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廢印刷電路板機械回收及濕法冶金技術研究現狀

文檔作者：李桂春，苑仁財文檔來源：黑龍江科技學院資源與環境工程學院		點擊數：	更新時間： 2024年06月06日
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第30卷第4期(總第120期)
2011年12月
濕法冶金
Hydrometallurgy of China
V01．30 No．4(Sum．120)
Dec．2011
廢印刷電路板機械回收及濕法冶金技術研究現狀
李桂春，苑仁財
(黑龍江科技學院資源與環境工程學院，黑龍江哈爾濱150027)
摘要：廢印刷電路板的回收利用一直是電子廢棄物資源化研究中的難點問題之一。介紹了廢印刷電路板機械
回收和濕法冶金技術，并分析了其中存在的問題以及今后的發展方向。
關鍵詞：廢電路板；機械回收；濕法冶金
中圖分類號：X76 文獻標志碼：A 文章編號：1009—2617(2011)04—0272—04
隨著電子信息技術的高速發展，電子電器產
品更新周期越來越短，由此產生大量電子廢棄物。
印刷電路板作為電子電器產品的重要組成部分，
其組分復雜，硬度高，韌性強，含有多種有價金屬
及多種有害物質，其資源化一直是電子廢棄物資
源化處置領域的難題[1{]。目前，電路板資源化最
常用的方法主要有機械物理回收法，濕法冶金、火
法冶金或幾種技術相結合的方法。本文綜述了前
2種技術的應用與研究現狀。
1 廢棄電路板機械物理回收技術
機械物理回收工藝包括廢電路板的拆解、破
碎、分選等。該法的應用可以追溯到20世紀70
年代末，當時美國國家礦產局(USBM)試圖采用
物理方法處理軍用電子廢棄物，采用的主要是錘
磨、磁選、氣流分選、電分選和渦流分選等冶金和
礦物加工技術r3。。隨后，各國科技工作者展開了
廣泛研究。
1．1 拆解技術
對廢棄印刷電路板進行拆解不僅可以使其中
完好的元件重新得到利用，而且一些有毒有害物
質和貴重金屬得到富集，降低后續處理難度[4]。
國外在20世紀90年代初期就實現了印刷電
路板的自動化拆解。日本NEC公司[5]開發的自
動化拆卸裝置，利用紅外加熱和兩級去除(水平和
垂直方向的沖擊力作用)實現穿孔和表面元件脫
落，然后再結合加熱、沖擊和表面剝蝕技術實現焊
料解焊；德國FAPS公司[6]是先將電路板置于加
熱的液體中解焊，再用特殊的機械裝置根據構件
形狀分檢出可用構件；澳大利亞R．Knoth，等[7]
則采用半自動拆卸技術，運用柔性拆卸單元和拆
卸組對印刷電路板進行拆卸。
在國內，易榮華等[83提出純物理拆卸方式，并
設計出螺旋拆卸裝置；劉志峰等[93采用液體加熱
拆卸技術，用油作為介質對焊錫加熱，通過超聲波
振動去除焊錫，從而使電路板元器件脫落；高瑞
等[1們采用紅外加熱箱加熱電路板，然后振動使其
上的電子元器件振落。
1．2 粉碎技術
粉碎是機械物理回收技術中的重要步驟，其
目的是使電路板中的金屬和非金屬充分解離，為
后續的分選作業創造條件。印刷電路板主要是由
玻璃纖維強化樹脂板和附著其上的銅箔等金屬組
成，具有硬度高、韌性強的特點，一般的礦用破碎
機械和常規破碎方法很難使其粉碎。目前，國內
外對電路板粉碎的研究主要集中在粉碎機械研
發、濕法粉碎工藝和低溫粉碎技術等方面。
研究表明，具有剪切和沖擊作用的破碎機對
電路板的破碎效果較好[11。。瑞典的Scandinavian
回收公司L12]開發了一種旋轉式破碎機，工作時靠
安裝在中間轉筒周圍自由旋轉的壓碎環與其內壁
之間的剪切作用使物料粉碎。該種破碎機可以減
收稿日期：2010—12—20
基金項目：哈爾濱市科技局科技創新人才研究專項基金(RC2010XK015005)資助項目。
作者簡介：李桂春(1962一)，男，漢族，遼寧北票人，教授，博士，主要研究方向為煤炭加工和金屬分選。
萬方數據
第30卷第4期李桂春，等：廢印刷電路板機械同收及濕法冶金技術研究現狀·273·
少印刷電路板解離后產生的金屬纏繞現象。日本
