机械分离法提取电路板中的金毕业论文(编辑修改稿)

机械分离法提取电路板中的金毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

本原因就是每年对 10 万车电子垃圾的回收处理。 而且发达国家电子垃圾不断涌入国内， 据相关机构统计，全球每年从消费过程、生活过程以及维护过 程所产生的电子垃圾总量约 2020万到 5000万吨。 其中约 20%30%的电子垃圾的最终处理和再利用地是在中国，面对这样严峻 的问题我国必须积极有效地开展废弃 PCB 回收利用方面的研究，使这些宝贵的二次资源 [1] 得到科学合理的资源化和无害化处理，对促进环境治理以及人类的可持续发展都有着极其重要的意义。 印刷线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。 它应用广泛，是各类电子产品中不可或缺的重要部件，存在于由大到小几乎所有的电子产品中 [1]。 各种电子元器件的使用寿命都是有期限的，各类电子产品更新换代的 速度相当快，这就意味着淘汰下来的电子产品会越来越多。 有许多电子产品是在完成其使用寿命之后的正常报废的；还有许多是由于电子技术的发展，在刚刚进入市场甚至还未进入市场即遭到淘汰。 以计算机的开发为例，更新换代的期限基本为两年，然而液晶显示器的出现，更使传统球面显示器电脑的淘汰量急剧增加。 目前在全球范围内，未进行回收安全处理的 CRT球面显示器达 2亿台左右，其中中国约占 4 000 104 台 [2]。 经权威统计部门预测我国未来 3 年电脑产生量及年度报废量如图 1 所辽宁石油化工大学继续教育学院论文 2 示，由此可见，中国电子废弃物数量惊人且处理现状不容乐观 [3.。 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 3 1 废弃电路板的结构和国内外研究状况 线路板的结构 废弃线路板是玻璃纤维、强化树脂和多种金属的混合物，属典型的电子废弃物。 普通线路板中含有大量对人体有毒有害的化学物质，比如个人电脑 (PC)中，制造一台 PC 需要 700 多种化学原料，其中半数以上对人体有害。 表 1 列举了 PC 中的集成印刷电路板部分元素组成及含量。 PC 的显示器特别是 CRT 显示器中则含有大量的汞、铅、镉、铬等有毒或有害的物质。 如果不妥善处理与处置，不但会造成有用资源的大量流失，而且其所含有镉和溴化阻燃剂等属致癌、致畸、致突变物质，汞、铅等重金属也会对环境和人类健康产生严重的危害。 从表 1 结果 [2,3] 可以看出，废弃线路板中仅铜的含量就高达 20％以上，另外还有铝、铁等金属及微量的金、银等稀贵金属。 可见废弃线路板具有比普通城市垃圾高得多的回收价值。 若再考虑到电子废弃物中有较高价值且仍可以继续使用的部分元器件，如内存条、微芯片等，电子废弃物具有更高的潜在价值，蕴藏着巨大的商机，回收利用的前景广阔。 成分 含量 成分 含量 成分 含量 成分 含量 成分 含量 Ag 3300g/t Be Al % Bi % F % Sb % Sc 55g/t As % C % Fe % Se 41g/t I 200g/t Au 80g/t Cd % Ga 35g/t Sr 10g/t Hg 1g/t S % Cl % Mn % Sn 1% Zr 30g/t Ba 200g/t Ni % Mo % Te 1g/t Sio2 15g/t Cr % Br % 废弃电子线路板回收国内外研究状况 发达国家对废 PCB 回收常贵金属及稀贵金属很重视，投入大量资金对其进行研究，所采取的技术手段通常分为两大类：物理法和化学法。 物理法主要用于常见金属如铝、铁、铜等的回收。 采用拆卸、分选等技术来实行。 化学法有电化学法及湿法冶金，主要用于提纯贵金属如金、银、铂、钉等。 从世界各国处理流程来看，绝大多数加工商在预处理阶段均采用了称重一分类 — 破碎一粉磨一有机物焙烧辽宁石油化工大学继续教育学院论文 4 一熔炼一筛分一机械搅拌一选粒 — 物理分选的工艺。 从世界各国处理方法来看，国外注重采用智能拆解的回收方法。 视觉识别技术 、机械自动化技术在废旧电子电器产品回收领域的成功应用更促进了国外智能拆解技术的发展。 其优势是对可识别的部分实现回收自动化，可以保证回收物的统一性。 智能拆解技术是今后废旧电子产品回收领域发展的新方向。 自动化程度的提高可以给回收企业节省很大部分劳动力投入。 目前这种技术的发展与普及还有很大的可提升空间，首先是整个处理过程中还需要加入大量的手工操作才能实现，这样设备运行的效率还很大部分要受制于操作工人的效率；其次设备的适应性不够高，只能对手机和特定尺寸的印刷电路板等进行处理，这样机器的处理范围存在一定的局限。 再次， 设备的购置费用较高，成本较大。 目前我国废旧电路板回收处理技术还不成熟，开发投入严重不足。 由于资金投入少、技术开发能力弱等素导致电子废弃物加工处理工艺落后，技术及装备水平极低，未有较先进的技术和具有大规模的公司，一些与废旧电路板加工处理相伴的环境污染物也未能得到妥善处理。 目前我国电子废弃物的处理方式基本有三种。 