Línea de reciclaje de placas de circuito impreso y residuos electrónicos: cómo se transforman las placas de circuito en cobre, metales preciosos y polvo de resina
Línea de reciclaje de placas de circuito impreso y residuos electrónicos: cómo se transforman las placas de circuito en cobre, metales preciosos y polvo de resina
Publicado en Noticias y análisis · Soluciones de reciclaje
Por Henan Jiacui Intelligent Equipment Co., Ltd.
Las placas de circuito impreso se encuentran entre las concentraciones más densas de metal recuperable en el flujo de residuos urbanos. También son uno de los materiales más difíciles de procesar: un compuesto de lámina de cobre, fibra de vidrio, resina epoxi curada, soldadura, retardantes de llama bromados y —en las placas con componentes— oro, plata y paladio. Tanto el vertido como la incineración están cada vez más restringidos, lo que está impulsando la inversión en líneas de reciclaje mecánico especializadas.
El proceso que se describe a continuación es el separación física en seco Este método, que predomina en las instalaciones modernas, ya que evita la carga que supone para el tratamiento de aguas residuales la separación en húmedo (mediante mesa vibratoria). La secuencia —desmontaje, trituración en dos etapas y, a continuación, separación por densidad y electrostática— es la habitual en todo el sector.
Fase 1: Desmontaje y retirada de componentes
Las placas con más componentes son las que contienen los componentes de mayor valor. Los condensadores, los circuitos integrados, las CPU y los módulos de memoria se retiran en primer lugar, ya sea mediante un proceso térmico —calentando la placa por encima de aproximadamente 200 °C hasta que la soldadura se refunda, o bien con disolventes que disuelven la soldadura y liberan los componentes intactos. A continuación, los componentes desmontados se envían a circuitos específicos de lixiviación y refinado de metales preciosos, que es donde reside la mayor parte del valor del oro.
Lo que queda es el placa sin componentes: lámina de cobre, resina y fibra de vidrio. Esto es lo que procesa la línea mecánica. El hecho de desmontar o introducir las placas enteras depende de la categoría: las placas de consumo de baja categoría suelen procesarse enteras, ya que el coste de mano de obra que supone su desmontaje supera el valor recuperable de los componentes.
Fase 2 — Trituración gruesa
Las placas sin componentes se introducen en una trituradora de doble eje que los desmenuza en tiras o fragmentos, normalmente en el 20-50 mm rango. La acción de cizallamiento de una máquina de doble eje de baja velocidad resulta muy adecuada en este caso: el laminado de las placas de circuito impreso es abrasivo y está reforzado con fibra de vidrio, y las cargas de choque de una trituradora de impacto resultarían muy perjudiciales para las herramientas.
En el caso de una línea dedicada a placas de circuito impreso, la Modelo 800 (cuchilla de Ø316) es una opción típica: un 800 × 630 mm habitación doble 22 kW motores, Ø 316 mm cuchillas en 55SiCr en 30 mm espesor, Ø 155 mm eje encajado 22222 rodamientos de rodillos esféricos. Cuando las tablas llegan ya vacías y a granel, el Modelo 1000 (Ø316) con su 1.000 × 630 mm doble y con dos camas individuales 30 kW Esto permite aumentar el rendimiento sin modificar el proceso posterior.
Parámetro | Modelo 800 (Ø316) | Modelo 1000 (Ø316) |
|---|---|---|
Cámara de trabajo | 800 × 630 mm | 1.000 × 630 mm |
Potencia del motor principal | 22 kW × 2 | 30 kW × 2 |
Diámetro de la cuchilla | Ø 316 mm | Ø 316 mm |
Espesor de la cuchilla | 30 mm | 30 mm |
Material de la cuchilla | 55SiCr | 55SiCr |
Número de palas | 26 unidades | 33 unidades |
Diámetro del eje principal | Ø 155 mm | Ø 155 mm |
Modelo de rodamiento | 22222 | 22222 |
Caja de cambios | JZQ650 | JZQ650 × 2 |
Velocidad de rotación | 10-12 r/min | 10-12 r/min |
Fase 3 — Molienda fina y clasificación
Los fragmentos gruesos se transportan neumáticamente hasta un molino de martillos o pulverizador, donde el impacto a alta velocidad, el cizallamiento y la fricción los reducen a aproximadamente 1 mm, y en circuitos de alta pureza con una precisión de hasta 0,5–2 mm. El objetivo de esta fase es liberación: el metal debe separarse físicamente de la resina para que los separadores posteriores puedan actuar sobre partículas individuales en lugar de sobre compuestos.
