[发明专利]含金属固体废料回收方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种含金属固体废料回收方法和设备。

背景技术

随着全球电子产品更新换代不断加速，报废电子器件数量正日益剧增，造成环境的严重污染和资源的巨大浪费，电子废弃物的再资源化问题亟待解决，其中电子废弃物回收过程最大的难题是印刷线路板的回收处理。

传统的线路板废料及电子废料回收工艺为氰化物回收金等贵金属，废料焚烧或水磨湿法处理工艺回收铜等金属；氰化物回收贵金属此种处理工艺在处理过程中产生大量含剧毒的氰化物、高浓度的酸、碱废水及酸性废气；焚烧回收金属过程中产生大量的的粉尘及有毒有害(如Dioxin，即二恶英)等废气。

目前深圳及周边大量的废旧电子及线路板废料处理方式有两种：一种处理方式是转移到佛山、清远、汕头、南海及湖南省周边的偏远地区焚烧回收各种金属，焚烧造成的当地空气污染相当严重；另一种回收方法是湿法水磨来处理，此种处理方式在处理过程中由于金属回收率不高，造成金属资源的浪费，同时由于在处理过程中会产生大量的废水，废水中含有的金属粉末在流入纳污水体过程中部分会形成重金属离子而造成水体重金属污染，同时在分离出的非金属粉末内含有一定的金属粉末，这些废料基本上属难降解物质，相关环保法规规定为不可填埋物质，但由于处理过程中产生的非金属粉末由于脱水存在较大困难或脱水成本太高，无法回用于玻璃钢填充基材，这些非金属粉末目前的处理途径只能到垃圾填埋场填埋，在填埋后其中的金属粉末会渐渐形成重金属离子而造成重金属污染，非金属粉末由于无法降解造成填埋场填埋容量大大降低，封场周期大大增长，难以实现无害化处理。

当今我国废电器数量正以每年近百万吨以上的速度发展，废电器中都含有线路板，如电脑主机中线路板含量约占8％。废印刷电路板中含有很多有毒材料，如铅、溴、苯、镉等，同时，印刷电路板中又含有金、银、铜等贵金属材料，具有很高的附加值。单层板含铜5％～6％，双层板含铜10％～12％，多层板含铜20％～30％；其余为树脂和玻璃纤维，通常树脂占两者总量的30％～50％，玻璃纤维占50％～70％；环氧树脂中含有10％～20％的溴，溴是有害气体。废印刷电路板如果处置不当，不仅会引起新的环境污染，而且会造成资源的严重浪费。因此，废印刷电路板的无害化处理，不仅可以极大地减小其对环境的危害，还可以使大量宝贵的资源得到重新利用，这对改善人类的生存环境、资源的重新利用和可持续发展都具有重要的意义。

工业发达国家对废印刷电路板的无害化回收处理都非常重视。主要有瑞典、德国、日本、加拿大等国的相关公司。其中瑞典Scandinavian回收公司是世界上最大的回收公司之一，开发了用旋转剪切破碎机使印刷电路板的金属材料与非金属材料剥离，再采用风力分选使金属粉与非金属粉分离；德国Daimler Benz Ulm研究中心先用剪切破碎机把印刷电路板破碎成2cm×2cm的碎料，然后磁选，用液氮冷却，再用碾压式粉碎机粉碎成细小的粉末，使印刷电路板的金属材料与非金属材料剥离，最后用静电分选方法把金属粉与非金属粉分离；日本松下公司采用剪切和冲击破碎机使线路板粉碎成0.1～0.3mm的粉，再采用旋风分选技术，把金属粉与非金属粉分离。加拿大协德公司也采用粉碎加静电分选的方法回收处理废印刷电路板；日本NEC公司是先将废印刷电路板粉碎成100～300μm，再用旋风进行分离，再对金属部分用静电法进行分离，金属的回收率约90％，金属纯度约82％。该设备处理量300kg/h，约需日元2亿多元，相当昂贵。

目前国内废线路回收处理均有采用类似工艺，但主要有以下几种缺陷：1、破碎不完全或因破碎工序运转不正常使回收系统无法使用；2、分选过程相对粗糙，分离率不高；3、回收后非金属粉末无法处理；4、破碎及分离过程能耗大，难以实现无害化分离。

在上述工艺中用于含金属固体废料回收的高压静电分选基本工作原理是由气体电离、尘粒荷电、尘粒沉集与清灰等几个过程组成。

(1)气体电离：在电晕极上施加高压直流电，产生电晕放电，使气体电离，产生大量正负离子；

(2)尘粒荷电：若电晕极附近带负电，则正离子被吸引而失去电离，自由电子和负离子受电场力的作用，便向集尘极移动，与含尘气流中的尘粒接触，使尘粒荷电；

(3)尘粒沉集：荷电尘粒在电场力的作用下到达集尘极后沉集在集尘极表面；