隨著信息技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品的種類和數(shù)量猛增，更新?lián)Q代速度加快，因而產(chǎn)生了大量的電子廢棄物，作為電子產(chǎn)品主要構(gòu)成部件的印刷線路板廢棄量與日俱增。

印刷線路板一般是覆銅絕緣板（基板材料為玻璃纖維強(qiáng)化樹脂），板上裝配有多種電子元件，含有多種貴重金屬（金、銀和鈀等）、稀有金屬（鈮和鉭等）和大量的基本金屬（銅、鐵和鋁等），隨意丟棄或處理處置方法不當(dāng)既污染環(huán)境，又造成資源流失。相對于從原礦中提取這些金屬來說，對廢印刷線路板進(jìn)行回收處理所需要的能耗較少，回收過程中產(chǎn)生的二次廢物量也少，可以獲得很好的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到節(jié)省資源、廢棄物減量和降低環(huán)境污染等多重目的。目前我國廢印刷線路板的資源化研究尚處于起步階段，急需開發(fā)回收其中有價(jià)值的物質(zhì)、控制其環(huán)境污染的技術(shù)。

目前廢印刷線路板的再生利用技術(shù)包括火法冶金、濕法冶金、機(jī)械處理或幾種技術(shù)相結(jié)合，具體的工藝包括剝離法、溶蝕法、焚化法、直接冶煉法及搖洗浮選法等?；鸱ㄒ苯鸷蜐穹ㄒ苯鸺夹g(shù)都是已經(jīng)發(fā)展成熟、應(yīng)用很廣的技術(shù)，但這些技術(shù)在處理印刷線路板過程中會(huì)造成嚴(yán)重的二次污染：鹵化阻燃物焚燒可能產(chǎn)生二惡英，濕法冶金過程中產(chǎn)生需要后續(xù)處理的污泥、廢水等污染物，這些二次污染物的治理極大地提高了處理成本。干法機(jī)械處理不需要考慮產(chǎn)品干燥和污泥處置等問題，二次污染相對較小，具有很大的優(yōu)越性。

干法機(jī)械處理包括拆解、破碎和分選等過程。印刷線路板中，韌性及延展性大的玻璃纖維、樹脂（基板材料）和硬度大的金屬（元器件及導(dǎo)線等）的同時(shí)存在使廢印刷線路板破碎困難，剪切式破碎機(jī)成為優(yōu)先的選擇。另外，印刷線路板的組成材料間密度和電導(dǎo)率差異都很大，因此破碎后可以根據(jù)密度和電導(dǎo)率的差別進(jìn)行分選。

本文研究采用剪切式破碎和電力分選技術(shù)實(shí)現(xiàn)廢印刷線路板干法機(jī)械分離的可行性。分離后的金屬可以送冶煉廠冶煉提純，作為冶煉有用金屬的重要資源；樹脂可用做涂料、鋪路材料、建材或塑料的填料等，或是作為增強(qiáng)材料和絕緣膠粘材料重新利用。

1 試驗(yàn)

1.1試驗(yàn)設(shè)備和物料

1.1.1試驗(yàn)物料

試驗(yàn)物料為帶有各種電子元器件的廢印刷線路板。為了防止污染和破碎機(jī)刀具的過度磨損，先將廢板上的大塊鐵板、部分電池、電容拆解掉，然后將廢印刷線路板切割成約10cm×10cm的小塊，用于破碎試驗(yàn)。

破碎后的物料經(jīng)篩分后，取-14+20目、-20+30目、-30+60目、-60+120目和-120+200目5個(gè)級別用于電選。

1.1.2試驗(yàn)設(shè)備

實(shí)驗(yàn)室小型剪切式破碎機(jī)；3TZX-40型旋振篩；單輥筒電暈電選機(jī)：采用多元電暈-靜電復(fù)合電極，分選電壓0～60kV連續(xù)可調(diào)，分選圓筒轉(zhuǎn)速30～300r/min連續(xù)可調(diào)。

1.2試驗(yàn)過程

分別測定破碎篩分后的5個(gè)級別物料的單體解離度。

每個(gè)級別稱取400g物料，通過振動(dòng)給料器均勻給到旋轉(zhuǎn)電極表面，盡量保持單層，使每個(gè)顆粒均勻受到電場力。5個(gè)級別物料分別試驗(yàn)。由于銅粉和玻璃纖維、樹脂在外觀上差異明顯，根據(jù)分選效果不斷調(diào)整分選參數(shù)（電壓、輥筒轉(zhuǎn)速和進(jìn)料速度等），直到每個(gè)級別獲得較好的分選效果。而后將各產(chǎn)品分別稱重，計(jì)算產(chǎn)率，在光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行初步分析，并測定金屬含量。

1.3試驗(yàn)評價(jià)指標(biāo)

破碎試驗(yàn)評價(jià)指標(biāo)為不同粒徑范圍內(nèi)金屬和玻璃纖維強(qiáng)化樹脂的單體解離度，電選試驗(yàn)評價(jià)指標(biāo)為各產(chǎn)品的產(chǎn)率和主要金屬含量（品位）。

