Линия по переработке печатных плат и электронных отходов: как печатные платы превращаются в медь, драгоценные металлы и порошок смолы

Опубликовано в разделе «Новости и аналитика» · «Решения в области переработки отходов»

Автор: Henan Jiacui Intelligent Equipment Co., Ltd.

Печатные платы относятся к материалам с одной из самых высоких концентраций металла, подлежащего вторичной переработке, в потоке городских отходов. Они также являются одними из самых сложных для переработки материалов: представляют собой композит, состоящий из медной фольги, стекловолокна, отвержденной эпоксидной смолы, припоя, бромированных антипиренов, а также — в платах с высокой плотностью монтажа — золота, серебра и палладия. Использование полигонов для захоронения отходов и сжигание отходов подвергаются всё более строгим ограничениям, что стимулирует инвестиции в специализированные линии механической переработки.

Приведенный ниже процесс представляет собой сухое физическое разделение Этот метод, который преобладает в современных установках, поскольку позволяет избежать нагрузки на системы очистки сточных вод, связанной с влажным (вибрационным) разделением. Последовательность операций — демонтаж, двухступенчатое измельчение, а затем разделение по плотности и электростатическое разделение — является стандартной для всей отрасли.

Этап 1 — Разборка и демонтаж узлов

На укомплектованных платах размещены наиболее дорогостоящие компоненты. В первую очередь снимаются конденсаторы, интегральные схемы, процессоры и модули памяти — либо термическим способом (путём нагрева платы до температуры примерно 200 °C до тех пор, пока припой не расплавится, — либо с помощью растворителей, которые растворяют припой и освобождают компоненты в целостности и сохранности. Затем демонтированные компоненты поступают на специальные линии выщелачивания и рафинирования драгоценных металлов, где сосредоточена основная часть стоимости золота.

Остается только голая плата: медная фольга, смола и стекловолокно. Именно эти материалы перерабатываются на механической линии. Решение о том, разбирать ли платы или подавать их целиком, зависит от их класса — платы низкого класса, предназначенные для потребительского рынка, часто перерабатываются целиком, поскольку затраты на разборку превышают стоимость компонентов, подлежащих вторичной переработке.

Этап 2 — Грубое измельчение

Необушенные доски поступают на двухвальный измельчитель который разрывает их на полоски или кусочки, как правило, в 20–50 мм диапазон. В данном случае хорошо подходит сдвиговое воздействие низкоскоростной двухвальной машины: ламинат печатной платы обладает абразивными свойствами и содержит стекловолокно, а ударные нагрузки, создаваемые ударной дробилкой, привели бы к износу инструмента.

Для специализированной линии по производству печатных плат Модель 800 (лезвие Ø316) — это типичный выбор — 800 × 630 мм камера на двухместной основе 22 кВт двигатели, Ø316 мм лезвия в 55SiCr в 30 мм толщина, Ø155 мм валом 22222 сферические роликовые подшипники. Если доски поступают уже очищенными от сучков и в больших объемах, то Модель 1000 (Ø316) с его 1 000 × 630 мм двухместный номер и номер с двумя односпальными кроватями 30 кВт это позволяет повысить пропускную способность без изменения последующих этапов процесса.

Этап 3 — Мелкое измельчение и классификация

Крупные фрагменты пневматическим способом транспортируются в молотковая мельница или измельчитель, где под воздействием высокоскоростных ударов, сдвига и трения они уменьшаются примерно до 1 мм, а также в схемах высокой чистоты с размерами до 0,5–2 мм. Цель данного этапа заключается в том, чтобы освобождение: металл необходимо физически отделить от смолы, чтобы последующие сепараторы могли воздействовать на отдельные частицы, а не на композитные частицы.

A роторный вибрационный грохот классифицирует измельчённый порошок. Материал, соответствующий требуемому размеру, проходит дальше; материал, превышающий требуемый размер, автоматически возвращается на повторное измельчение. Именно благодаря такому измельчению в замкнутом цикле обеспечивается стабильность конечной сепарации.

Для тонкого измельчения наша Вертикальная дисковая порошкомельница YH-800 — это специализированное устройство, предназначенное для утилизации абразивного порошка со стекловолокном, образующегося при производстве печатных плат.

Этап 4 — Сепарация по плотности

Физическое свойство, благодаря которому переработка печатных плат становится возможной, — это разница в плотности между металлом и неметаллом. Плотность меди составляет примерно 8,9 г/см³; алюминий — около 2,7; матрица из смолы и стекловолокна — примерно 1,5–2,0 г/см³. А аэрогравитационный сепаратор В этом и заключается принцип его работы: на вибрирующей платформе с регулируемым восходящим воздушным потоком тяжелые металлические частицы перемещаются в сторону выхода металла, а легкие неметаллические частицы — в сторону отходов.

A магнитный сепаратор обычно устанавливается до или после этого этапа для удаления изделий из черной стали (винтов, кронштейнов, защитных экранов), а также сепаратор на основе вихревых токов извлекает крупные отходы цветных металлов, такие как алюминиевые радиаторы и разъемы.

