[發明專利]廢電路板破碎分離回收銅殘余非金屬粉催化熱解的方法

有效

• 申請號: 201710787536.6
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107457246B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 楊家寬;陳燁;張翼;梁莎;楊湘睿;李思危;胡敬平;侯慧杰;劉冰川
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

本發明公開了一種廢電路板破碎分離回收銅殘余非金屬粉催化熱解的處理方法，該方法是在非金屬粉中加入堿性廢渣混合均勻得到混合物，然后對該混合物進行熱解，從而實現非金屬粉與堿性廢渣的共熱解；堿性廢渣中含有金屬氧化物，能夠促進熱解產物的催化，使得得到的熱解產物中，熱解氣中的溴含量下降，而被固定在熱解殘渣中的溴元素含量升高，熱解焦油內含碳數為5～10的輕質油比例提高。本發明通過對關鍵共熱解反應的反應參數、條件以及該反應所對應的微觀作用機理等進行改進，與現有技術相比能夠有效解決熱解產物中的熱解油以重質焦油為主、品質較低的問題；實現了堿性廢渣與非金屬粉的協同處置，同時解決了固溴的難題。

技術領域

本發明屬于廢物熱處理領域，更具體地，涉及一種廢電路板破碎分離回收銅殘余非金屬粉催化熱解的方法。

背景技術

由于電子信息產業的迅速發展，電子垃圾產量急劇增加，據聯合國環境總署推測，截止2009年，全球每年將產生4000萬噸電子垃圾，并且每年以16～28％的速度增長。廢棄印刷電路板作為電子垃圾中極為重要的組成部分，成分復雜，其中以銅為主的金屬成分約占30wt.％，以樹脂和增強材料為主的非金屬成分分別為30wt.％和40wt.％。近年來因廢電路板潛在回收價值和不當處置引起的高污染事件頻發而引發人們的廣泛關注。

目前，廢電路板的回收處理技術主要以機械處理法為主(可參考文獻：【1】Renewable and Sustainable Energy Reviews,2016,54,745-760.【2】EnvironmentalScience&Technology,2015,49,721-733)，廢電路板通過機械拆解去除電路上的電子元器件，后經多級破碎實現銅與非金屬組分的分離，再經過物料分選等處理過程，回收銅等金屬成分，而殘余大量經濟價值較低、難處置的非金屬粉。這些廢電路板破碎分離回收銅殘余非金屬粉(簡稱非金屬粉)中包含大量的四溴雙酚A、十溴二苯醚、十溴二苯乙烷等含溴阻燃添加劑。不當的處理處置將對環境和人體健康造成極大的危害。目前非金屬粉的處理和資源化技術主要有熱處理、填埋、物理回收三大類。熱處理技術主要通過高溫降解有機物，生成小分子可燃性物質，回收能量。熱解法作為熱處理手段之一，因其良好的減容效果、較高的能量轉化率、較低的污染排放而被廣泛關注。廢電路板回收非金屬粉的熱解產物中往往以重質焦油為主，熱值較低，其在熱解處置過程中，會產生大量的含溴化合物，如溴化氫、溴代苯系物、溴代二噁英等，一方面導致設備腐蝕，另一方面對人體健康和生態環境造成巨大的危害。如何提高非金屬粉的熱解油品質并降低熱解過程中溴的排放已成為電子垃圾處置過程中亟待解決的難題之一。

堿性廢渣(其所含的各物質組分的質量滿足(CaO+MgO)/SiO₂＞1，即三元堿度大于1，或者是含有Na₂O、K₂O，均統稱為堿性渣)，作為堿法工業處理過程(如，拜耳法工藝、有色冶金等)中排放的不溶性工業固廢，來源廣，產量大，綜合利用率較低。據中國環保部2013年環境統計年報數據顯示，全國每年赤泥排放量已超過0.3億噸，綜合利用率僅有4％左右；我國有色金屬冶煉產生的富鐵尾礦和廢渣年排放量1.3億噸，堆存量已超過22億噸。數億計的堿性廢渣排放不僅對社會經濟的發展、工業化進程產生嚴重的阻礙，同時給生態環境造成巨大的壓力。如何處置利用這些堿性廢渣已成為一項世界性的難題。這類堿性廢渣大多為SiO₂-Al₂O₃-CaO-FeO_X四元系組成(即同時含有SiO₂、Al₂O₃、CaO、FeO_X成分)，堿性廢渣中常常含有Na₂O、K₂O等強堿性物質，或者CaO、MgO等堿性氧化物的含量高于SiO₂等酸性氧化物含量，還含有其他氧化鐵、氧化鈦等金屬氧化物成分，并具有潛在的膠凝特性。充分利用堿性廢渣中含量豐富的金屬氧化物組分，以實現堿性廢渣的綜合利用，是解決堿性廢渣的有效途徑之一。