Linha de reciclagem de placas de circuito impresso (PCB) e lixo eletrônico: como as placas de circuito são transformadas em cobre, metais preciosos e pó de resina

Publicado em Notícias e Perspectivas · Soluções de Reciclagem

Por Henan Jiacui Intelligent Equipment Co., Ltd.

As placas de circuito impresso estão entre as concentrações mais densas de metal recuperável no fluxo de resíduos urbanos. Elas também são um dos materiais mais difíceis de processar: um composto de folha de cobre, fibra de vidro, resina epóxi curada, solda, retardantes de chamas bromados e — em placas com componentes — ouro, prata e paládio. Tanto o aterro quanto a incineração estão cada vez mais restritos, o que está impulsionando investimentos em linhas dedicadas à reciclagem mecânica.

O processo abaixo é o separação física a seco esse processo, que predomina nas instalações modernas por evitar a carga de tratamento de águas residuais associada à separação úmida (por mesa vibratória). A sequência — desmontagem, redução de tamanho em duas etapas, seguida de separação por densidade e eletrostática — é padrão em todo o setor.

Etapa 1 — Desmontagem e remoção de componentes

As placas com muitos componentes contêm os componentes de maior valor. Capacitores, circuitos integrados, CPUs e módulos de memória são removidos primeiro, seja por meio de aquecimento — aquecendo a placa a uma temperatura superior a aproximadamente 200 °C até que a solda se refunda — ou com solventes que dissolvem a solda e liberam os componentes intactos. Os componentes desmontados são então encaminhados para circuitos específicos de lixiviação e refino de metais preciosos, onde reside a maior parte do valor do ouro.

O que resta é o placa nua: folha de cobre, resina e fibra de vidro. É isso que a linha mecânica processa. A decisão de desmontar ou alimentar placas inteiras depende da categoria — placas de consumo de baixa categoria costumam ser processadas inteiras, pois o custo de mão de obra da desmontagem excede o valor recuperável dos componentes.

Etapa 2 — Trituração grossa

As placas em branco são encaminhadas para um triturador de dois eixos que os rasga em tiras ou fragmentos, geralmente no 20–50 mm faixa. A ação de cisalhamento de uma máquina de eixo duplo de baixa velocidade é bastante adequada para esse caso: o laminado da placa de circuito impresso é abrasivo e reforçado com fibra de vidro, e a carga de choque de um britador de impacto seria muito desgastante para as ferramentas.

Para uma linha dedicada de placas de circuito impresso, a Modelo 800 (lâmina Ø316) é uma escolha típica — uma 800 × 630 mm quarto duplo 22 kW motores, Ø 316 mm lâminas em 55SiCr em 30 mm espessura, Ø155 mm eixo ligado 22222 rolamentos de rolos esféricos. Quando as placas chegam já sem os componentes e a granel, o Modelo 1000 (Ø316) com seu 1.000 × 630 mm quarto duplo e de casal 30 kW a solução aumenta a produtividade sem alterar o processo posterior.

Etapa 3 — Moagem fina e classificação

Os fragmentos grossos são transportados pneumaticamente para um moinho de martelos ou pulverizador, onde o impacto em alta velocidade, o cisalhamento e o atrito os reduzem a aproximadamente 1 mm, e em circuitos de alta pureza com dimensões tão pequenas quanto 0,5–2 mm. O objetivo desta etapa é libertação: o metal deve ser separado fisicamente da resina para que os separadores posteriores possam atuar sobre partículas individuais, em vez de sobre compostos.

A peneira vibratória rotativa classifica o pó moído. O material dentro do tamanho especificado segue adiante; o material acima do tamanho é automaticamente devolvido para remoagem. É esse tipo de moagem em circuito fechado que garante a consistência da separação final.

Para trabalhos de moagem fina, nosso Moinho vertical de disco para pó YH-800 é a unidade especializada, projetada para o pó abrasivo com fibra de vidro gerado pelas placas de circuito impresso.

Etapa 4 — Separação por densidade

A propriedade física que torna viável a reciclagem de placas de circuito impresso (PCB) é a diferença de densidade entre metais e não metais. O cobre tem cerca de 8,9 g/cm³; alumínio, cerca de 2,7; a matriz de resina e fibra de vidro, aproximadamente 1,5–2,0 g/cm³. Um leito de separação por gravidade e ar Esse sistema aproveita exatamente isso: em uma plataforma vibratória com um fluxo de ar ascendente controlado, as partículas metálicas pesadas migram para a saída de metal, enquanto as partículas não metálicas leves se deslocam para o lado de rejeição.

A separador magnético é normalmente colocado antes ou depois dessa etapa para remover peças de aço ferroso (parafusos, suportes, proteções), e um separador por correntes de Foucault recupera peças não ferrosas de maior porte, como dissipadores de calor de alumínio e conectores.

