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一種電子廢棄物回收處理的方法

閱讀：1015發(fā)布：2020-11-04

專利匯可以提供一種電子廢棄物回收處理的方法專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 涉及一種 電子 廢棄物 回收處理的方法，包括 破碎 、密封、通氮、 微波 輻照、分離等步驟， 熱解 采用微波輻照直接熱解，分離中固體殘渣經(jīng)過機械破碎-物理分離工藝。采用微波加熱耦合電暈放電的“內(nèi)熱”方式來替代常規(guī)的外部加熱方式，以微波輻照激發(fā)電暈放電，以放電熱促進微波加熱的同時克服了常規(guī)外部加熱因物料尺寸比較大、孔隙率比較多、導(dǎo)熱系數(shù)比較小等因素而效率不高的弊端，最終結(jié)果為 加速 了熱解過程，大大提高了 能源 利用率，采用機械方式而非 冶金 的方式對熱解殘渣中的金屬進行分離回收，能耗方面相對較低，同時避免高溫有效遏制了有毒有害物質(zhì)的釋放。，下面是一種電子廢棄物回收處理的方法專利的具體信息內(nèi)容。

1.一種電子廢棄物回收處理的方法，其特征是，包括步驟如下：
（1）將拆分后不能直接回收的電子垃圾破碎成3cm×3cm以下的顆粒；
（2）將上述制得的顆粒放入由高純石英玻璃或剛玉陶瓷制成的反應(yīng)器中密封，通氮氣至反應(yīng)腔內(nèi)的空氣排盡，停止通氮并置于微波爐中進行微波輻照，電子廢棄物中含有各種形態(tài)的金屬在微波輻照作用下能夠激發(fā)電暈放電，以微波輻照激發(fā)電暈放電，以放電熱促進微波加熱，微波輻照微波頻率為2450MHz，微波輸出功率在500W-700W之間，輻照時間為
5-60min；微波輻照的同時采用循環(huán)冰水對揮發(fā)份進行冷凝以得到不凝性可燃?xì)怏w和液體產(chǎn)物；
（3）得到的液體產(chǎn)物經(jīng)油水分離后，得到油品，進一步精制作為化工原料或燃料；
（4）得到的不凝性可燃?xì)怏w，可用于制取合成氣；
（5）熱解得到的固體殘渣經(jīng)過機械破碎-物理分離工藝對各組分進行分類回收，所述的物理分離工藝為旋流浮選分離工藝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子廢棄物回收處理的方法，其特征是，所述的旋流浮選分離工藝，包括將破碎好的固體殘渣給料到盛水容器的過程，水中攪拌固體殘渣浸潤沉浮的過程和水循環(huán)帶動旋流分離的過程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子廢棄物回收處理的方法，其特征是，反應(yīng)容器為透波性能好的石英容器，采用四氟法蘭密封。

說明書全文

一種電子廢棄物回收處理的方法

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明涉及一種電子廢棄物的處理，特別是一種電子廢棄物回收處理的方法。

背景技術(shù)

[0002] 近年來，隨著各種電子產(chǎn)品和電器的快速升級換代或淘汰，全球電子廢棄物垃圾數(shù)量升幅驚人，目前每年產(chǎn)生量已達(dá)到20,000,000至50,000,000噸，成為了困擾全球環(huán)境的重大問題。資源性和污染性并存是電子廢棄物的一個特點，其主要由金屬、陶瓷、玻璃、塑料等構(gòu)成，特別是含有一定量的貴重金屬，可回收利用成分很多，但是如果處理不當(dāng)，里面的重金屬、聚合物等又極容易造成環(huán)境污染。我國南方部分地區(qū)由于采用較為初級的手段對大量電子廢棄物進行處置回收，已經(jīng)造成了非常嚴(yán)重的環(huán)境污染現(xiàn)象，危害了人民群眾的健康。
[0003] 目前，廣泛應(yīng)用的回收技術(shù)主要有機械分離技術(shù)、火法冶金、濕法冶金等。盡管這些技術(shù)已日漸成熟，基本能夠達(dá)到目前的排放標(biāo)準(zhǔn)，但負(fù)面的環(huán)境影響仍有待進一步解決。另一方面，當(dāng)前國內(nèi)主要的電子垃圾處理示范基地基本處于零利或微利運行的狀態(tài)。因此，研究開發(fā)新型高效、節(jié)能環(huán)保、回收程度高的電子廢棄物處理技術(shù)已迫在眉睫。
[0004] 由于熱解法對固體廢棄物特別是有機高分子聚合材料處理具有減量化、無害化和資源回收等明顯優(yōu)勢，微波加熱具有加熱迅速、均勻性好、“整體加熱”等優(yōu)勢，而且其特殊的加熱機理使得物料內(nèi)部不同的材料發(fā)揮各自的優(yōu)勢，尤其是不規(guī)則形狀的金屬材料在微波輻照作用下容易激發(fā)電暈放電產(chǎn)生局部高溫，進而促進加熱過程。專利“一種處理電子廢棄物的方法”(公開號CN 1927480A)主要涉及采用吸波介質(zhì)作為微波反應(yīng)器的管壁在微波輻照作用下具有升溫迅速及可控制熱解終溫的特點，將其作為外部熱源提供電子廢棄物熱解所需能量的問題，本質(zhì)上是一種以外熱為特征的間接熱解。
[0005] 迄今為止，還沒有利用以微波整體加熱和電暈放電的耦合作用為特征的直接熱解結(jié)合采用物理機械方式對熱解殘渣進行分離回收以達(dá)到電子廢棄物全面資源化的專利報道。

