1、廢線路板閃速煉熔資源化處理系統的研究與產業化項目可行性報告一、本項目的背景和意義二、國內外廢線路板處理技術和發展趨勢1、國內外廢線路板處理技術及分析2、國內外廢線路板處理現狀3、國內外廢線路板處理技術發展趨勢4、本項目依據的技術原理三、 項目研究內容、技術關鍵及主要創新點1、主要研究內容2、技術關鍵3、主要創新點四、 項目預期目標1、主要技術指標2、經濟效益3、產業前景五、 項目實施方案、已研究內容和待研究內容及計劃進度1、項目實施方案2、已研究內容和待研究內容3、計劃進度六、 現有工作基礎和條件 七、 結論一、 本項目的背景和意義隨著電子信息產業的快速發展，電子垃圾的數量正以每年1015%的

2、速度增長，成為世界上數量增長最快的垃圾。據統計，世界上每年產生的電子垃圾達2000萬噸以上，其中美國約700800萬噸，德國約180萬噸，法國約150萬噸。中國是世界上電子產品消費大國，僅家用電器（如電腦、電視機、手機、洗衣機等）社會保有量達數十億臺，每年因更新換代而廢棄數量不少于700萬噸，此外國外約70%的電子垃圾通過各種渠道流入中國，每年數量超過1000萬噸，中國正成為世界上最大的電子垃圾聚集地。幾乎所有的電子垃圾中都含有線路板，據推算，中國每年因電子電器報廢產生的廢線路板數量超過100萬噸。另外，中國已成為世界最大的線路板生產國，產量已占全世界產量的40%，以06年生產1.6億平方米線

3、路板推算，在生產過程中產生的邊角廢料和廢品達30萬噸以上。廢線路板不同于一般生活垃圾，廢線路板由玻璃纖維強化樹脂、塑料和多種金屬組成，還含有有毒的溴化阻燃劑，不帶元件廢線路板含有20%以上的銅，帶元件的線路板還含有鐵、鋁、鉛、鎳、鋰、鈷等金屬和陶瓷、玻璃類非金屬，其中普通帶元件廢線路板一般含有銅25%、鐵5%、鋁5%、鎳0.5%、貴金屬金40-80克/噸，每噸廢線路板的潛在價值達20000元以上，每年可以從廢線路板中回收金屬價值達300多億元。如果不合理回收利用，不僅造成環境污染，而且浪費了寶貴的金屬資源。如何科學地回收處理廢線路板是環保工作者面臨的巨大挑戰。二、 國內外廢線路板處理技術現狀和

4、發展趨勢1、 國內外廢線路板處理技術與分析近十年來，電子垃圾的回收處理成為全球環保的焦點，美國、歐盟及日本等國家都制定了相關法律、法規，對電子垃圾強制性回收處理，禁止焚燒、填埋等污染環境的處理方法。我國正在制定廢舊家電及電子產品回收處理管理條例和廢電子電器產品處理污染控制技術規范，已公布了征求意見稿，不久將正式發布實施。國內外科技工作者一直積極探索電子垃圾的回收處理技術，其中廢線路板的回收處理是電子垃圾回收處理的核心技術。綜合國內外現行的廢線路板回收處理技術，可分為熱處理、化學處理和機械處理三種方法。（1）熱處理方法熱處理方法包括焚燒、熱裂解、鼓風爐熔煉等方法，其基本原理是將廢線路板中塑料、樹

5、脂等直接燃燒或氣化裂解，經高溫處理，分離廢線路板中金屬和非金屬。目前國內應用于實際生產的只有鼓風爐熔煉。鼓風爐熔煉是將焦炭、熔劑和拆解后的廢線路板從爐頂加入爐內，空氣從爐體底部鼓入，焦炭和樹脂燃燒產生高溫使廢線路板熔化，線路板內玻璃纖維、陶瓷等與熔劑一起產生低熔點硅酸鹽爐渣，熔融金屬和爐渣一起流出并自然沉降分離，從而得到粗銅和爐渣。鼓風爐熔煉雖然工藝簡單，投資小，但有致命弱點：因廢線路板在爐膛上部低溫裂解與不完全燃燒，產生大量黑煙和灰塵，煙氣中含有大量二噁英、呋喃等有毒氣體。（2）化學處理方法化學處理方法是將拆解后的線路板投入酸池內，浸取其中金屬，浸取液再經萃取、沉淀、置換過濾、蒸餾除雜及電解

6、等工藝，可獲得電解銅與貴金屬金、銀等。化學處理方法的主要缺點：1難以處理成分復雜的帶元件廢線路板；2浸出液和殘渣具有腐蝕性和毒性，若處理不當，易引起二次污染；3廢線路板基體仍然需再次處理；4工藝流程長，操作復雜；5生產成本及環保處理費用較高。化學處理方法適宜處理金、銀等貴金屬含量較高的廢線路板。廣東汕頭貴嶼鎮曾經采用酸浸工藝提取廢線路板中的銅和金，由于工藝落后，設備簡陋，環保意識差，已造成嚴重污染，因此作坊式的處理方式已被取締。（3）機械處理方法機械處理方法是根據材料間物理特性的差異包括密度、導電、磁性、表面特性等進行分選的方法，廢線路板的機械處理包括拆解、破碎、粉碎、分選等過程。工業化應用的

