废弃电路板中有价成分的水介质物理回收工艺及其设备.pdf

一种废弃电路板中有价成分的水介质物理回收工艺及其设备，其工艺是将除去有毒有害元器件的废弃电路板送入湿法冲击式破碎机破碎、搅拌，然后用渣浆泵将矿浆打入倾斜设置的变径水介质分选床内进行轻、重产物的分离，再对轻、重产物分别进行稳流、压滤后得到金属富集体和非金属富集体。其设备由倾斜设置的变径水介质分选床、入料装置和轻、重产物处理装置构成。本发明以水为介质回收废弃印刷电路板中的有价成分，有效避免了粉尘的扩散以及物料破碎过程中热解产生的气体，同时加速了破碎后产物的排出。采用变径水介质分选床对细粒级物料进行分选，实现了微细粒级物料的高效回收。其结构及工艺简单，环境污染小，分选下限低，分选效果好。

1、  一种废弃电路板中有价成分的水介质物理回收工艺，其特征是：
a.将除去有毒有害元器件的废弃电路板送入以水为介质的湿法冲击式破碎机(1)，与湿法冲击式破碎机(1)内的水流边混合边破碎，经湿法冲击式破碎机(1)击打破碎至2mm粒级以下的矿浆，经湿法冲击式破碎机(1)出口处的筛板流出；
b.将流出的矿浆送入搅拌桶(2)中搅拌，然后用渣浆泵(3)将矿浆打入倾斜设置的变径水介质分选床(4)中，矿浆与变径分选床(4)底部进入的水流混合不断分选；
d.轻产物从变径分选床(4)上部的溢流口经管路进入轻产物缓冲桶(5)进行稳流，通过渣浆泵(6)将稳流后的轻产物送入轻产物压滤机(7)中进行压滤，得到最终的可进一步分离提纯获取以树脂和玻璃纤维为主的非金属富集体，压滤清水经循环水路(11)返回搅拌桶(2)；
重产物从变径分选床(4)下部排料口经管路进入重产物缓冲桶(10)进行稳流，通过渣浆泵(9)将稳流后的生产物送入重产物压滤机(8)中进行压滤，得到最终的可进一步分离提纯获取铜、锌、锡、镍等金属的金属富集体，压滤清水经循环水路(11)返回搅拌桶(2)。

2、  一种如权利要求1所述回收工艺的废弃电路板中有价成分的水介质物理回收设备，其特征是：它包括倾斜设置的变径水介质分选床(4)，分别与变径水介质分选床(4)管路相连的入料装置和轻、重产物处理装置；入料装置由湿法冲击式破碎机(1)、搅拌桶(2)和渣浆泵(3)依次管路相连构成；轻产物处理装置由轻产物缓冲桶(5)、渣浆泵(6)和轻产物压滤机(7)依次管路相连构成；重产物处理装置由重产物缓冲桶(10)、渣浆泵(9)和重产物压滤机(8)依次管路相连构成；轻产物压滤机(7)与重产物压滤机(8)的出水口与搅拌桶(2)管路相连；变径水介质分选床(4)呈筒状，内径至上而下逐渐减小。

3.  根据权利要求2所述的废弃电路板中有价成分的水介质物理回收设备，其特征是：所述的湿法冲击式破碎机(1)由破碎机体(1-1)，设在破碎机体(1-1)内的桶形筛板(1-5)和设在桶形筛板(1-5)内的锤头(1-3)构成，破碎机体(1-1)的上方设有进水口(1-2)，侧面设有入料口(1-4)，底部设有集料槽(1-6)。

4.  根据权利要求2所述的废弃电路板中有价成分的水介质物理回收设备，其特征是：所述变径水介质分选床(4)包括内径至上而下逐渐减小的筒体(4-1)，筒体(4-1)内设有流体分布器(4-2)，筒体(4-1)的上方设有入料口(4-3)，下方设有轻产物出口(4-4)和重产物出口(4-5)，底部设有进水阀门。

