电子废弃物的资源特点及机械再生处理技术

2.2破碎分选
对于电子废弃物的金属与塑料的连接体来说，如果不能在拆解分离工序中分离或者分离效率不高，那么物理破碎和分选就是实现其资源化的理想办法。
对于机械破碎分选技术来说，各种材料尽可能充分地单体解离是高效率分选的前提。破碎程度的选择不仅会影响到破碎设备的能源消耗，还将影响到后续的分选效率，所以说破碎是很关键的一个环节。
电子废弃物的破碎路线与设备可根据电子废弃物本身的特点决定，比如，对于热塑性外壳来说，普通的冲击式破碎机即可将其中的塑料和金属解离；而对于废弃电路板来说，由于其特殊的结构和组成，热固性树脂材料韧性较好，不易解离，需要采取特殊的破碎工艺。由于拆除元器件后的电路板主要由强化树脂板和附着其上的铜线等金属组成，硬度较高、韧性较强，采用具有剪、切作用的破碎设备可以达到比较好的解离效果，如旋转式破碎机和切碎机。
破碎的目的主要是为了实现金属与非金属的解离，以提高物料的分选效率，同时也便于物料的打包和运输。对于一般的废旧电器来说，塑料外壳等部件很容易实现解离，但对于少数部件来说，尤其是废弃电路板，破碎颗粒的粒径是非常关键的，下面着重介绍废弃电路板的破碎解离和分选。废弃电路板的形状为扁平形，是由玻璃纤维、树脂和金属等多种成分组成。由于金属具有较高强度，玻璃纤维具有脆性，树脂具有韧性，三者层压粘结，破碎解离的难度相对较大。有关废弃电路板剪切破碎试验结果显示，废弃电路板具有较强的抗剪切性能，因此要想将废弃电路板充分破碎，达到理想的破碎效果，需要采用剪切和冲击联合的破碎方式，即“粗碎＋细碎”模式。破碎的程度并不是越细越好，所谓最佳效果是指破碎颗粒中的金属与非金属得到充分解离，又不会出现过粉碎现象。在破碎试验过程中，需要进行分级和解离度检测。现在，国内外普遍采用机械破碎＋分选法分离废弃印刷电路板中的金属与非金属。机械破碎＋分选技术是将废弃印刷电路板破碎成细小颗粒，然后根据其材料物理性质的差异对不同成分进行分离，主要包括破碎、分选等处理工艺。破碎的目的是使废弃印刷线路板中的金属尽可能的单体解离，以便于提高分选效率。破碎的方法很多，主要有冲击破碎、剪切破碎、挤压破碎、摩擦破碎，此外还有低温破碎和湿式破碎等。常用的破碎设备主要有锤碎机、锤磨机、切碎机和旋转破碎机等。分选是依据废弃印刷线路板中材料的磁性、电性和密度等物理性质的差异实现不同组分的分离。德国Kamet Recycling GmbH公司采用的处理工艺是通过破碎、重选、磁选、涡流分离的方法获得铁、铝、贵金属和有机物等几个组分[4]。日本NEC公司采用两段式破碎法分离回收电路板，如图4所示[5]。分别使用剪切破碎机和特制的具有剪断和冲击作用的磨碎机，将废板粉碎成小于1mm的粉末。再经过两级分选可以得到铜含量约82％（质量）的铜粉，其中超过94％的铜得到了回收。树脂和玻璃纤维混合粉末可以用作油漆、涂料和建筑材料的添加剂。

图4日本NEC公司两段式处理废弃电路板示意
瑞典的Zhang等人[6]用实验室离心破碎机将废弃PCB破碎，使样品均质化，破碎后样品可通过涡流分离器前部的8个收集容器得出物质分布，如图5所示。

图5涡流分离器