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一种电路板的无害化处理以及资源综合回收的方法

阅读：1037发布：2020-07-21

专利汇可以提供一种电路板的无害化处理以及资源综合回收的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种电路板的无害化处理以及资源综合回收方法，包括以下步骤：包括：(1)采用电解法脱焊锡，使得元器件无损伤脱落；(2) 电路板粉碎，静电分选，使金属成分与非金属成分分离；(3)取金属成分进行湿法冶金，回收有价金属；(4)非金属成分用有机溶剂萃取，使环氧树脂和玻璃纤维分开，以便回收利用。本发明在温和的条件下实现电路板中金属成分和非金属成分的绿色回收，回收率高，工艺简单，不仅可减少污染物的排放，而且使资源得到充分利用。，下面是一种电路板的无害化处理以及资源综合回收的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电路板的无害化处理以及资源综合回收的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取拆解后带有元器件的电路板，放入电解槽阳极钛篮中电解，电解槽阴极为铅板或者钛板，电解液为含有40～80g/L硫酸、45～55g/L苯酚磺酸或甲酚磺酸、25～30g/L硫酸亚锡的混合溶液；
(2)将电解后的电路板拿出后洗净，将电路板粉碎成颗粒物，静电分选，使得金属成分与非金属成分分离；
(3)取金属成分进行湿法冶金，回收有价金属；
(4)非金属成分用有机溶剂萃取，使得其中的环氧树脂以及玻璃纤维分开，以便回收利用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述电解槽的电流密度为
2
80～100A/m，槽电压为0.28～0.38V，电解液温度为20～60℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电解后的电路板粉碎成颗粒物的直径为
5～10mm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，萃取过程如下：
a.将非金属成分用清水洗净；
b.加入2～4mol/L的无机酸进行反应，反应温度为45～55℃，搅拌2～4h，过滤；
c.取滤渣加入6～8mol/L的无机酸进行反应，反应温度为75～85℃，搅拌1～4h，抽滤收集黄色滤液；
d.在黄色滤液中加有机溶剂进行萃取，分层，分离环氧树脂和玻璃纤维。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的无机酸选自硝酸、硫酸和盐酸中的一种或几种。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的有机溶剂选自甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯和苯甲酸乙酯中的一种或几种。

说明书全文

一种电路板的无害化处理以及资源综合回收的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种废弃电子产品资源回收的方法，特别是一种电路板的无害化处理以及资源综合回收的方法。

背景技术

[0002] 电路板，是电子元器件的支撑体，因采用电子印刷术制作，故又称为印刷电路板(PCB板)。随着科技的发展、进步及普及化，电路板的产值已超过数千亿元。废电路板中含多种金属成分和非金属成分，若不加以回收，直接将其掩埋或随意弃置，会造成环境的严重污染和资源的大量浪费。

[0003] 目前，处理电路板的方法主要有湿法、火法、机械法等几种技术，用于回收电路板中的金属成分及非金属成分，但是这些方法均存在一定的缺陷：

[0004] (1)湿法处理因所采用的浸出剂不同而分为酸蚀法和选择性浸出法。酸蚀法是用强氧化性的酸(主要是王水)处理电路板，将其中所含的金属氧化为离子进入到溶液中然后从溶液中利用各种金属离子还原性的差异，采用置换或电解处理工艺回收金属，由于需要使用强腐蚀性的化学试剂，易造成二次污染。选择性浸出法主要是利用金和银等贵金属与一些配合剂(如氰化物、硫脲等)反应，生成水溶性的金属络离子，实现贵金属与普通金属的分离，但只能回收贵金属，大量的普通金属无法得到有效利用。

[0005] (2)火法包括焚烧法和热解法。焚烧法是将电路板进行机械粉碎后送入焚化炉中，在温度600～800℃下进行焚烧将其分解为有机气体与固体物，再对含有多种金属的固体物进行回收处理，本法的主要缺点是其所产生的溴化物、溴气、二恶英和呋喃等会对空气造成严重的污染。热解法过程中会有大量溴化氢等有毒气体产生，严重危害自然环境，除金属可被分离而直接回收外，诸如玻璃纤维及环氧树脂均不能再被利用，因此仍可能对环境造成破坏。

[0006] (3)机械法主要是将拆卸电子元件后的电路板先用机械破碎使金属和非金属得到单体解离，然后根据各种组分物理特性的差异，采用风力分选、磁选、筛分、涡流分选和电选等方法来分离其中组分，以得到金属成分和非金属成分。但电路板主要是强化树脂板和附着的铜箔等金属组成的平板状复合材料，具有较高的硬度和韧性及良好的抗弯曲性，难于破碎，在破碎过程中组分里含有的低熔点金属(铅和锡等)易造成缠绕；而且因电路板中通常含有溴类阻燃剂，如采用常温干法破碎易造成冲击热解，会使电路板中的有机物分解，释放出有毒的有机气体和粉尘，造成污染。

