[发明专利]水热处理回收废弃线路板中铜箔和玻璃纤维的方法

说明书

技术领域

本发明涉及废旧电子电器产品线路板中有价资源的分离回收方法，属于环境保护与资源综合利用领域的固体废弃物处理新技术，尤其适合于复合金属与非金属材料的资源回收和再生循环利用。

背景技术

印刷电路板是电子工业的基础，也是各种电子产品的核心部件，主要用于电子元件的互相连接。它被广泛应用于电脑、通讯设备、测控仪器仪表、家庭电器等领域。因设备老化以及电子信息技术的不断更新换代等原因，全世界每年都会产生大量的废弃线路板。由于废弃印制线路板中存在大量能对环境造成危害的成分，如卤素阻燃剂和铅，镉等重金属元素，如果得不到妥善处置，不仅会对环境造成严重的污染，而且会造成资源的严重浪费。同时，废弃线路板中也含有大量塑料、玻璃纤维、普通金属、痕量元素及贵金属等有用的资源，在自然资源供求矛盾日益加剧的今天，废印制线路板的回收具有很高的资源效益。

目前，我国线路板资源化回收方法主要包括机械法、湿法冶金、火法冶金等。机械处理是运用各组分之间物理性质差异进行分选的方法，包括拆卸、破碎、分选等步骤，分选处理后的物质再经过后续处理可分别获得金属、塑料、玻璃等再生原料。这种处理方法具有成本低，操作简单，不易造成二次污染，易实现规模化等优势，但机械分离率受粉碎粒径和分选粒径限制分离不彻底，分离产物需要进一步分体提纯。湿法冶金技术主要过程包括一系列的酸及腐蚀性浸出，然后采用沉淀、溶剂提取、吸附和离子交换等方法对浸出液进行分离和提纯处理，进而回收目标金属组分，这种方法选择性强、回收率高，但化学试剂成本高，并需承担很高的污水处理成本，不适合大规模工业生产。火法冶金是利用冶金炉高温加热剥离非金属物质，贵金属熔融于其他金属熔炼物料或熔盐中加以分离。此法的优点是能够处理所有形式的电子垃圾，对电子垃圾的物理形态的要求比较低，但火法冶金的处理过程中，一些稀贵金属和常规金属会随着有机成分的挥发和排渣流失，同时有机物在焚烧过程中产生有毒有害气体，进而造成严重的二次污染。现行的线路板回收利用方法中，机械法更适合线路板的大规模资源化回收利用，但由于线路板中铜箔与玻璃纤维层紧密粘接在一起，常规破碎方法很难完全将线路板不同组分破碎分离，如果将作为粘结剂的环氧树脂改性脆化，使之失去粘结作用，线路板不同组分就易于破碎分离。本发明以废旧电子电气产品中印刷线路板为对象，通过水热处理实现线路板上铜箔与玻璃纤维的整体分离，确立了一种操作简便、效率高、绿色环保的废弃线路板资源回收利用新方法。

三、发明内容

本发明针对目前流行的机械法处理线路板过程中存在的不同组分混杂、分离不彻底、能耗高、破碎设备磨损大的缺点，提供一种线路板水热改性解离处理方法。通过对线路板进行水热处理，使线路板中环氧树脂脆化，失去粘接能力，从而使不同组分能够充分解离回收。破碎后获得的产品是颗粒状或片状的铜箔与粉末状的玻璃纤维。利用该方法不仅可以得到较高纯度的片状铜箔，同时可以回收玻璃纤维；铜箔可以进一步用于回收贵金属，玻璃纤维可以用于回收阻燃剂，然后使用于建材增强材料、树脂增强材料和催化剂载体等领域。

本方法具备以下特点：

1、不同于热解法中固化环氧树脂完全裂解产生大量有毒和腐蚀性烟气，在水热条件环氧树脂产生轻微脆化裂解现象，同时反应在密闭系统中进行，处理温度低，避免有毒烟气的产生，而且环氧树脂失去原有韧性，使得线路板更容易破碎分离。

2、铜箔、玻璃纤维和环氧树脂具有不同的热膨胀和机械热力学特性，在一定温度下利用不同物质热力学差异，会产生不同的形变，进而使得线路板不同物质分层解离。

3、线路板经改性处理后，固化环氧树脂失去韧性变为脆性物质，不同组分极易破碎分离，经破碎机破碎后(破碎时间短，只需20～40秒即可将不同组分充分解离)，所得产物为颗粒状或片状的铜片以及粉末状的玻璃纤维，通过风选或筛选可将金属与非金属部分高效分离。

本发明按以下步骤完成：

1、对于生产过程中产生的废弃印刷线路板及边角废料可以直接使用；对于从废旧电子电器产品中拆解下来的线路板，首先通过电热板或红外加热对废弃线路板表面焊料进行加热，待焊料熔化后将线路板表面电子元器件脱除下来。

2、将去除表面元器件的线路板放置到不锈钢物料筐中后送入水热反应釜中，向釜内加水，水面高度为反应釜内胆高度的20％-40％，密封后开启加热与温控系统开始加热，当釜内温度达到设定温度250℃～400℃后开始计时，保温0.5～1小时。