單體解離度采用顆粒計(jì)數(shù)法在光學(xué)顯微鏡下測定，金屬含量用原子吸收光譜法測定。

2 結(jié)果與分析

2.1不同粒徑顆粒的單體解離度

圖1是幾個(gè)級別物料在光學(xué)顯微鏡下測定單體解離度的照片，表1是不同粒徑顆粒的單體解離度。

由表1和圖1可見，破碎至+14目時(shí)，許多覆銅線、鍍銅膜都還在玻璃纖維強(qiáng)化樹脂顆粒上，物料解離度很差；-30+60目時(shí)已經(jīng)基本解離，60目以下解離較完全，偶爾玻璃纖維強(qiáng)化樹脂顆粒上覆有一點(diǎn)銅膜?？梢姀U線路板由于不同材料界面間結(jié)合力相對較小，解離較容易。

圖1顯微鏡下測定單體解離度

表1金屬和玻璃纖維強(qiáng)化樹脂的解離度

2.2電選試驗(yàn)結(jié)果

圖2為電選分離后各級別物料的照片，由圖2可見：

對于-14+20目和-20+30目級別，因?yàn)轭w粒還未完全解離，分選效果不好，在許多樹脂顆粒上有一層很薄的銅膜，很容易進(jìn)入導(dǎo)體部分，致使導(dǎo)體部分純度降低。

-30+60目物料玻璃纖維、樹脂與金屬解離的很好，分選效果較好，導(dǎo)體部分呈銅黃色，金屬多為粒狀與細(xì)條狀；非導(dǎo)體部分為絲狀玻璃纖維或片狀樹脂。

-60+120目、-120+200目物料分選效果更好：導(dǎo)體部分純度高，基本全部為金屬；非導(dǎo)體部分無明顯的金屬物，只是部分絮狀長纖維中夾有極少量金屬屑。

表2為各級別原始物料中Cu、Au、Ag和Sn4種金屬的含量及經(jīng)過一次分選后各產(chǎn)品中金屬的含量及回收率。

圖2各級別物料電選后產(chǎn)品

表2電選結(jié)果

由表2可知：

Cu 基本集中在-20+30目和-30+60目粒級范圍內(nèi)，入料中的含量分別為27.25%和31.03%，-14+20目、-60+120目、-120目原始含量相對較少。經(jīng)過一次選別后，-20+30目粒級導(dǎo)體部分Cu的含量達(dá)44.5%，回收率81.65%；-30+60目粒級導(dǎo)體部分Cu的含量達(dá) 57.62%，回收率80.25%，選別效果很好。幾個(gè)粒級中非導(dǎo)體部分Cu的含量很低，且粒度越細(xì)，含量越低?？梢娏６仍郊?xì)，選別效果越好。

Au主要富集在-30+60目和-120+200目2個(gè)粒級中，+30目粗粒級中含量很少。經(jīng)過一次選別后，-30+60目粒級導(dǎo)體部分Au的含量達(dá)0.058%，回收率63.41%；-120+200目粒級導(dǎo)體部分Au的含量達(dá)0.71%，回收率62.92%。

Ag主要富集在-30+60目和-60+120目細(xì)粒級中，粗粒級中含量很少。經(jīng)過一次選別后，-30+60目粒級導(dǎo)體部分Ag的含量達(dá)0.36%，回收率90.28%；-60+120目粒級導(dǎo)體部分Ag的含量達(dá)0.4%，回收率74.65%。

Sn的原始含量隨著粒度減小而降低。其中-30+60目粒級分選效果最好，經(jīng)過一次分選后，導(dǎo)體部分Sn的含量為8.97%，回收率97.16%。

-120+200目細(xì)粒級物料選別后導(dǎo)體部分產(chǎn)率很小，僅為6.69%，可見-120目細(xì)粒級物料中金屬含量已經(jīng)非常少了。

由以上分析結(jié)果可見，廢線路板破碎后，金屬主要集中在-20+120目粒級范圍內(nèi)，且該粒級范圍內(nèi)分選效果最好。這一方面是由于在較粗粒級，金屬和玻璃纖維強(qiáng)化樹脂解離不完全，有些玻璃纖維強(qiáng)化樹脂表面有一層銅膜，很容易因其導(dǎo)電性而混到導(dǎo)體產(chǎn)品中，粒度越粗，這種可能性越大；另一方面，與電選機(jī)適宜分選的粒度范圍有關(guān)，電選比較適宜的粒度范圍為-20+200目。這就要求在破碎過程中，選擇合適的破碎機(jī)械和工藝，盡量使物料粒度集中在-20+120目粒級范圍，使物料單體解離的同時(shí)，減少-200目過細(xì)粒級物料的含量。

3 結(jié)論

（1）根據(jù)印刷線路板中金屬和玻璃纖維強(qiáng)化樹脂的電性差異，可以采用電選法實(shí)現(xiàn)兩者分離，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)資源回收，減少環(huán)境污染。本研究實(shí)際驗(yàn)證了廢印刷線路板電選法回收的可行性，參數(shù)的優(yōu)化有待于進(jìn)一步的試驗(yàn)研究。

（2）金屬主要集中在-20+120目粒級范圍內(nèi)，且該粒級范圍內(nèi)分選效果最好。這與物料的單體解離度和電選機(jī)適宜分選的粒度范圍有關(guān)。

參考文獻(xiàn)略

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