發(fā)明內(nèi)容

[0006] 本發(fā)明旨在于彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電子廢棄物回收處理的方法。該種方法能夠?qū)崿F(xiàn)電子廢棄物全面資源化，該方法是根據(jù)微波加熱吸波介質(zhì)的優(yōu)勢以及電子廢棄物中含有各種形態(tài)的金屬在微波輻照作用下能夠激發(fā)電暈放電的特點，以及熱解后的殘渣更易破碎實現(xiàn)金屬分離而研發(fā)成功的針對性的處理方法。
[0007] 本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
[0008] 一種電子廢棄物回收處理的方法，包括步驟如下：
[0009] (1)將拆分后不能直接回收的電子垃圾破碎成3cm×3cm以下的顆粒；
[0010] (2)將上述制得的顆粒放入由高純石英玻璃或剛玉陶瓷(最高耐熱溫度1300℃以上)制成的反應(yīng)器中密封，通氮氣至反應(yīng)腔內(nèi)的空氣排盡，停止通氮并置于微波爐中進行微波輻照：微波頻率為2450MHz，微波輸出功率在500W-700W之間，輻照時間為5-60min；微波輻照的同時采用循環(huán)冰水對揮發(fā)份進行冷凝以得到不凝性可燃?xì)怏w和液體產(chǎn)物；
[0011] (3)得到的液體產(chǎn)物經(jīng)油水分離后，得到油品，進一步精制作為化工原料或燃料；
[0012] (4)得到的不凝性可燃?xì)怏w，可用于制取合成氣；
[0013] (5)熱解得到的固體殘渣經(jīng)過機械破碎-物理分離工藝對各組分進行分類回收。
[0014] 鑒于目前大部分不可直接回收的電子垃圾為玻璃纖維布基板及其上的電子元器件和連接線路，所述的物理分離優(yōu)選自主研發(fā)的旋流浮選分離工藝，主要步驟如下：將由高速旋轉(zhuǎn)的剪切式破碎設(shè)備進行粗破碎，以將基體打碎，金屬能夠從基體上離解出來為目標(biāo)，研究表明玻璃纖維布破碎成玻璃纖維的轉(zhuǎn)化率達(dá)到95％以上，即能保證金屬、貴金屬從基體中的解離。將破碎好的固體殘渣以100-150g/min的給料速度進料，物料進入后經(jīng)過充分潤濕以及輔助攪拌來保證物料充分與水混合，由于玻璃纖維的親水性比較強，密度比較小，通過葉輪的不斷攪拌，其易于懸浮于水中。與之相反的是，金屬材料為疏水性材料，其密度往往比較大，易于沉入水底。因此通過調(diào)節(jié)葉輪的轉(zhuǎn)速，可以實現(xiàn)金屬和玻璃纖維的分離。而熱解碳往往脆性最強是熱解殘渣中最易破碎的材料，在破碎過程中一部分易于成粉末和一部分易于成小顆粒。碳顆粒同金屬一并沉入水底，碳粉末往往隨漿液一并循環(huán)。整個過程，通過渣漿泵循環(huán)利用水資源，通過不斷循環(huán)的水流將懸浮的玻璃纖維攜帶溢出分離器，通過過濾網(wǎng)將其收集及實現(xiàn)水的循環(huán)。
[0015] 本發(fā)明采用微波熱解實現(xiàn)有機聚合物的資源化及金屬的富集，采用機械破碎物理分離的方式對熱解殘渣中的金屬和非金屬進行分類回收。
[0016] 本發(fā)明的優(yōu)勢在于：針對電子廢棄物這種特殊的物料特性，采用微波加熱耦合電暈放電的“內(nèi)熱”方式來替代常規(guī)的外部加熱方式，以微波輻照激發(fā)電暈放電，以放電熱促進微波加熱的同時克服了常規(guī)外部加熱因物料尺寸比較大、孔隙率比較多、導(dǎo)熱系數(shù)比較小等因素而效率不高的弊端，最終結(jié)果為加速了熱解過程，大大提高了能源利用率。熱解后不僅可以得到可燃性氣體燃料和化工原料，而且熱解殘渣得到富集的同時更容易破碎，金屬、貴金屬更容易從基體中解離出來，而金屬與非金屬由于材料本身物理性質(zhì)的不同很容易相互分離。相比專利CN 1927480A，此技術(shù)手段有兩大區(qū)別：一是采用透波性能良好材料制成的反應(yīng)器，微波直接作用物料，而非微波先作用吸波介質(zhì)制成的反應(yīng)器壁，通過壁面將熱量傳遞給物料，避免了由外圍吸波介質(zhì)對微波能不必要的損耗以及傳熱過程的能量損失的同時增加了物料中吸波介質(zhì)對微波能的損耗及金屬放電的機率，微波能利用更直接高效，微波功率大大降低，因此更加節(jié)能經(jīng)濟，二是，采用機械方式而非冶金的方式對熱解殘渣中的金屬進行分離回收，能耗方面相對較低，同時避免高溫有效遏制了有毒有害物質(zhì)的釋放，旋流浮選分離工藝能使玻璃纖維布基板破碎成玻璃纖維的轉(zhuǎn)化率達(dá)到95％以上。附圖說明
[0017] 圖1為本發(fā)明的工藝的流程圖；
[0018] 圖2為微波熱解工藝流程圖；
[0019] 圖3為熱解后固體殘渣形貌變化示意圖；
[0020] 圖中，1為氮氣，2為轉(zhuǎn)子流量計，3為微波加熱爐，4為石英反應(yīng)容器，5為冷凝裝置，6為洗氣裝置，7為氣體收集袋，8為紅外溫度計，a為金屬小球，b為銅箔，c為玻璃纖維和熱解碳等非金屬材料。

