Способ переработки электротехнических и радиотехнических отходов

 

Использование: экономически чистая переработка отходов электротехнического и радиотехнического производства с максимальной степенью выделения составляющих. Сущность изобретения: отходы сначала разупрочняют в автоклаве в водной среде при температуре 200 - 210°С в течение 8 - 10 ч, затем сушат, дробят и классифицируют по фракциям - 5,0 + 2,0; -2,0 + 0,5 и -0,5 + 0 мм с последующей электростатической сепарацией. 5 табл.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к утилизации печатных плат, и может быть использовано для извлечения драгоценных металлов с последующим использованием, а также в химической промышленности при производстве красителей.

Известен способ переработки электротехнических отходов - плат с основой из керамики (авт. св. 1368029, кл. В 02 С, 1986), заключающийся в двухстадийном дроблении без отсева абразивных компонентов с целью оттирки металлической составляющей. Платы подшихтовывают в небольшом количестве к никелевому рудному сырью и смесь плавят в рудно-термических печах при температуре 1350^oС.

Описанный способ обладает рядом существенных недостатков: низкая эффективность; опасность с точки зрения экологии - высокое содержание слоистого пластиката и изоляционных материалов при плавлении приводит к заражению окружающей среды; потери химически связанных с летучими благородных металлов.

Известен способ утилизации вторичного сырья (Н.Лебель и др. "Проблемы и возможности утилизации вторичного сырья, содержащего благородные металлы" в кн. Теория и практика процессов цветной металлургии. Опыт металлургов ГДР. М. "Металлургия", 1987, с. 74-89), принятый за прототип.

Данный способ характеризуется гидрометаллургической переработкой плат - обработкой их азотной кислотой или раствором нитрата меди в азотной кислоте.

Основные недостатки: загрязнение окружающей среды, необходимость организации очистки сточных вод; проблема электролиза раствора, что делает практически невозможной указанную технологию безотходной.

Наиболее близким по технической сущности является способ переработки лома электронного оборудования (Scrap processor awaits refinery. Metall Bulletin Monthly, March, 1986, р. 19), принятый за прототип, который включает дробление с последующей сепарацией. Сепаратор оборудован магнитным барабаном, криогенной мельницей и ситами.

Основной недостаток способа - при сепарации меняется структура компонентов. Кроме того, способ предусматривает только первичную обработку сырья.

Данное изобретение направлено на осуществление экологически чистой безотходной технологии.

Изобретение отличается от прототипа тем, что в способе переработки электротехнических отходов, включающем дробление материала с последующей классификацией по крупности, отходы перед дроблением подвергают разупрочнению в автоклаве в водной среде при температуре 200-210^oС в течение 8-10 ч, затем сушат, классификацию осуществляют по фракциям -5,0+2,0; -2,0+0,5 и -0,5+0 мм, а сепарацию - электростатическую.

Сущность изобретения состоит в следующем.

Отходы электро- и радиотехнического производства, в основном платы, состоят, как правило, из двух частей: элементов монтажа (микросхем), содержащих драгметаллы и не содержащей драгметаллы основы с наклеенной на нее входящей частью в виде проводников из медной фольги.

Каждая из составляющих подвергается операции разупрочнения, в результате чего слоистый пластик теряет свои первоначальные прочностные характеристики. Разупрочнение производят в узком интервале температур 200-210^oС, ниже 200^oС разупрочнения не происходит, выше материал "плывет".

При последующем механическом дроблении дробленый материал представляет собой смесь зерен слоистого пластика с дезинтегрированными элементами монтажа, проводящей частью и пистонами. Операция разупрочнения в водной среде предотвращает вредные выделения.

Каждый класс крупности отклассифицированного после дробления материала подвергают электростатической сепарации в поле коронного разряда, в результате чего образуются фракции: проводящая все металлические элементы плат и непроводящая - фракция слоистого пластика соответствующей крупности.