发明内容

[0007] 本发明是针对现有技术中存在的成本高、回收率低、工艺复杂的不足之处，提供一种成本低、回收率高、工艺简单的方法处理电路板上的金属成分和非金属成分，达到电路板无害化和资源化的目的。

[0008] 为解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案实现是：电路板的无害化处理以及资源综合回收方法，包括以下步骤：

[0009] (1)取拆解后带有元器件的电路板，放入电解槽阳极钛篮中电解，电解槽阴极为铅板或者钛板，电解液为含有硫酸亚锡和硫酸的混合溶液；

[0010] (2)将电解后的电路板拿出后洗净，将电路板粉碎成颗粒物，静电分选，分别收集金属成分和非金属成分；

[0011] (3)取金属成分进行湿法冶金，回收有价金属。

[0012] 步骤(1)中，取拆解后带有元器件的电路板，放入电解槽阳极钛篮中电解。因电路板上往往焊有各种电子元器件，这些元器件通常以焊锡焊接的方式固定在基板上，故废旧电路板需要强氧化剂才能有力的脱除焊锡。

[0013] 电解槽包括阳极钛篮，以及阴极铅板或者钛板，其中所述电解槽的阳极与电路板是可以相互运动的，在电流作用下，电路板上的焊锡可以依次处于导电状态，焊锡进入电解液中，然后从阴极板上析出。

[0014] 电解液为含有硫酸亚锡和硫酸的混合溶液。其中，在电解过程中，电解液中的亚锡离子起导体作用，在阴极析出，电路板中的锡同时溶解补充到溶液里。苯酚磺酸或甲酚磺酸可以保持电解液成分的稳定，优选地，电解液中还含有苯酚磺酸或甲酚磺酸。硫酸的浓度为40～80g/L时，可使电路板上的焊锡容易溶解，苯酚磺酸或甲酚磺酸的浓度为45～55g/L时，可使焊锡较快进入电解液，而且除杂效果较好。更优选地，电解液是包含40～80g/L硫酸、45～55g/L苯酚磺酸或甲酚磺酸、25～30g/L硫酸亚锡的混合溶液。

[0015] 通过控制槽电压以及电流密度，使得电路板上的焊锡脱落并沉积在阴极板上，而2
元器件无损害的自然脱落。优选地，焊锡沉积过程中的电流密度为80～100A/m，槽电压为
0.28～0.38V，电解液温度为20～60℃。

[0016] 本发明步骤(1)采用电解法脱焊锡，使得元器件无损伤脱落，电路板也不会产生机械力使之变形的现象。经过脱焊锡的电路板用于分离回收其它金属和非金属成分，可有效避免锡与其它成分掺杂在一起而难于分离的问题。

[0017] 步骤(2)中，将电解后的电路板拿出后洗净，将电路板粉碎成颗粒物。优选地，颗粒直径为5～10mm。通过静电分选，使得金属成分和非金属成分分离，分别收集金属成分和非金属成分。

[0018] 步骤(3)中，取金属成分进行湿法冶金，回收有价金属。其中，有价金属包括铜、镍、银、金、铂和钯等金属。

[0019] 为了充分利用步骤(2)中制得的非金属成分以及避免非金属成分对环境造成破坏，优选地，本发明步骤还包括步骤：

[0020] (4)取非金属成分，用有机溶剂萃取，使得其中的环氧树脂以及玻璃纤维分开，以便回收利用。

[0021] 优选地，萃取过程如下：a.将非金属成分用清水洗净；b.加入2～4mol/L的无机酸进行反应，反应温度为45～55℃，搅拌2～4h，过滤；c.取滤渣加入6～8mol/L的无机酸进行反应，反应温度为75～85℃，搅拌1～4h，抽滤收集黄色滤液；d.在黄色滤液中加有机溶剂进行萃取，分层，分离环氧树脂和玻璃纤维。其中，步骤a用于去除非金属成分表面的灰尘，步骤b用于去除非金属成分中的金属杂质，步骤d中萃取分层后，上层为环氧树脂，下层为玻璃纤维。

[0022] 优选地，所述的无机酸选自硝酸、硫酸和盐酸中的一种或几种。

[0023] 优选地，所述的有机溶剂选自甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯和苯甲酸乙酯中的一种或几种。

[0024] 本发明提供了一种电路板的无害化处理以及资源综合回收方法，其有益效果如下：

[0025] 1、采用电解法脱焊锡，使得元器件无损伤脱落，电路板也不会产生机械力使之变形的现象，以及经过脱焊锡的电路板用于分离回收其它金属和非金属成分，可有效避免锡与其它成分掺杂在一起而难于分离的问题；