NEC公司[53使用剪切式破碎機和具有剪切、沖擊
作用的磨碎機對電路板進行2級破碎，其粉碎粒
度可達0．1～0．3 mm。ZKB剪切式破碎機的2
個輥子相向運動，通過調整輥間距改變嚙合距離，
電路板豎直靠自重進入破碎腔，在兩輥間純剪切
力作用下實現破碎【1引。該種破碎機可實現廢棄
電路板的粗碎，粗碎規則為20 mm×20 mm的方
塊。趙躍民等E143研究了廢棄電路板的選擇性破
碎，提出用剪切破碎機和錘式破碎機實現電路板
的粗碎和選擇性破碎，使一74肛m物料僅占
7．88％，而72．77％的金屬主要分布在0．5～2．0
mm粒級內。
為了有效破碎廢棄電路板，解決沖擊破碎過
程中刺激性氣味和粉塵的二次污染，賀靖峰等【15]
研究了以水為介質的濕法沖擊式破碎。試驗采用
錘式破碎機，電路板由入料口進入破碎腔，錘頭高
速運動沖擊物料，電路板在錘頭的沖擊、與腔壁的
碰撞以及物料自身碰撞過程中被粉碎，水流通過
進水口進入破碎腔，破碎后的產物以礦漿形式從
篩板流出。該種破碎方法得到的破碎產物粒度
96．79％分布在2 mm以下。
常溫下粉碎電路板由于設備長時間高速運轉
容易產生大量的熱，造成電路板熱解并產生有害
氣體，而且由于電路板的特性，粉碎效率低，設備
能耗大。低溫粉碎技術可以避免和有效解決以上
問題，該技術在20世紀90年代中期開始應用于
廢棄電路板的粉碎。德國Daimler-Benz Ulm研
究中心[163將粗碎成20 lnm×20 mm大小的碎塊
磁選后用液氮冷凍，然后送入錘磨機細碎，取得了
良好的粉碎解離效果；美國Air Product公司開
發的低溫粉碎系統可以將物料粉碎至75 ttm，實
現金屬與非金屬的充分解離；鄒亮等[17]采用自行
設計的試驗室低溫粉碎系統對電路板進行低溫粉
碎試驗，結果表明，在預冷溫度一120℃下冷凍5
min，線路板表現出很好的脆性，可以獲得較多的
細粒級產品和較高的解離度；周翠紅等【18]對廢舊
電路板進行低溫改性試驗研究，結果表明，低溫粗
碎可以在一定程度上提高生產效力，減少單位功
耗，一30～一40℃條件下的平均功耗較低，一30
℃左右平均功耗下降的最快。
1．3 分選技術
目前，應用于廢舊電路板的分選技術大多來
自于礦物加工領域，主要根據破碎后電路板金屬
與非金屬的密度、電磁性能、表面性質的差異進行
分選，包括重選、磁電選、浮選。重選是根據物料
密度和粒度差異進行分離，目前應用較多的有重
介質分選、風力分選、脈動氣流分選、搖床分選等。
磁電選是根據物料在磁場和高壓電場中的磁性或
電性差異進行分離，包括渦電流分選、高壓靜電分
選等。浮選是根據物料表面對水和空氣的親疏程
度而進行的分選分離。每種分選方法都有各自的
適用范圍，由于電路板粉末的復雜特性，實際生產
中往往是幾種方法聯合使用。
瑞典Scandinavian回收公司采用風力分選技
術使破碎后的金屬粉末和非金屬粉末相分離；德
國Daimler Benz Ulm研究中心使用靜電分選方
法分離金屬粉末和非金屬粉末；13本的NEC公
司采用旋風分離技術分離金屬和非金屬粉末[1引。
馬國軍等【20]研究了采用磁選和重選回收廢
舊電路板中的金屬，對破碎后的混合試樣分別采
用條形磁鐵進行干法和磁選管濕法磁選，干法磁
選后的非磁性物質采用重液分選工藝分離金屬與
非金屬。結果表明，采用磁選和重選聯合工藝可
以有效回收廢棄電路板中的金屬，其中Fe、Cu、
Pb、Zn、Ni和Sn的回收率分別達到100％、80％、
65％、75％、88％和56％。宋樹磊等[2¨采用試驗
室氣流分選系統和顆粒高速動態分析系統研究主
動脈動氣流分選機制及金屬回收，結果表明，在主
動脈動氣流中，低密度顆?？梢垣@得比高密度顆
粒更顯著的加速度效應，從而實現按密度分選。
溫雪峰等L22j研究了用靜電分選方法從廢棄電路
板中回收金屬，通過調節滾筒靜電分選參數，得到
0．5"--2 mm粒級的金屬富集體，Cu和Al的回收
率分別達到95％和90％。周翠紅等心31針對廢舊
電路板進行空氣搖床分選試驗，試驗分為分粒級
人選和混合入選，結果表明，0．5～1．2 mm粒級
的物料分選效果較好，金屬的質量分數為
84．87％，回收率為94．64％。