具體實施方式

[0021] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0022] 實施例1.
[0023] 廢舊電腦主板破碎至3cm×3cm以下置于微波加熱爐3中央的石英反應(yīng)容器4中，并由四氟法蘭對其進行密封，容器的進出氣口分別由硅膠管與氮氣罐1和冷凝裝置5相連，通氮氣30min使反應(yīng)器中的空氣盡量排凈，設(shè)定微波功率為500W-700W，輻照時間10-30min，使電子廢棄物發(fā)生熱分解反應(yīng)，揮發(fā)份經(jīng)由冷凝裝置5冷凝后，進入裝有NaOH溶液的洗氣裝置6，最后由氣體收集袋7收集，分別得到氣、液、固產(chǎn)物，它們的產(chǎn)率如表1所示。經(jīng)分析氣體組成如表2所示，油品處理后的組成如表3所示，固體產(chǎn)物的組成如表4所示，形態(tài)如圖3所示。
[0024] 表1微波熱解產(chǎn)物的產(chǎn)率
[0025]
[0026] 表2氣體產(chǎn)物的組成
[0027]
[0028] 表3油品的主要組成
[0029]苯酚 4-(1-甲基乙基)苯酚 p-對苯基苯酚 4-乙基苯酚 2-甲基苯酚 對甲基苯酚
38.51 18.58 3.67 2.13 3.24 1.27
[0030] 表4固體產(chǎn)物的組成
[0031]C H N Si Al Cu Ba Ca
7.25 0.336 0.25 23.97 3.21 29.87 0.64 8.85
Fe Ni Pb Pt Sn Ti Zn Mn
0.94 0.182 2.81 0.0491 4.53 0.48 3.41 0.0525
[0032] 實施例2.
[0033] 采用高速旋轉(zhuǎn)的破碎設(shè)備將實施例1得到的固體產(chǎn)物進行破碎，刀片轉(zhuǎn)速為20000r/min，將玻璃纖維強化的基體材料打碎，并將玻璃纖維布破碎成纖維狀。保證玻璃纖維布破碎成玻璃纖維的轉(zhuǎn)化率達(dá)到95％以上。
[0034] 金屬與非金屬的分離采用的是前述的旋流浮選分離工藝。金屬回收率在98％以上，回收的金屬混合物中金屬成分含量達(dá)91％以上，而玻璃纖維回收率高純度好，纖維特性較好?；厥盏慕饘倩旌衔锏闹饕M成如表5所示。
[0035] 表5回收的金屬混合物的主要組成
[0036]Cu Ca Fe Pb Sn Zn Al Ni Ti
68.62 1.7472 1.3868 3.144 9.74 5.364 0.925 0.2864 0.2706
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