[0026] 2、采用有机溶剂萃取法处理非金属成分，实现了对非金属资源的有效回收，又避免了非金属成分对环境的破坏；

[0027] 3、生产工艺简单：采用电解和萃取方法，无需昂贵的设备和成本，简便易操作；

[0028] 4、回收效率高：电路板上的金属成分和非金属成分资源均得到有效利用；

[0029] 5、绿色环保：用于脱焊锡的电解液可重复循环使用，无污染，绿色环保。附图说明

[0030] 图1为电路板的无害化处理以及资源综合回收方法的工艺流程图。

具体实施方式

[0031] 实施例一

[0032] 一种电路板的无害化处理以及资源综合回收方法，包括以下步骤：

[0033] (1)取拆解后带有元器件的电路板，放入电解槽阳极钛篮中电解，电解槽阴极为铅板。电解液包含40g/L硫酸和30g/L硫酸亚锡。控制槽电压以及电流密度，使得电路板上2
的焊锡脱落并沉积在铅阴极板上，焊锡沉积过程中的电流密度为80A/m，槽电压为0.28V，电解液温度为40℃，电路板上的元器件95％的自然脱落，其余部分主要轻轻敲打也可以脱落，最终实现元器件100％从电路板上脱落。

[0034] (2)将电解后的电路板拿出后洗净，用粉碎机将电路板粉碎成颗粒物，颗粒直径为5～10mm，类圆形，静电分选，使得金属成分与非金属成分分离。

[0035] (3)金属成分用电解法回收。

[0036] 实施例二

[0037] 一种电路板的无害化处理以及资源综合回收方法，包括以下步骤：

[0038] (1)取拆解后带有元器件的电路板，放入电解槽阳极钛篮中电解，电解槽阴极为铅板。电解液包含80g/L硫酸、45g/L苯酚磺酸和25g/L硫酸亚锡。控制槽电压以及电流密度，2
使得电路板上的焊锡脱落并沉积在铅阴极板上，焊锡沉积过程中的电流密度为100A/m，槽电压为0.38V，电解液温度为60℃。电路板上的元器件96％的自然脱落，其余部分主要轻轻敲打也可以脱落，最终实现元器件100％从电路板上脱落。

[0039] (2)将电解后的电路板拿出后洗净，用粉碎机将电路板粉碎成颗粒物，颗粒直径为5～10mm，类圆形，静电分选，使得金属成分与非金属成分分离。

[0040] (3)金属成分用化学方法回收。

[0041] (4)向盛有30g废弃电路板非金属成分的250ml瓶里加入150ml的水，搅拌4～5分钟后，倒去水层，再用等量的水洗涤至水层清澈为止。然后加入4mol/L硝酸150ml，于55℃加热搅拌4小时，过滤得到的固体直接加入250ml的烧瓶里，再加入8mol/L硝酸
100ml，于80℃加热搅拌2小时后过滤，抽滤收集黄色滤液。在黄色滤液中加乙酸乙酯进行萃取，分层，上层为环氧树脂，下层为玻璃纤维。

[0042] 实施例三

[0043] 一种电路板的无害化处理以及资源综合回收方法，包括以下步骤：

[0044] (1)取拆解后带有元器件的电路板，放入电解槽阳极钛篮中电解，电解槽阴极为钛板，电解液为含有硫酸亚锡和硫酸的混合溶液。该电解液包含60g/L硫酸、50g/L甲酚磺酸、28g/L硫酸亚锡，控制槽电压以及电流密度，使得电路板上的焊锡脱落并沉积在铅阴极板
2
上，焊锡沉积过程中的电流密度为90A/m，槽电压为0.33V，电解液温度为20℃。电路板上的元器件98％的自然脱落，其余部分主要轻轻敲打也可以脱落，最终实现元器件100％从电路板上脱落。

[0045] (2)将电解后的电路板拿出后洗净，用粉碎机将电路板粉碎成颗粒物，颗粒直径为5～10mm，类圆形，静电分选，使得金属成分与非金属成分分离。

[0046] (3)金属成分用化学提取方法回收。

[0047] (4)向盛有30g废弃电路板非金属成分的250ml，烧瓶里加入150ml的水，搅拌4～5分钟后，倒去水层，再用等量的水洗涤至水层清澈为止。然后加入2mol/L硫酸150ml，于55℃加热搅拌4小时，过滤得到的固体直接加入250ml的烧瓶里，再加入6mol/L硝酸
100ml，于80℃加热搅拌2小时后过滤，抽滤收集黄色滤液。在黄色滤液中加乙酸乙酯进行萃取，分层，上层为环氧树脂，下层为玻璃纤维。

[0048] 本发明提供的所述实施例是对本发明进行说明，并非对本发明进行限定。本发明要求保护的构思、方法和范围，都记载在权利要求书和说明书中。

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