[发明专利]富氧顶吹铜熔炼搭配处理废印刷电路板的方法

说明书

富氧顶吹铜熔炼搭配处理废印刷电路板的方法，包括以下步骤：（1）加热脱锡处理；（2）破碎处理；（3）混合熔炼；（4）熔体处理；（5）炉内烟气处理；（6）出炉烟气处理。本发明以铜精矿为主要原料，搭配部分废印刷电路板，将废电路板处理与富氧顶吹铜熔炼相结合，在高温熔池有效分解有机物，利用有机物和硫化矿氧化放热实现自热熔炼，用高浓度SO₂烟气抑制二噁英生成，喷吹二次空气分解残留的化合物，烟气经余热回收、电收尘、喷水冷却后进入制酸系统。本发明能耗低，有价金属综合回收率高，可资源化处理废电路板，能解决现有废电路板处理工艺污染重、产生剧毒二噁英、金属回收率低等问题。

技术领域

本发明属于废印刷电路板火法处理领域，尤其涉及一种富氧顶吹铜熔炼搭配处理废印刷电路板的方法。

背景技术

废印刷电路板主要由电子元器件、有机强化树脂、玻璃纤维、铜箔等组成，其中金属含量一般超过40%，主要包括常见金属Cu、Fe、Ni、Zn及贵金属Au、Ag、Pt、Pd等大量可回收利用的物质，经济价值较高。另一方面，废印刷电路板中普遍含有铅、镉、汞等对人体和环境有害的物质，有机组元中的溴化阻燃剂、酚醛树脂、环氧树脂等未能有效处理时会产生大量强毒性致癌物质。由此可知，废印刷电路板既有资源性又具有危害性，因此亟需提出合理的资源化回收处理的方法。

废印刷电路板常规处理方法包括机械处理、湿法回收、火法回收等。机械处理包括拆解、破碎、分选等工序，常作为预处理工序与火法、湿法回收工艺结合使用，成本较低，污染小，但其处理效果对物料单体解离程度的依赖性高，且废印刷电路板基材硬度高、韧性强，机械法的破碎能耗高，设备磨损程度高，易产生噪音和含有玻璃纤维、有机树脂的有害粉尘，树脂、塑料等有机物因局部高温将反应产生有毒气体。

湿法处理通过萃取、沉淀、置换、离子交换、过滤及蒸馏等方式处理废电路板颗粒的酸/碱浸出液，提取有价金属，金属的回收率高、纯度高，无二噁英排放等问题，但工艺流程复杂，易产生大量含重金属离子、氰化物的废水、废酸，需严格的污水处理工序，此类缺点限制了废印刷电路板的无害化回收和处理。

火法处理通过焚烧、烧结、熔融、熔炼、热解等方式分解废电路板中的有机物，回收有价金属，同时需要在处理过程中建立二噁英生成反应的抑制措施及二噁英的分解措施。火法处理过程中二噁英的生成机理分为两种：（1）因反应温度及时间不足，废电路板中的有机物未完全分解，生成含碳大分子等二噁英前驱物，并在金属催化剂的作用下结合氯生成二噁英；（2）烟气中的CO/CO₂在炉膛和烟气处理系统的低温区内，经附着在烟尘表面的金属催化剂催化，从头反应合成二噁英。因此，为有效抑制二噁英的生成，需从提供适宜的反应温度、有效分解有机物、抑制金属催化剂的催化作用、减少烟气在二噁英生成温度区间内的停留时间等方面综合设计废电路板的处理工艺。

CN102191383A提出湿法脱焊-拆解分类-火法焚烧有机物和有害尾气的废电路板处理方法，通过逐步湿法浸出不同元素，破碎、分选废电路板中的不同组分，回收金属组分，焚烧有机组分回收热能，高温焚烧有害尾气。该工艺采用高温焚烧法处理有机组分和有害尾气，需配置焚烧炉及额外的尾气燃烧室，设备、流程较为复杂。同时，湿法处理仅能回收废电路板中的铅、锡及少部分稀贵金属，且难以直接处理复杂的废电路板，部分金属的浸出剂效率低，作用力弱，只能作用于暴露的金属表面，当金属被覆盖或覆盖有焊锡时回收率较低。因此这一方法很难达到电子废弃物资源化处理及利用的目的。

CN104566398A采用流态化焚烧炉熔炼处理废电路板，先用撕裂机破碎废电路板，将其加入流态化焚烧炉，利用废电路板基板上无机物燃烧放热维持生产，焚烧烟气依次经过水冷却器、旋风除尘器、布袋除尘器、活性炭吸附塔、碱液吸收塔，以降低烟气温度、收集烟尘、净化尾气，有效防止二噁英的生成。该法原料适应性强，但流程长，设备复杂。而且单独熔炼废电路板，将废电路板中的铜熔融为粗铜，玻璃纤维等形成炉渣，废电路板中的稀贵金属在炉渣中的损失量较大，造成有价金属资源的浪费。