手工拆卸 靠回收废品为生的小贩往往将低价回收来的电子废弃物通过清洗、修理或重新组装 后作为新产品倒卖进入流通市场、销往农村或者向非洲等贫困地区倾销。 这些废旧电子 电器产品因超期“服役” 导致事故频频发生，成为危及人们生命和财产的重大事故隐患， 使用者对废旧电子产品存在危害及其价值认识不够，将完全报废后的电子电器产品随意 丢弃，造成当地环境的严重污染。 人工回收 某些拆解作坊雇佣工人对电子废弃物进行手工拆解，依靠最简单的工具如锤子、钳 子等，将含金量高的成分和一些能再利用的元器件进行分类回收；或者采用最简单酸溶 解或露天焚烧等落后方式回收其中的金属，剩下的回收价值低的就地丢弃或焚烧，致使 当地的环境遭到严重破坏。 环保型处理 环保型处理在方式和设施上基本是靠引进国 外技术或直接用国外企业的投资建设的，最近几年已陆续有多家电子废弃物处理企业投资建设。 比如由美国富勒集辽宁石油化工大学继续教育学院论文 5 团投资的南京金泽公司已于 2020 年建成投产， 2020 年 3 月湖南万容科技有限成立了“废旧电路板的回收与利用项目”研发小组，对废 113PCB 板的回收综合利用及发展前景等方面的技术难题进行了认真的研究估算和考察，并做了大量的考证工作及工艺试验，于 2020 年初开始投放市场，实行规模化生产。 先后在深圳公明镇、广东东莞及江苏无锡等地建立了废旧电路板回收处理基地，并取得了理想的效果。 但是国内处理废旧电子物资的技术与国外相比 比较落后，很多处理技术都是以回收原料为目的的，回收效益不高，存在很大环境污染方面的问题。 在具体操作方面，大部分以手工拆卸分离为主，回收效率很低，直接接触某些有毒害的金属对操作人员的身体健康也存在很大的威胁。 从这些方面看，国内回收技术的发展空间还很大，要发展回收技术， 首先是要解决回收处理中的污染问题，在化学处理方面需要研究一些替代氰化物等有毒物质的处理方法，例如用有机溶剂处理，或生物冶金等方法以适应环保方面的要求；其次提高回收的效率，就是要更多的回收废旧电子产品中的可重新利用的元件：第三要学习国外的智能拆解 技术，增大资金投入，引进国外先进技术，使废旧电子产品的处理实现自动化、智能化。 辽宁石油化工大学继续教育学院论文 6 2 机械物理分离法的介绍 机械物理分离法 机械处理技术采用的主要是物理方法 ,首先通过破碎实现废弃电子线路板中的金属与非金属的解离 ,然后根据所含金属和非金属材料的物理性能不同 ,利用不同的分选方法将这些材料加以分离。 废弃电子线路板的机械处理方法包括拆解、破碎、风力分选、磁选、筛分、涡流分选、电选等。 废弃 PCB 上电子元器件的拆卸 目前 ,中国拆卸技术工艺相当落后 ,一般由手工完成。 考虑到 PCB 的基板和上面的元器件 在组成和结构上有很大的差异 ,国外一些公司开发了新的技术方法 ,在处理废弃 PCB 时 ,将电子元器件拆卸下来分开单独处理。 日本一家公司开发了一套自动拆卸废电路板中电子元器件的装置 ,这种装置主要利用红外加热和两级去除的方式（分别利用垂直和水平方向的冲击力作用 )使穿孔元件和表面元件脱落 ,不会造成任何损伤 ,然后再结合加热、冲击力和表面剥蚀技术 ,使电路板上 96%的焊料脱焊 ,用作精炼铅和锡的原料。 德国也一直在研究废电路板的自动拆卸方法 ,采用与电路板自动装配方式相反的原则进行拆卸 ,先将废电路板放入加热的液体中融化焊料 ,再用一 种 SCARA 机械装置根据构件的形状分检出可用的构件。 破碎 对于机械分离技术来讲 ,使各种材料尽可能充分地单体解离是高效率分选的前提。 由于废弃 PCB 主要由强化树脂板和附着其上的铜线等金属组成 ,硬度较高、韧性较强 ,采用具有剪切作用的破碎设备可获得较好的解离效果。 研究发现 ,一般破碎到 mm 时金属基本上可以达到 100%的解离 ,但破碎方式和级数的选择还要视后续工艺而定。 另外 ,废弃 PCB 的破碎过程中会产生大量含玻璃纤维和树脂的粉尘 ,阻燃剂中含有的溴主要集中在 mm 以下的颗粒中 ,而且连续破碎时 还会发热 ,散发有毒气体 ,因此必须注意除尘和排风。 张洪建等根据废弃线路板非金属组成及破碎特性 ,通过热重 红外分析热解实验等手段证实和研究了干法破碎中存在的二次污染问题 ,提出了应用湿法破碎的解决方案。 瑞典开发了一种旋转式破碎机 ,在中间转筒周围安装着一套能够自由旋转的压碎环 ,依靠压碎环与设备内壁之间的剪切作用破碎物料。 用这种破碎机可以减小解离后金属的缠绕作用。 日本的回收工艺采用两辽宁石油化工大学继续教育学院论文 7 级破碎 ,分别使用剪刀破碎机和特制的具有剪断和冲击作用磨碎机 ,将废板粉碎成 mm～ mm 左右的碎块。 德国在破碎阶段用旋转 切刀将废板切成 2 cm 2 cm大小的碎块 ,磁选后再用液 氮冷却 ,然后送入锤磨机碾压成细小颗粒 ,从而达到好的解离效果 [4] 分选 分选 [5] 主要是利用粉碎后粉体各组分不同的物理化学性质 ,采用重力分选、磁电分选、化学分选、电选等手段将其分离开来。 美国利用强力旋流分选机从个人电脑的 PCB 中回收铝。 利用破碎、筛分、电选和磁选的方法从废弃电子线路板中实现金、银与铁、铝、锌。