A criba vibratoria rotativa clasifica el polvo molido. El material que cumple con las dimensiones requeridas sigue adelante; el que lo supera se devuelve automáticamente para volver a molerlo. Este tipo de molienda en circuito cerrado es lo que garantiza la uniformidad de la separación final.
Para tareas de molienda fina, nuestro Molino de polvo de discos vertical YH-800 es la unidad específica, diseñada para el polvo abrasivo con fibra de vidrio que generan las placas de circuitos impresos.
Etapa 4 — Separación por densidad
La propiedad física que hace posible el reciclaje de los PCB es la diferencia de densidad entre los metales y los no metales. El cobre tiene una densidad de aproximadamente 8,9 g/cm³; el aluminio, alrededor de 2,7; la matriz de resina y fibra de vidrio, aproximadamente 1,5–2,0 g/cm³. Un lecho de separación por gravedad y aire Esto es precisamente lo que aprovecha este sistema: sobre una plataforma vibratoria con un flujo de aire ascendente controlado, las partículas metálicas pesadas se desplazan hacia la salida de metal, mientras que las partículas ligeras no metálicas se dirigen hacia el lado de rechazo.
A separador magnético suele situarse antes o después de esta etapa para eliminar el acero ferroso (tornillos, soportes, protectores), y un separador por corrientes de Foucault recicla piezas no ferrosas de mayor tamaño, como disipadores térmicos de aluminio y conectores.
Etapa 5 — Separación electrostática para la purificación final
La gravedad del aire por sí sola hace que el cobre fino quede retenido en la resina fina. A separador electrostático de alta tensión Así se completa el proceso: las partículas se cargan —mediante efecto corona o por fricción triboeléctrica— y, a continuación, se hacen pasar a través de un campo eléctrico. Las partículas metálicas conductoras se descargan rápidamente y son expulsadas del rotor; las partículas no conductoras de resina y vidrio conservan su carga y quedan adheridas al rotor. Las dos corrientes se recogen por separado.
Este paso es el que permite que una línea pase de ser una línea viable a una línea comercializable. Las líneas de PCB correctamente configuradas generan informes índices de recuperación de metales superiores al 90 %, y los circuitos bien optimizados alcanzan 99 %. Concentrados metálicos con una pureza superior a 99,5 % En el caso del cobre, estos objetivos son alcanzables en lo que respecta al metal, mientras que el polvo de resina no metálica puede producirse con un nivel de contaminación por metales lo suficientemente bajo como para utilizarse como material de relleno en madera compuesta, hormigón ligero o paneles aislantes.
Cómo son realmente las cifras
Es útil explicar con precisión por qué merece la pena procesar las placas. Las siguientes cifras se citan con frecuencia en el sector:
- Contenido en cobre de una placa sin componentes típica es aproximadamente 20-30 % por masa: el componente recuperable más importante.
- Contenido en oro El peso de una tonelada de placas de circuito impreso estándar es del orden de 200 g, aproximadamente cuarenta veces la ley de un mineral de oro económicamente explotable. Las placas de los teléfonos móviles pueden alcanzar niveles considerablemente más altos, con cifras que rondan los 2 kg por tonelada presupuestado para material apto para teléfonos móviles.
- Índices de recuperación Por encima del 90 % es lo habitual; en las líneas optimizadas se alcanza el 99 %.
Estas cifras explican por qué las placas despobladas alcanzan un precio en lugar de una tarifa por vertido. También explican por qué el valor se concentra en la fracción de componentes: la placa desnuda solo contiene el cobre, pero el oro se retira en su mayor parte junto con los componentes en la fase 1.
