简介

试验材料与方法

装置

优势

简介

低温粉碎是指将冷却到脆化点温度的物质在外力作用下破碎成粒径较小的颗粒或粉体的过程。低温粉碎技术并非新技术，早在1948年便已经实现工业化，在废橡胶、塑料、食物等的回收利用方面已有相当长的研究历史，并具备较为成熟的技术和工艺[6]。但将低温粉碎应用在废电路板回收中是近十年来才开始的，国外在这方面已具有一定的实践经验。如德国Daimler-BenzUlm研究中心的废电路板机械处理工艺[7-8]，尽管增加了液氮的投入，但由于金属回收率较高以及对塑料进行了再利用，这个工艺仍能获得较好的经济效益。此外，美国AirProduct公司(德国Microtec公司在美国的分部)的低温研磨系统，可以将坚韧物料在低温下脆化后粉碎至0.075mm，令金属与非金属完全解离。我国低温粉碎废电路板的研究刚刚开始。引进国外先进技术和设备不但需要大量资金，而且由于国情不同，如废物处理费用和液氮费用不同，即使引进国外设备后在运行费用上也未必可行，在工艺路线及选用设备上都需要进行不同程度的调整。因此，开展低温粉碎工艺研究十分必要而且有意义。本文将以不带元器件的废弃线路板为对象，比较不同低温条件下样品的累积产率、形态、解离度以及能量消耗，对低温粉碎线路板的效果进行研究。

试验材料与方法

1.1试验材料

试验所使用的材料为手机线路板的边脚料，经剪切破碎机破碎到4～0.9mm，原料的平均粒度为2.658mm。每个样品重200g。

1.2试验装置

采用自行设计的试验装置，如图1所示。本试验采用固定的预冷室，预冷室与粉碎机入口经一密闭管道连接，物料预冷后从预冷室经碟阀在重力作用下进入粉碎机粉碎，粉碎产品用布袋收集。预冷室内安装有环形液氮喷嘴，并配备有智能控温系统，可按设定的升温程序准确控制温度；温度程序开始运行后，由电磁阀控制进入预冷室液氮的量。粉碎机亦配有控温系统和acuvim电力仪表，其功能分别是测定粉碎机内温度和粉碎过程的功率、电流和电压。

根据低温力学测试结果表明，该种线路板在-40℃的冲击韧度最低，即其中的树脂类物质达到完全脆化。据此，本试验选择-60，-120及-180℃进行试验，研究低温对线路板粉碎效果的影响，确定该工艺下物料获得较优粉碎效果的温度范围。预冷室内同时存在液氮和气态低温氮气与物料发生传热，因此其传热状况较为复杂。采用非稳态传热估算

装置

低温粉碎装置,由二个可旋转的筒型缸体、电动机、载体平台、机座构成。缸体分为外壳和内胆两层,中间填充发泡型隔热材料,内胆里放置若干根碾磨辊。使用时,通入适量液氮,使待碾磨物料处于低温状态。由电动机驱使缸体及碾磨辊运动而实施

优势

在废电路板回收技术中，机械处理技术以其环境污染小，操作简单，具有较高的处理效率和较好的经济效益而备受关注，并在过去20a中得到广泛的发展。在机械处理技术中最关键的是破碎步骤，因为它直接决定着后续分离步骤的效率、金属的产量和纯度。电路板基板通常带有大量热固性树脂，这些树脂聚合物具有硬而强、耐高温的特性，常温下呈一定的韧性，不能被一般的冲击和直接挤压破碎方式所粉碎。因而常温下粉碎回收存在各种问题，如冲击热解，有害气体产生，干式粉碎中的粉尘污染，产品颗粒形状不均一，以及设备长时间运转易产生大量热量，引起设备局部过热，物料粘结、堵塞设备等问题，这些问题会引起环境污染，降低粉碎效率，导致后续分选效率的降低。典型的解决方法是把这些非脆性物质通过冷冻变为脆性物质，再加以粉碎[5]。因此低温粉碎技术在废电路板的处理中具有十分广阔的研究前景。