Затем известными способами из металлической фракции получают припой и шлихи драгметаллов. Непроводящую фракцию после обработки используют либо как наполнитель и пигмент в производстве лаков, красок, эмалей, либо повторно в производстве пластмасс.

Таким образом, существенными отличительными признаками являются: разупрочнение электротехнических отходов (плат) перед дроблением в водной среде при температуре 200-210^oС, и классификация по определенным фракциям, каждая из которых затем проходит обработку с дальнейшим использованием в промышленности.

Заявленный способ был опробован в лаборатории института "Механобр".

Обработке подвергали брак, образуемый при производстве плат. Основа отходов - листовой стеклотекстолит в эпоксидопласте толщиной 2,0 мм с наличием контактных медных проводников из фольги, покрытых припоем и постанов. Разупрочнение плат производили в автоклаве объемом 2л. По окончании опыта автоклав оставил на воздухе 20^oС, затем материал разгружали, подвергали сушке, а затем дробили, вначале в молотковой дробилке, а затем в конусной - инерционной дробилке КИД-300.

Технологический режим обработки и ее результаты представлены в табл. 1.

Гранулометрическая характеристика дробленого материала опыта в оптимальном режиме после сушки представлена в табл. 2.

Последующую электростатическую сепарацию этих классов производили в поле коронного разряда, осуществленного на барабанном электростатическом сепараторе ЗЭБ-32/50.

Из данных таблиц следует/ что предлагаемая технология характеризуется высокой эффективностью: проводящая фракция содержит 98,9% металла при его извлечении 95,02% ; непроводящая фракция содержит 99,3% модифицированного стеклотекстолита при его извлечении 99,85%.

Аналогичные результаты были получены и при обработке отработанных плат с элементами монтажа в виде микросхем. Основа платы - стеклотекстолит в эпоксидопласте.

В этих исследованиях также использовали оптимальный режим разупрочнения, дробления и электростатической сепарации. Плату с помощью механического резака предварительно разделяли на две составляющих: содержащую и не содержащую драгметаллы. В составляющей с драгметаллами наряду со стеклотекстолитом, медной фольгой, керамикой и припоем присутствовал палладий, золото и серебро. Отсеченная резаком оставшаяся часть платы представлена контактами из медной фольги, припоем и пистонами, расположенными в соответствии с радиотехнической схемой на пласте из стеклотекстолита в эпоксидной смоле.

Таким образом, переработке подвергали раздельно обе составляющие плат.

Результаты исследований помещены в табл. 5, данные которой подтверждают высокую эффективность заявленной технологии. Так, в проводящую фракцию, содержащую 97,2% металла, достигнуто извлечение его 97,73%; в непроводящую фракцию, содержащую 99,5% модифицированного стеклотекстолита, извлечение последнего составило 99,59%.

Таким образом, использование заявленного способа позволит получить технологию переработки электро-, радиотехнических отходов практически безотходную и экологически безопасную.

Проводящая фракция (металл) подлежит переработке в товарные металлы известными способами пиро- и (или) гидрометаллургии, включающей электролиз: концентрат (шлихи) драгметаллов, медную фольгу, олово и свинец.

Непроводящая фракция - модифицированный стеклотекстолит в эпоксидопласте - легко измельчается до порошка, пригодного в качестве пигмента в лакокрасочном производстве при изготовлении лаков, красок и эмалей.

Формула изобретения

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ И РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ, преимущественно плат на основе стеклоткани в эпоксидопласте, включающий их дробление с последующей классификацией по крупности частиц и сепарцию, отличающийся тем, что отходы перед дроблением подвергают разупрочнению в автоклаве в водной среде при 200 - 210^oС в течение 8 - 10 ч с последующей сушкой, причем классификацию дробленных отходов осуществляют по фракциям -5,0+2,0; -2,0+0,5 и -0,5+0 мм, а сепарацию - электрическую.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3