废弃电路板中有价成分的水介质物理回收工艺及其设备
技术领域
本发明涉及电子废弃物回收处理技术，特别是一种废弃电路板中有价成分的水介质物理回收工艺及其设备。
背景技术
近年来，随着电子技术高速发展，产生了大量的电子废弃物。由于电子废弃物成分复杂，对周围环境造成严重的污染，给环境保护带来很大的压力。印刷电路板是电子工业的基础，也是电子元器件工业中最大的行业。印刷电路板不仅用量大、发展快，它还是电子废弃物资源化研究范围内的一大难点。废弃印刷电路板中通常含30％的塑料、30％的惰性氧化物以及40％的金属。国内外关于废弃电路板处理技术主要有湿法冶金、火法冶金、机械处理或几种处理技术相结合。专利号“98105592”公开了“一种由印刷电路板回收有价物质的方法”，该方法是将印刷电路板依次经过剪碎、粉碎、重击、粉化及分离出金属与非金属物质。虽然能够实现有价物质的回收，但整个破碎过程繁琐，将所有物质破碎到特别细，需要经过四道破碎过程，必然消耗大量的能量。其次将所有破碎的物料采用水槽进行分选，由于细物料在水中干扰沉降速度小，所以金属长时间下沉，存在着分选效率低等缺点。专利号“99102862”公开了一种“废印刷电路板的粉碎分离回收工艺及其所用设备”，其工艺是将印刷电路板粗碎、细碎，然后通过振动筛分成很多级别，各个级别采用普通的气流分选机，实现金属与非金属的分离。其缺点是分级过多，普通的气流分选机分选效率低，受物料形状影响大；对于细粒级(-0.074mm)的物料无法实现有效分选。公开号“CN1535760A”公开了“电子废弃物板卡上有价成分的干法物理回收工艺”，该方法是将废弃电路板经双齿辊剪切机、高效冲击破碎机、磁选机、分级筛、涡电流分选机、阻尼式气力分选机、滚筒静电分选机、摩擦电选机，依次进行剪切、破碎、筛分、分选，最终分离得到以铝、铜为主的金属富集体和非金属物质。虽然实现了电子废弃物板卡上有价成分的全面回收，但整个破碎及分选过程较为繁琐，需要经过两道干法破碎过程、以及磁选、筛分，必然要消耗大量的能量。其次将物料破碎筛分至多个粒级，采用不同的分选设备进行分选，存在分级过多，分选过程较为繁琐等缺点。并且剪切、冲击破碎过程中会产生大量的有害气体及气味，造成对环境的严重污染。公开号“CN1563440A”公开了“废弃电路板中金属富集体的物理回收工艺”，整个流程均采用机械和物理分选的方法，将废弃电路板经双齿辊剪切机、高效冲击破碎机、磁选机、分级筛、滚筒静电分选机、高效离心分选机，依次进行剪切、破碎、筛分、分选，最终分离得到多种成分的金属富集体和非金属富集体。该方法虽然可以实现废弃电路板上有价成分的全面回收，但也存在破碎、分级、分选过程较为复杂，破碎过程需要消耗大量能量，并且会产生大量有害气体、污染环境等缺点，如果工业化生产，存在着工艺繁琐、分选效率不高等问题。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种工艺简单，无二次环境污染，分选下限低，分选效果好的以水为介质回收废弃印刷电路板中有价成分的机械物理方法及设备。
技术方案：本发明的废弃电路板中有价成分的水介质物理回收工艺：
a.将除去有毒有害元器件的废弃电路板送入以水为介质的湿法冲击式破碎机，与湿法冲击式破碎机内的水流边混合边破碎，经湿法冲击式破碎机击打破碎至2mm粒级以下的矿浆，经湿法冲击式破碎机出口处的筛板流出；