Etapa 5 — Separação eletrostática para purificação final

A separação por gravidade e ar, por si só, mantém o cobre fino retido na resina fina. A separador eletrostático de alta tensão conclui o processo: as partículas são carregadas — por efeito corona ou por atrito triboelétrico — e, em seguida, passam por um campo elétrico. As partículas metálicas condutoras descarregam-se rapidamente e são ejetadas do rotor; as partículas não condutoras de resina e vidro mantêm sua carga e ficam presas ao rotor. Os dois fluxos são coletados separadamente.

Essa etapa é o que transforma uma linha de produção que funciona em uma linha com produto comercializável. Linhas de produção de placas de circuito impresso (PCB) devidamente configuradas geram relatórios taxas de recuperação de metal superiores a 90%, e circuitos bem otimizados atingem 99%. Concentrados metálicos com pureza superior a 99,5% No caso do cobre, é possível obter esses resultados na parte metálica, enquanto o pó de resina não metálica pode ser produzido com um nível de contaminação por metais baixo o suficiente para ser utilizado como enchimento em madeira composta, concreto leve ou placas de isolamento.

Como os números realmente se apresentam

É importante ser preciso ao explicar por que vale a pena processar placas. Os números a seguir são amplamente citados no setor:

• Teor de cobre de uma placa nua típica é de aproximadamente 20–30% em massa — o maior componente recuperável isoladamente.
• Teor de ouro o peso de uma tonelada de placa de circuito impresso padrão é da ordem de 200 g, cerca de quarenta vezes o teor de um minério de ouro economicamente viável. As placas de celulares podem apresentar teores substancialmente mais elevados, com valores em torno de 2 kg por tonelada cotação para material próprio para aparelhos celulares.
• Taxas de recuperação Acima de 90% é o padrão; em linhas otimizadas, o índice chega a 99%.

Esses números explicam por que as placas desprovidas de componentes alcançam um preço, em vez de uma taxa de descarte. Eles também explicam por que o valor está concentrado na fração dos componentes — a placa em si contém apenas o cobre, mas o ouro é, em grande parte, retirado junto com os componentes na Etapa 1.

O controle de poeira não é opcional

A retificação de laminado reforçado com fibra de vidro gera poeira respirável contendo fibra de vidro e resíduos de retardantes de chamas bromados. Todos os pontos de transferência de material em uma linha de produção de PCBs devem ser isolados e dotados de sistema de exaustão, e toda a linha é normalmente operada sob pressão negativa com filtragem por filtro de mangas com jato pulsado. Sistemas projetados adequadamente alcançam uma eficiência de captura de poeira superior a 99%. Na maioria das jurisdições, trata-se de uma exigência para a obtenção da licença, e não de uma preferência de projeto, e deve ser incluída no orçamento desde o início.

Configuração para a combinação de placas

A capacidade dessas linhas é normalmente especificada no 2 a 10+ toneladas por dia faixa. A limitação determinante raramente é a trituradora — geralmente são as etapas de moagem fina e de tratamento eletrostático, que são consideravelmente mais lentas por tonelada do que a trituração primária.

Perguntas frequentes

Preciso remover os componentes antes de triturar?

Não por uma questão mecânica, mas geralmente é a decisão comercial mais acertada para placas de alto teor. Os componentes representam a maior parte do valor do ouro e da prata e devem ser encaminhados para um circuito dedicado de lixiviação ou refino. Placas de baixo teor, destinadas ao consumidor, costumam ser processadas inteiras, pois os custos de mão de obra com a desmontagem são superiores ao valor recuperável dos componentes.

Por que usar um triturador de eixo duplo em vez de um britador para placas?

O laminado de placa de circuito impresso é abrasivo e reforçado com fibra de vidro. Uma máquina de eixo duplo de baixa velocidade corta o material com alto torque a baixas rotações, o que é muito mais suave para as ferramentas do que a carga de impacto de um moinho de martelo. Utilize o triturador para a redução primária e reserve a moagem por impacto para a etapa de refinamento, onde ela é realmente necessária para a liberação do material.

A separação úmida é melhor do que a seca?

A separação úmida (por mesa vibratória) pode atingir índices de recuperação muito elevados, mas requer um circuito de tratamento de água e gera um problema de efluente secundário. A separação física a seco é atualmente a opção predominante para novas instalações, pois a burocracia para obtenção de licenças é muito menor e não há lodo a ser descartado.

Que nível de pureza posso esperar na saída de metal?

Com a separação por gravidade a ar e eletrostática, aliada a uma moagem adequada em circuito fechado, costuma-se obter concentrados metálicos com pureza superior a 99%. Alcançar o limite superior dessa faixa depende do tamanho consistente das partículas moídas e da boa manutenção dos eletrodos do separador — trata-se tanto de uma questão de disciplina operacional quanto de equipamento.

Próximo passo

Informe-nos o tipo da sua placa (montada ou em branco, de consumo ou de nível industrial), sua meta de produção diária e se você pretende desmontá-la primeiro. Com essas informações, poderemos especificar o modelo do triturador primário e as especificações das lâminas, além de fornecer os desenhos de interface para os equipamentos de trituração e separação. Entre em contato conosco para discutir seu projeto de lixo eletrônico.