段廣洪等L2釘從1998年開始研究電子廢棄物
的資源化，目前建立了初步的試驗室系統，提出了
破碎、磁選、電選、高效離心分選聯合流程，金屬回
收率達到90％以上。北京航空航天大學[1 9]針對
廢棄電路板工程化回收處理及再利用過程中所涉
及的處理工藝、生產線設計、關鍵設備設計與制
造、再生料的二次利用等進行了系統研究與開發，
萬方數據
·274· 濕法冶金2011年12月
提出了手工+機械拆卸、兩次機械粉碎、物理分選
(重選、渦流電選、磁選、靜電選和氣流分離等)，實
現了對廢舊電路板的有效回收處理，并設計出單
線年處理PCB 3 000 t的生產線。
2 廢棄電路板濕法冶金技術
濕法冶金技術回收廢棄電路板中的有價金屬
主要是利用電路板中的有價金屬能在硝酸、王水
等強氧化性介質中溶解而進入液相的特性，使絕
大部分貴金屬和其他金屬進入液相而與其他物相
分離，然后從液相中回收各種金屬。采用濕法冶
金技術回收廢舊電路板中的金屬時，需要經過拆
解、挑選(大塊可見金屬，不含貴金屬的部件)、粉
碎(通常對粉碎后的粉末進行金屬和非金屬分離)
等工藝，然后化學浸出其中的貴金屬或其他有價
金屬。因此，濕法冶金技術可以作為機械物理法
處理廢棄電路板的后續工藝。
英國Johnson Matthey電子有限公司于20
世紀70年代末開始研究用濕法冶金技術從電子
廢棄物中提取貴金屬，并提出了一種初步回收工
藝Ez5]。巴西圣保羅大學的Soares Tenorio等[26]
在前人研究基礎上改進推出了一種浸出工藝。該
工藝在浸出前采用物理方法分選出影響貴金屬浸
出的其他金屬，使后續浸出工藝簡化，浸出效率提
高。在(NH。)。SO。和NH；Cl一氨溶液中，利用
Cu(11)作氧化劑浸出PCB上的金屬銅，Cu(II)
將金屬銅還原成Cu(I)形成Cu(NH。)2+，再通
過萃取分離出Zn、Pb、Mn等雜質，然后電解得到
高純銅[ZT-Z8]。
我國開始相關研究起步較晚，但發展較快。李
晶瑩等[29]研究了石硫合劑法浸出廢棄線路板中的
金。在固液質量體積比1：3、亞硫酸鈉濃度0．1
mol／L、硫酸銅濃度0．03 mol／L、氨水濃度0．5
mol／L、反應時間2．5 h、反應溫度40℃、pH=10
條件下，金浸出率達85％以上。王哲等[30]采用甲
基異丁基甲酮(MIBK)提取廢舊線路板中的金，通
過Plackett-Burman試驗設計篩選出相比、萃取時
間和萃取溫度為主要影響因素，并經響應曲面法分
析優化了這3個參數：在相比、萃取時間和萃取溫
度分別為0．58。1、9 min和20℃條件下，金萃取
率為98．36％。李玉文等[31]研究了硫脲對電腦主
板中金的浸出過程，得出在硫酸質量分數15％、
Fe3+質量濃度4．5 g／L條件下浸出60 min，金浸出
率最大，可達91．14％。徐渠等‘32]采用碘化法浸出
廢棄電路板中的金，常溫下，當碘的質量分數為
1．1％、碘與碘離子的物質的量比為1：10、雙氧水
體積分數為1．5％、浸出時間為4 h、固液質量體積
比為1；10、pH為中性條件下，金最大浸出率達
97．5％。
3 結語
機械物理法綜合回收廢舊印刷線路板受到越
來越多的學者和企業關注，已開發出高效拆解、粉
碎、分選設備以及優化回收生產線。但機械物理
法得到的產品并不是最終產品，需要進一步分離、
提純、精煉。濕法冶金技術可以作為機械物理處
置的后續作業，但濕法冶金技術存在化學藥劑消
耗量大、浸出液及其殘渣具有腐蝕性和毒性、難于
回收所有金屬、不能回收非金屬等問題。從目前
的研究水平和深度來看，采用”機械物理分離+濕
法冶金回收”工藝處理廢棄電路板具有可以在短
期內實現工業化生產的優勢，但其整體工藝流程
的優化和生產過程中的環境污染防治仍是今后研
究的重點。
參考文獻：
[13 林曉，曹宏斌．李玉平，等．電子廢料中的貴金屬回收技術
進展[J]．現代化工，2006，26(6)：12—16．
[2] 賈雨．廢舊電路板的解離特性分析FJ]．環境科學與管理，
2008，33(5)：1 12-114．