b.将流出的矿浆送入搅拌桶中搅拌，然后用渣浆泵将矿浆打入倾斜设置的变径水介质分选床中，矿浆与变径分选床底部进入的水流混合不断分选；
d.轻产物从变径分选床上部的溢流口经管路进入轻产物缓冲桶进行稳流，通过渣浆泵将稳流后的轻产物送入轻产物压滤机中进行压滤，得到最终的可进一步分离提纯获取以树脂和玻璃纤维为主的非金属富集体，压滤清水经循环水路返回搅拌桶；
重产物从变径分选床下部排料口经管路进入重产物缓冲桶进行稳流，通过渣浆泵将稳流后的生产物送入重产物压滤机中进行压滤，得到最终的可进一步分离提纯获取铜、锌、锡、镍等金属的金属富集体，压滤清水经循环水路返回搅拌桶。
本发明的废弃电路板中有价成分的水介质物理回收设备，包括倾斜设置的变径水介质分选床，分别与变径水介质分选床管路相连的入料装置和轻、重产物处理装置；入料装置由湿法冲击式破碎机、搅拌桶和渣浆泵依次管路相连构成；轻产物处理装置由轻产物缓冲桶、渣浆泵和轻产物压滤机依次管路相连构成；重产物处理装置由重产物缓冲桶、渣浆泵和重产物压滤机依次管路相连构成；轻产物压滤机与重产物压滤机的出水口与搅拌桶管路相连；变径水介质分选床呈筒状，内径至上而下逐渐减小。
所述的湿法冲击式破碎机由破碎机体，设在破碎机体内的桶形筛板和设在桶形筛板内的锤头构成，破碎机体的上方设有进水口，侧面设有入料口，底部设有集料槽；所述变径水介质分选床包括内径至上而下逐渐减小的筒体，筒体内设有流体分布器，筒体的上方设有入料口，下方设有轻产物出口和重产物出口，底部设有进水阀门。
有益效果：以水为介质回收废弃印刷电路板中的有价成分，将经预处理的废弃电路板送入湿法冲击式破碎机进行破碎，有效避免了粉尘的扩散以及物料破碎过程中热解产生的气体，还能够避免破碎设备局部温度过高，同时加速了破碎后产物的排出，控制破碎过程中的过粉碎现象。整个流程均采用湿法破碎与湿法分选的方法，超过95％以上的破碎产物分布在-1mm以下，而-1mm以下的废弃电路板金属解离度超过90％，因此破碎产物可直接进入分选环节，避免了机械处理过程中的筛分或分级作业环节，工艺更简单。将废弃电路板经湿法破碎机、搅拌桶、变径水介质分选床、压滤机，依次进行破碎、搅拌、分选、脱水，最终得到可进一步分离提纯获取铜、锌、锡、镍等贵金属的金属富集体和以树脂和玻璃纤维为主的非金属富集体，解决了废弃电路板资源化的难题。变径水介质分选床分选效率较高，分选操作条件较宽，分选速度快，可实现宽粒级多组分物料按密度的有效分选。变径水介质分选床中的流体分布器有助于产生适合床体构造的平稳上升水流，改善同一截面内流速的不均匀分布。在固液两相流分选中可以显著地改善水力分布、提高分选效率，变径水介质分选床分选下限几乎可以到零。压滤清水可以通过循环水路重新打入搅拌桶，实现了水介质的闭路循环使用，有利于节省水资源和减少环境污染。实现了微细粒级物料的高效回收，具有分选下限低，环境污染小，工艺及设备简单，分选效果好，在本技术领域内具有广泛的实用性。
附图说明
图1是本发明的水介质物理回收过程框图。
图2是本发明的水介质物理回收设备系统图。
图3是本发明的湿法冲击破碎机结构示意图。
图4是本发明的变径水介质分选床结构示意图。
图5是本发明的流体分布器结构示意图。