El control del polvo no es opcional
El esmerilado de laminados reforzados con fibra de vidrio genera polvo respirable que contiene fibra de vidrio y residuos de retardantes de llama bromados. Todos los puntos de transferencia de material de una línea de fabricación de placas de circuito impreso deben estar cerrados y contar con un sistema de extracción, y toda la línea suele funcionar bajo presión negativa con filtración por filtro de mangas con chorro de aire pulsado. Los sistemas diseñados adecuadamente alcanzan una eficiencia de captación de polvo superior a 99 %. En la mayoría de las jurisdicciones, se trata de un requisito para la obtención de la licencia, no de una preferencia de diseño, y debe incluirse en el presupuesto desde el principio.
Configuración para tu combinación de tablas
Materia prima para piensos | Configuración recomendada |
|---|---|
Placas desnudas sin componentes, volumen estable | Trituradora modelo 800/1000 → molino de martillos → separación por aire y gravedad → separación electrostática |
Placas completas, de calidades mixtas | Línea de predesmontaje → Trituradora modelo 1000 → Separador magnético → Trituración → Separación |
Placas de alta calidad para servidores y telecomunicaciones | Desmontar primero para obtener los componentes; placas desnudas según la línea estándar |
Placas de consumo de baja calidad, gran volumen | Procesar la totalidad; aceptar un valor por tonelada inferior a cambio de un mayor volumen de producción |
La capacidad de estas líneas suele especificarse en el De 2 a más de 10 toneladas al día cinta. El cuello de botella rara vez es la trituradora; suelen serlo las etapas de trituración fina y de separación electrostática, que son considerablemente más lentas por tonelada que la trituración primaria.
Preguntas frecuentes
¿Tengo que quitar alguna pieza antes de triturarlo?
No es una cuestión mecánica, pero suele ser la decisión comercial más acertada en el caso de las placas de alta calidad. Los componentes contienen la mayor parte del valor del oro y la plata, por lo que es mejor derivarlos a un circuito específico de lixiviación o refinado. Las placas de consumo de baja calidad suelen procesarse enteras, ya que los costes de mano de obra del desmontaje superan el valor recuperable de los componentes.
¿Por qué utilizar una trituradora de doble eje en lugar de una trituradora de tableros?
El laminado para placas de circuitos impresos es abrasivo y está reforzado con fibra de vidrio. Una máquina de doble eje y baja velocidad corta el material con un par elevado a bajas revoluciones por minuto, lo que resulta mucho menos agresivo para las herramientas que la carga de impacto de un molino de martillos. Utiliza la trituradora para la reducción primaria y reserva la trituración por impacto para la etapa de finura, donde realmente es necesaria para la liberación.
¿Es mejor la separación en húmedo que la en seco?
La separación en húmedo (mediante mesa vibratoria) puede alcanzar unos índices de recuperación muy elevados, pero requiere un circuito de tratamiento de aguas y genera un problema de efluentes secundarios. La separación física en seco es actualmente la opción predominante para las nuevas instalaciones, ya que los trámites para obtener los permisos son mucho menos engorrosos y no hay que gestionar lodos.
¿Qué nivel de pureza puedo esperar en la salida de metal?
Gracias a la separación por gravedad y electrostática, junto con una molienda adecuada en circuito cerrado, se obtienen habitualmente concentrados metálicos con una pureza superior al 99 %. Alcanzar el límite superior de ese rango depende de que el tamaño de la molienda sea uniforme y de que los electrodos del separador estén bien mantenidos; se trata tanto de una cuestión de disciplina operativa como de equipamiento.
Siguiente paso
Indíquenos el tipo de placa (montada o sin montar, de consumo o de grado industrial), su objetivo de rendimiento diario y si tiene previsto desmontarlas primero. A partir de ahí, podremos especificar el modelo de trituradora primaria y las características de las cuchillas, y proporcionarle los planos de interfaz para los equipos de trituración y separación. Póngase en contacto con nosotros para hablar sobre su proyecto de residuos electrónicos.