層為環(huán)氧樹脂，下層為玻璃纖維。本發(fā)明提供的所述實施例是對本發(fā)明進行說明，并非對本發(fā)明進行限定。本發(fā)明要求保護的構思、方法和范圍，都記載在權利要求書和說明書中。
權利要求
1.一種電路板的無害化處理以及資源綜合回收的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)取拆解后帶有元器件的電路板，放入電解槽陽極鈦籃中電解，電解槽陰極為鉛板或者鈦板，電解液為含有硫酸亞錫和硫酸的混合溶液； (2)將電解后的電路板拿出后洗凈，將電路板粉碎成顆粒物，靜電分選，使得金屬成分與非金屬成分分離； (3)取金屬成分進行濕法冶金，回收有價金屬。
2.根據(jù)權利要求1所述的的方法，其特征在于，所述電解液還含有苯酚磺酸或甲酚磺酸。
3.根據(jù)權利要求1所述的的方法，其特征在于，所述電解液為含有40 80g/L硫酸、45 55g/L苯酹磺酸或甲酹磺酸、25 30g/L硫酸亞錫的混合溶液。
4.根據(jù)權利要求1所述的的方法，其特征在于，焊錫沉積過程中的電流密度為80 100A/m2，槽電壓為0.28 0.38V，電解液溫度為20 60°C。
5.根據(jù)權利要求1所述的的方法，其特征在于，電解后的電路板粉碎成顆粒物的直徑為 5 10mnin
6.根據(jù)權利要求1所述的的方法，其特征在于，還包括以下步驟: (4)非金屬成分用有機溶劑萃取，使得其中的環(huán)氧樹脂以及玻璃纖維分開，以便回收利用。
7.根據(jù)權利要求1所述的的方法，其特征在于，萃取過程如下: a.將非金屬成分用清水洗凈；b.加入2 4mol/L的無機酸進行反應,反應溫度為45 55°C,攪拌2 4h,過濾； c.取濾洛加入6 8mol/L的無機酸進行反應,反應溫度為75 85°C,攪拌I 4h,抽濾收集黃色濾液； d.在黃色濾液中加有機溶劑進行萃取，分層，分離環(huán)氧樹脂和玻璃纖維。
8.根據(jù)權利要求1所述的的方法，其特征在于，所述的無機酸選自硝酸、硫酸和鹽酸中的一種或幾種。
9.根據(jù)權利要求1所述的的方法，其特征在于，所述的有機溶劑選自甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯和苯甲酸乙酯中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電路板的無害化處理以及資源綜合回收方法，包括以下步驟包括(1)采用電解法脫焊錫，使得元器件無損傷脫落；(2)電路板粉碎，靜電分選，使金屬成分與非金屬成分分離；(3)取金屬成分進行濕法冶金，回收有價金屬；(4)非金屬成分用有機溶劑萃取，使環(huán)氧樹脂和玻璃纖維分開，以便回收利用。本發(fā)明在溫和的條件下實現(xiàn)電路板中金屬成分和非金屬成分的綠色回收，回收率高，工藝簡單，不僅可減少污染物的排放，而且使資源得到充分利用。
文檔編號B09B3/00GK103084369SQ201110350720
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月8日 優(yōu)先權日2011年11月8日
發(fā)明者馬琳, 石玉潔, 王勤, 梁小奎, 李志 , 劉蘭成 申請人:江西格林美資源循環(huán)有限公司