图中：1-湿法冲击式破碎机，2-搅拌桶，3-渣浆泵，4-变径水介质分选床，5-轻产物缓冲桶，6-渣浆泵，7-轻产物压滤机，8-重产物压滤机，9-渣浆泵，10-重产物缓冲桶，11-循环水路。1-1-破碎机体，1-2-进水口，1-3-锤头，1-4-入料口，1-5-桶形筛板，1-6-集料槽，4-1-筒体，4-2-流体分布器，4-3-入料口，4-4-轻产物出口，4-5-重产物出口。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
图1所示，本发明的水介质物理回收工艺：将经过除去电池、有毒有害元器件等预处理的废弃电路板从湿法冲击式破碎机1的入料口1-4给入破碎腔，水流通过进水口1-2进入破碎腔，锤头1-3高速运动冲击物料，破碎至2mm粒级以下的矿浆从筛板1-5中流出，经管路进入搅拌桶2充分搅拌均匀，然后由渣浆泵3将搅拌后的矿浆打入变径水介质分选床4内，水经水泵从变径分选床4底部进入，供水量可调，矿浆流在变径分选床4内产生变速流场，颗粒在这一流场中始终处于变速运动状态，根据物料间性质的差异，实现轻、重物料(金属组分与非金属)的有效分离；分选得到的轻物料进入入料缓冲桶5，然后由渣浆泵6将缓冲桶内的轻物料打入加压过滤机7，充分压滤后得到非金属富集体，所压滤的清水通过循环水路11进入搅拌桶2内继续使用。分选得到的重物料进入入料缓冲桶10，然后由渣浆泵9将缓冲桶内的重物料打入加压过滤机8，充分压滤后得到金属富集体，所压滤的清水通过循环水路11进入搅拌桶2内继续使用。
图2所示，本发明的水介质物理回收设备，主要由倾斜设置的变径水介质分选床4、入料装置和轻、重产物处理装置，分别与变径水介质分选床4管路相连的入料装置和轻、重产物处理装置；入料装置由湿法冲击式破碎机1、搅拌桶2和渣浆泵3依次管路相连构成；轻产物处理装置由轻产物缓冲桶5、渣浆泵6和轻产物压滤机7依次管路相连构成；重产物处理装置由重产物缓冲桶10、渣浆泵9和重产物压滤机8依次管路相连构成；轻产物压滤机7与重产物压滤机8的出水口与搅拌桶2管路相连。
图3所示，湿法冲击式破碎机1由破碎机体1-1，设在破碎机体1-1内的桶形筛板1-5和设在桶形筛板1-5内的锤头1-3构成，破碎机体1-1的上方设有进水口1-2，侧面设有入料口1-4，底部设有集料槽1-6。在破碎机体1-1内装有若干锤头1-3，锤头1-3的链接孔径大于轴的直径，在破碎过程中锤头1-3呈甩动状态冲击废弃电路板。废弃电路板由入料口1-4进入破碎腔，锤头1-3高速运动冲击物料。电路板在冲击锤头1-3的高速作用下获得能量飞向破碎机腔体，速度较快的物料将受到腔体的二次破碎作用而破裂。有部分电路板获得能量在破碎机腔体1-1中上升，与破碎机给料碰撞后下落，被冲击锤头1-3再次破碎，也有部分物料高速运动，相互碰撞进而破裂。水流通过进水口1-2进入破碎腔，破碎后产物被击打成矿浆从筛板1-5中流出。
图4所示，变径水介质分选床4呈筒状，内径至上而下逐渐减小，它包括内径至上而下逐渐减小的筒体4-1，筒体4-1内设有流体分布器4-2，筒体4-1的上方设有入料口4-3，下方设有轻产物出口4-4和重产物出口4-5，底部设有进水阀门。倾斜设置的变径水介质分选床4的倾角可调，约为20°。
图5所示为流体分布器4-2，流体分布器4-2为开设有若干小孔的隔板，间隔设在变径水介质分选床4内，在固液两相流分选中用以改善水力的分布、提高分选效率。