[發明專利]一種基于高溫蒸汽拆解和改性處理廢電路板的方法

有效

• 申請號: 201010565615.0
• 申請日: 2010-11-26
• 公開（公告）號: CN102107308A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 李金惠;陳瑤;段華波
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B23K1/018
• 分類號: B23K1/018;B09B3/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術領域

本發明屬于電子廢物資源化處理技術領域，涉及一種基于高溫蒸汽拆解和改性處理廢電路板的方法。

背景技術

廢電路板(Printed?Circuit?Boards，PCB)是電子廢物的重要組成部分，裝載有電容、電阻、二極管、三極管、電感和集成電路(芯片)等多種元器件。廢電路板中含有多種有毒有害物質，如有機阻燃劑以及鉛、鎘、鎳和鉻等重金屬，不恰當的拆解處理會對生態環境和人體健康造成嚴重影響。另一方面，由于廢電路板轉載有各類元器件，且含有大量的金屬、樹脂和塑料等有價組分，其資源化價值較高。采用有效的技術方法處理廢電路板既是環境污染防治的要求也有利于資源的回收利用。對廢電路板進行資源化的第一步是電子元器件的拆卸。這些元器件主要通過插裝或表面貼裝等形式焊接封裝于電路板基板上。目前，我國廢電路板仍以手工拆除元器件為主，存在拆解效率低和環境污染等問題，在很大程度上制約了廢電路板的高效回收和無害化處置。

國內已有多項關于廢電路板拆解的專利和技術方法。專利[CN101537522]和專利[CN201410596]通過將帶元器件電路板置于設定高溫的熔錫爐中，焊錫受熱熔化后，通過人工移除拆卸元器件。專利[CN101417358]發明的脫焊裝置由噴射高溫高壓氣體(210-300℃)，使焊料與電路板分離。專利[CN101590555]用熱風管形成熱風加熱的方式對電路板進行加熱(230～255℃)，去除焊錫。專利[CN101362239]公開了一種通過熔融焊料加熱爐、翻轉傳遞機構及振動沖擊裝置等實現電路板元器件自動拆解的裝置。專利[CN101733631A]將電路板置于預熱區預熱后在高溫區由鉤拔裝置和雙滾刷裝置將元器件和焊料拆卸。專利[CN1935398]開發了可以固持電路板并進行垂直運動和偏轉運動的定位裝置，以更好的配合擊打裝置實現拆解。專利[CN101502903]根據電路板基板的類型和元器件的型號，先對線路板進行200℃以下的烘烤，去除非焊接方式連接的元器件，并導直待摘除的插裝元器件的引腳；再根據電路板所用焊料的熔化溫度，加熱焊料充分熔化，在外力作用下使元器件脫離電路板。此外，專利[CN201304409]和專利[CN101014229]利用沖擊裝置拆卸元器件。專利[CN201380345]采用了逐級升溫和振動裝置拆卸元器件。

上述專利分別從預處理、設計元器件拆解工具和提高拆解自動化程度方面對廢電路板拆解技術進行了研究。但這些發明均是在敞開環境(空氣)中對電路板加熱，極易造成環境污染。研究表明，電路板在空氣氛圍下的熱失重起始溫度為250～270℃。同時，高溫也會破壞元器件功能結構，降低了回用價值。元器件以人工拔除為主，需要采取嚴格的勞動保護措施。自動化的機械裝置及其配套設施一般構成復雜，操作難度大，且難以適應不同類型和尺寸電路板的拆解。同時通過采用高溫蒸汽對電路板基板材料進行力學改性尚無研究先例。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種基于高溫蒸汽拆解和改性處理廢電路板的方法，在密閉環境中用蒸汽加熱，通過施加較易實現且適用性較廣的機械力實現元器件的拆解；與此同時，對電路板的基材進行熱處理改性，降低其機械力學強度并破壞材料結構，以利于其后續分離和回收，具有拆解速度快，易實施的特點。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于高溫蒸汽拆解和改性處理廢電路板的方法，利用帶有旋轉攪拌裝置的反應釜，包括以下步驟，

第一步，設定加熱溫度，同時設定旋轉攪拌裝置的轉速和轉動時間，其中加熱溫度的范圍為190～230℃，轉速范圍200～750rpm，轉動時間范圍20s～3min；

第二步，將電路板置入反應釜，用卡具將電路板固定于旋轉攪拌裝置上，通過調節旋轉攪拌裝置的長度調節旋轉半徑，使廢電路板距反應釜內壁1cm；

第三步，采用密閉的高溫蒸汽發生裝置產生高溫蒸汽通入反應釜，對反應釜中的電路板進行加熱，開啟旋轉攪拌裝置，高溫蒸汽的溫度為第一步設定的加熱溫度；

第四步，當旋轉攪拌裝置停止，則停止加熱，冷卻。

將電路板置入反應釜之前，人工去除電路板上非焊接方式連接的元器件，去除電解質電容，并將插裝的元器件引腳導直。

所述的高溫蒸汽發生裝置帶有溫控裝置，可控制升溫速率和最終加熱溫度。

所述的高溫蒸汽發生裝置可用工業廢蒸汽替代。

所述的工業廢蒸汽可用溫控裝置控制溫度。

本發明與現有技術相比，具有以下優點：

1)拆除效率高，可達100％。

2)對電路板機械性能起改性作用，利于基板后續處理。