[31 Zhang Shunli，Forssberg Eric．Mechanical Separation oriented
Characterization of Electronic Scrap[J]．Resources，
Conservation and Recycling，1997。21(4)：247—269．
[4] 楊繼平，向東，高鵬，等．印制電路板拆解技術與拆解工藝
綜述[J]．機械工程學報，2009，45(9)：126—135．
[5] Yokoyama S，lii M．Recycling of Printed Wiring Board
Waste[C]／／Proeeedings of the 1993 IEEE International
Workshop on Advanced Roboties．Tsukuba：IEEE Press，
1993：55—58．
F6] Fetdmann K。Scheller H．Disassembly of Electronic Prod—
uets[C]／／Proceedings of the 1 994 IEEE International
Symposium on Electronics and Environment．San Francisco
CA：IEEE Press，1994：81—86．
[7] Knoth R。Brandstotter M，Kopaeek B，et a1．Automated
Disassembly of Electronic Equipment[C]／／Proceedings of
the 2002 IEEE International Symposium on Electronics and
the Environment．San Francisco CA I IEEE Press，2002 l
290—294．
[8] 易榮華，陳曉勇，沈玲瓏，等．自動拆卸廢棄電路板上電器
元件裝置研究EJ]．農業裝備與車輛工程，2007(9)：46—48．
萬方數據
第30卷第4期李桂春，等：廢印刷電路板機械回收及濕法冶金技術研究現狀·275·
[9]
[10]
[11]
[1z]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
D83
[19]
[20]
[21]
劉志峰，李輝，胡張喜，等．廢舊家電中印刷電路板元器件
脫焊技術研究[J]．家電科技，2007(1)：32—34．
高瑞，邱城。劉紅旗．帶元器件廢舊電路板拆卸技術研究
[J]．機電產品開發與創新，2007(3)：27—33．
顧國華，戚云峰．廢舊印刷電路板的粉碎性能及資源特征
[J]．中國有色金屬學報，2004，14(6)：1037—1041．
Zhang Shunli，Forssberg Eric．Intelligent Liberation and
Classification of Electronic Scrap[J]．Powder Technolo—
gY，1999·105(1／3)：295—301．
周翠紅，潘永泰。路邁西．等．ZKB剪切破碎機及其性能分
析[J]．選煤技術，2004(6)：21—23．
趙躍民．王全強，焦紅光，等．廢棄電路板選擇性破碎基礎
研究[J]．中國礦業大學學報，2005。34(6)：683—687．
賀靖峰，段晨龍，何亞群，等．廢棄電路板濕法破碎與分選
回收金屬研究[J]．環境科學與技術。2010，33(4)：112—
116．
Melchiorre M，Jakob R．Electronic Scrap Recycling[J]．
Microelectronics Journal。1995，28(8／10)：22—24．
鄒亮，白慶中。李金惠，等．廢棄線路板的低溫粉碎試驗研
究口]．中國礦業大學學報，2006，35(2)：220—224．
周翠紅，陳茂和，潘永泰，等．廢舊電路板低溫改性試驗研
究[J]．環境工程學報，2008，2(2)：270—273．
沈志剛．廢印刷電路板回收處理技術進展[J]．新材料產
業。2006(10)：43-46．
馬國軍，劉洋，蘇偉厚。等．采用磁選和重選回收廢舊電路