Этап 5 — Электростатическое разделение для окончательной очистки

При использовании только воздушно-гравитационного метода мелкие частицы меди остаются связанными с мелкой смолой. A высоковольтный электростатический сепаратор завершает процесс: частицы заряжаются — за счет коронного разряда или трибоэлектрического трения — и затем проходят через электрическое поле. Проводящие металлические частицы быстро разряжаются и выбрасываются из ротора; непроводящие частицы смолы и стекла сохраняют свой заряд и прилипают к нему. Оба потока собираются отдельно.

Именно этот этап превращает линию, готовую к запуску в производство, в линию, готовую к продаже. Правильно настроенные линии по производству печатных плат предоставляют отчеты коэффициент извлечения металла свыше 90 %, а хорошо оптимизированные схемы позволяют достичь 99 %. Чистота металлического концентрата выше 99,5 % для меди достижимы на этапе металлообработки, тогда как неметаллический порошок смолы можно получить с содержанием металлических примесей, достаточно низким для использования в качестве наполнителя в композитных пиломатериалах, легком бетоне или теплоизоляционных плитах.

Как на самом деле выглядят цифры

Стоит четко определить, почему платы стоит перерабатывать. В отрасли широко цитируются следующие цифры:

• Содержание меди размеры типичной «голой» платы составляют примерно 20–30 % по массе — крупнейший отдельный извлекаемый компонент.
• Содержание золота масса одной тонны стандартной печатной платы составляет порядка 200 г, что примерно в сорок раз превышает содержание золота в экономически рентабельной руде. В печатных платах мобильных телефонов это содержание может быть значительно выше и составлять около 2 кг на тонну цена указана за материал, предназначенный для производства мобильных телефонов.
• Показатели восстановления Стандартные показатели превышают 90%; для оптимизированных линий указывается показатель 99%.

Именно эти цифры объясняют, почему за пустые печатные платы платят определенную цену, а не просто взимают плату за утилизацию. Именно они также объясняют, почему основная часть стоимости сосредоточена в компонентах — сама по себе голая печатная плата содержит только медь, а золото в основном удаляется вместе с компонентами на первом этапе.

Борьба с пылью — это не что-то необязательное

При шлифовании ламината, армированного стекловолокном, образуется вдыхаемая пыль, содержащая стекловолокно и остатки бромированных антипиренов. Каждая точка перемещения материала на линии по производству печатных плат должна быть ограждена и оснащена системой вытяжки, а вся линия, как правило, работает в условиях отрицательное давление с импульсно-струйная рукавная фильтрация. Правильно спроектированные системы обеспечивают эффективность улавливания пыли выше 99 %. В большинстве юрисдикций это является обязательным требованием для получения разрешения, а не просто предпочтением при проектировании, и его следует заложить в бюджет с самого начала.

Настройка под ваш набор печатных плат

Пропускная способность этих линий обычно указывается в От 2 до 10 и более тонн в день линия. Ограничивающим фактором редко выступает сам измельчитель — обычно им являются этапы тонкого измельчения и электростатической очистки, которые по производительности в расчете на тонну работают значительно медленнее, чем первичное измельчение.

Часто задаваемые вопросы

Нужно ли снимать детали перед измельчением?

Не с технической точки зрения, но, как правило, это правильное коммерческое решение в случае с высококачественными платами. Основная часть стоимости золота и серебра приходится на компоненты, поэтому их лучше направлять на специальную линию выщелачивания или рафинирования. Низкокачественные бытовые платы часто перерабатываются целиком, поскольку затраты на их разборку превышают стоимость извлекаемых компонентов.

Почему для переработки плит лучше использовать двухвальный измельчитель, а не дробилку?

Ламинат для печатных плат имеет абразивную структуру и армирован стекловолокном. Двухвальная машина с низкой скоростью резания измельчает материал с высоким крутящим моментом при низких оборотах, что значительно щадит инструмент по сравнению с ударной нагрузкой, создаваемой молотковой дробилкой. Используйте измельчитель для первичного измельчения, а ударное измельчение оставьте для тонкой стадии, где оно действительно необходимо для отделения частиц.

Мокрое разделение лучше сухого?

Мокрое (на вибрационном столе) разделение позволяет достичь очень высокого коэффициента извлечения, однако требует наличия контура водоочистки и создает проблему вторичных сточных вод. Сухое физическое разделение в настоящее время является преобладающим методом для новых установок, поскольку процедура получения разрешений значительно проще и не возникает необходимости в утилизации осадка.

Какой уровень чистоты сигнала я могу ожидать на выходе металла?

Благодаря сочетанию аэрогравитационного и электростатического разделения, а также правильному измельчению в замкнутом цикле, по имеющимся данным, регулярно получаются металлические концентраты чистотой свыше 99 %. Достижение верхней границы этого диапазона зависит от стабильного размера частиц при измельчении и надлежащего технического состояния электродов сепаратора — это в равной степени вопрос дисциплины при эксплуатации и вопрос состояния оборудования.

Следующий шаг

Сообщите нам тип вашей платы (с компонентами или без, потребительского или промышленного класса), целевой показатель суточной производительности, а также укажите, планируете ли вы сначала проводить разборку. На основании этой информации мы сможем подобрать модель первичного измельчителя и характеристики ножей, а также предоставить чертежи интерфейсов для оборудования по измельчению и сепарации. Свяжитесь с нами, чтобы обсудить ваш проект по переработке электронных отходов.