[发明专利]一种基于高温蒸汽拆解和改性处理废电路板的方法

说明书

技术领域

本发明属于电子废物资源化处理技术领域，涉及一种基于高温蒸汽拆解和改性处理废电路板的方法。

背景技术

废电路板(Printed Circuit Boards，PCB)是电子废物的重要组成部分，装载有电容、电阻、二极管、三极管、电感和集成电路(芯片)等多种元器件。废电路板中含有多种有毒有害物质，如有机阻燃剂以及铅、镉、镍和铬等重金属，不恰当的拆解处理会对生态环境和人体健康造成严重影响。另一方面，由于废电路板转载有各类元器件，且含有大量的金属、树脂和塑料等有价组分，其资源化价值较高。采用有效的技术方法处理废电路板既是环境污染防治的要求也有利于资源的回收利用。对废电路板进行资源化的第一步是电子元器件的拆卸。这些元器件主要通过插装或表面贴装等形式焊接封装于电路板基板上。目前，我国废电路板仍以手工拆除元器件为主，存在拆解效率低和环境污染等问题，在很大程度上制约了废电路板的高效回收和无害化处置。

国内已有多项关于废电路板拆解的专利和技术方法。专利[CN101537522]和专利[CN201410596]通过将带元器件电路板置于设定高温的熔锡炉中，焊锡受热熔化后，通过人工移除拆卸元器件。专利[CN101417358]发明的脱焊装置由喷射高温高压气体(210-300℃)，使焊料与电路板分离。专利[CN101590555]用热风管形成热风加热的方式对电路板进行加热(230～255℃)，去除焊锡。专利[CN101362239]公开了一种通过熔融焊料加热炉、翻转传递机构及振动冲击装置等实现电路板元器件自动拆解的装置。专利[CN101733631A]将电路板置于预热区预热后在高温区由钩拔装置和双滚刷装置将元器件和焊料拆卸。专利[CN1935398]开发了可以固持电路板并进行垂直运动和偏转运动的定位装置，以更好的配合击打装置实现拆解。专利[CN101502903]根据电路板基板的类型和元器件的型号，先对线路板进行200℃以下的烘烤，去除非焊接方式连接的元器件，并导直待摘除的插装元器件的引脚；再根据电路板所用焊料的熔化温度，加热焊料充分熔化，在外力作用下使元器件脱离电路板。此外，专利[CN201304409]和专利[CN101014229]利用冲击装置拆卸元器件。专利[CN201380345]采用了逐级升温和振动装置拆卸元器件。

上述专利分别从预处理、设计元器件拆解工具和提高拆解自动化程度方面对废电路板拆解技术进行了研究。但这些发明均是在敞开环境(空气)中对电路板加热，极易造成环境污染。研究表明，电路板在空气氛围下的热失重起始温度为250～270℃。同时，高温也会破坏元器件功能结构，降低了回用价值。元器件以人工拔除为主，需要采取严格的劳动保护措施。自动化的机械装置及其配套设施一般构成复杂，操作难度大，且难以适应不同类型和尺寸电路板的拆解。同时通过采用高温蒸汽对电路板基板材料进行力学改性尚无研究先例。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于高温蒸汽拆解和改性处理废电路板的方法，在密闭环境中用蒸汽加热，通过施加较易实现且适用性较广的机械力实现元器件的拆解；与此同时，对电路板的基材进行热处理改性，降低其机械力学强度并破坏材料结构，以利于其后续分离和回收，具有拆解速度快，易实施的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于高温蒸汽拆解和改性处理废电路板的方法，利用带有旋转搅拌装置的反应釜，包括以下步骤，

第一步，设定加热温度，同时设定旋转搅拌装置的转速和转动时间，其中加热温度的范围为190～230℃，转速范围200～750rpm，转动时间范围20s～3min；

第二步，将电路板置入反应釜，用卡具将电路板固定于旋转搅拌装置上，通过调节旋转搅拌装置的长度调节旋转半径，使废电路板距反应釜内壁1cm；

第三步，采用密闭的高温蒸汽发生装置产生高温蒸汽通入反应釜，对反应釜中的电路板进行加热，开启旋转搅拌装置，高温蒸汽的温度为第一步设定的加热温度；

第四步，当旋转搅拌装置停止，则停止加热，冷却。

将电路板置入反应釜之前，人工去除电路板上非焊接方式连接的元器件，去除电解质电容，并将插装的元器件引脚导直。

所述的高温蒸汽发生装置带有温控装置，可控制升温速率和最终加热温度。

所述的高温蒸汽发生装置可用工业废蒸汽替代。

所述的工业废蒸汽可用温控装置控制温度。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1)拆除效率高，可达100％。

2)对电路板机械性能起改性作用，利于基板后续处理。