板中的金屬[J]．武漢科技大學學報，2009，32(3)：296—
299．
宋樹磊，何亞群，趙躍民．等．主動脈動氣流分選回收金屬
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
的基礎研究[J]．環境T程，2008，26(4)：17—20．
溫雪峰，范英紅．用靜電選的方法從廢棄電路板中回收金
屬富集體的研究[J]．環境工程，2004，22(2)：78—80．
周翠紅，路邁西．空氣搖床分選廢舊電路板[J]．遼寧工程
技術大學學報：自然科學版，2006，25(3)：471—474．
段廣洪，向東．一種經濟、綠色的廢舊印刷線路板再資源
化技術[J]．中國粉體技術，2005(1)：10—12．
《鉛鋅冶金學》編委會．鉛鋅冶金學[M]．北京：科學出版
社，2003：535—538．
劉輝，王同華，譚瑞淀．廢印刷電路板資源化處理技術研
究進展[J]．環境科學與技術，2009，32(5)：92—95．
Koyama K。Tanaka M，Lee Jae-chun．Copper Leaching Be—
havior From Waste Printed Circuit Board in Ammoniacal
Alkaline Solution[J]．Materials Transactions，2006。47
(7)：1788—1792．
Oishi T。Koyama K，Alam S，et a1．Recovery of High Purl—
ty Copper Cathode From Printed Circuit Boards Using
Ammoniacal Sulfate or Chloride Solutions[J]．Hydromet—
allurgy，2007，89(I／2)：82—88．
李晶瑩，黃璐．石硫合劑法浸取廢棄線路板中金的試驗研
究[J]．黃金，2009，30(10)：48—51．
王哲。丁輝，李鑫鋼，等．懸浮電解法回收廢舊電子印刷線
路板中的銅[J]．環境下程學報，2010，4(1)：195—198．
李玉文，吳德東．趙光楠．浸H{時問、H2So{和Fe3+濃度
對硫脲浸金的影響[J]．環境科學與管理，2008，33(2)：49—
52．
徐渠，陳東輝，陳亮，等．廢棄印刷線路板碘化法浸金研究
[J]．環境T程學報．2009，3(5)191卜914．
Status of Mechanical and Hydrometallurgical Technologies in
Recycling Waste Printed Circuit Boards
LI Gui-chun．YUAN Ren-cai
(College of Resource&amp;amp;Environment Engineering。Heilongjiang Institute of Science&amp;amp;Technology，
Harbin 150027．C^ina)
Abstract：The recycling of waste printed circuit boards has been a difficult problem in electronic waste
recycle．This paper focuses on mechanical and hydrometallurgy technologies about waste printed
circuit boards，reviews the research status，and gives a brief analysis on some problems and the future
of these technologies．
Key words：printed circuit board；mechanical and physical recovery；hydrometallurgy

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