7、機械處理方法有電選和重力選礦兩種，其中重力選礦法的使用較為普遍，電選仍處于試驗研究階段。重力選礦法處理廢線路板，首先將拆解后的廢線路板破碎到一定塊度，然后再粉碎至1mm以下，使廢線路板的金屬和非金屬部分充分分離，最后利用比重差異通過水力搖床或空氣分離器將金屬和非金屬分離開來。較早處理廢線路板采用水力搖床，但由于廢線路板內含有多氯聯苯、多溴聯苯、鉛、汞、鎘等有毒物質，廢水需進一步處理，所以在廢電子電器產品處理污染控制技術規范中明確提出不宜采用。但國內多數處理單位仍采用水力搖床，隨著環保監管力度加大，水力分選法正逐步被風選法替代。但風選處理法存在缺點：1得到金屬純度一般80-90%，仍含有10-2

8、0%非金屬粉末，金屬直接利用有難度；2金屬回收率偏低，最高達92%；非金屬粉末主要成分為玻璃纖維、樹脂，仍屬于危險廢物，目前仍難以處理。2、 國內各種處理技術的應用現狀國內專業處理廢線路板的工廠還比較少，據見諸報道的天津泰鼎、無錫偉城、河北辛集等采用化學方法，主要處理鍍金或含金量高的廢線路板，年處理能力達數千噸。處理廢覆銅板、線路板殘次品主要采用機械粉碎水力搖床工藝。由于水力搖床的分選效率低，廢水中含有有毒物質，對環境污染很大，現正逐漸被機械粉碎風力分選法所替代。數量最大的帶元件廢線路板目前主要采用鼓風爐熔煉，分布在浙江臺州，廣東清遠、汕頭地區，一般一臺爐子年處理近萬噸的廢線路板，卻基本上無煙

9、氣處理系統，給當地環境帶來巨大危害。國外已采用卡爾多爐熔煉、頂部浸吹熔煉、氣化熔融等處理技術，由于技術要求高，設備投資大，在國內未見其應用報道。其它處理方法如高溫蒸餾、靜電分選、等離子高溫熱解等方法仍停留在研究階段，未實現產業化。總體來說，我國的廢線路板回收處理技術還比較落后，已不能適應我國電子信息工業的快速發展，及節約資源、保護環境的社會發展要求。3、 國內外廢線路板處理技術的發展趨勢目前廢線路板的幾種處理方法都存在一定缺陷，機械粉碎-風力選礦方法雖然正在大力推廣，但僅適用于處理廢覆銅板和不帶元件的廢線路板，生產的金屬產品含有10-20%的玻璃纖維和樹脂粉末，仍需進一步環保處理。而化學方法回

10、收一般適于貴金屬含量高的廢線路板。真正做到廢線路板的資源化回收利用仍要攻克兩項關鍵技術，一是高效熔煉技術，達到金屬和非金屬的分離目的，同時實現減量化、資源化的目的；二是煙氣治理技術，如何避免產生二噁英，達到無害化處理目的。在熔煉技術上要尋找處理效率高、節約能源、金屬回收率高、可同時處理各類廢線路板的先進工藝，這種工藝還要兼顧煙氣處理成本，達到無害化、減量化、資源化的處理目的。4、 本項目依據的技術原理大洲公司根據多年的試驗研究，在國內率先提出采用閃速熔煉資源化處理廢線路板工藝。自從1949年芬蘭奧托昆普閃速爐和1953年加拿大國際鎳公司因科閃速爐工業應用50多年以來，閃速熔煉已發展為銅、鎳、鉛

11、精礦熔煉的主要方法。據不完全統計，全世界有近30個國家已建設60余座閃速爐，生產能力已超過世界銅礦產量的50%。閃速熔煉技術在我國也得到了快速的發展，江西貴溪冶煉廠、甘肅金川鎳業公司、安徽金隆銅業公司、山東祥光銅業公司已建成年處理量3050萬噸閃速冶煉爐，50多年的發展驗證了閃速熔煉技術的巨大優越性。但是，目前為止，還未見過閃速熔煉在處理廢線路板方面的報道。閃速熔煉與煤粉燃燒十分相似，基本原理是硫化精礦粉通過原料噴槍噴入高溫爐膛內，在高溫的氧化氣氛中，精礦中部分硫和鐵的氧化釋放的熱量將精礦和熔劑熔化，金屬锍與熔渣因比重不同而分離，從而完成燃燒和熔煉的目的。廢線路板主要包含金屬、玻璃纖維、塑料及

12、樹脂等物質，其中，塑料和樹脂大約占30%左右，發熱量大約12000mj/kg，已超過銅鎳精礦的發熱量，所以廢線路板經過拆解、破碎、粉碎后，作為原料已滿足閃速熔煉的基本條件。雖然廢線路板的閃速熔煉處理與一般的銅鎳精礦粉熔煉原理相同，但在工藝上有很大區別，廢線路板的處理量較小，一般不及銅鎳熔煉處理量的十分之一，也不能生搬硬套地模仿已有的爐型和尺寸，另外，處理廢線路板還要考慮煙氣治理的特殊性，所以必須通過試驗來確定最佳的爐體尺寸與配套設備，以及最佳的操作參數。三、項目主要研究開發內容、技術關鍵及主要創新點1、 項目主要研究內容本項目工藝流程見下圖：廢線路板閃速熔煉資源化處理系統工藝流程圖（1） 原料

13、處理系統：無元件的廢線路板和廢覆銅板經過破碎、粉碎處理可直接作原料，有元件的廢線路板按照處理技術規范，首先拆解可直接利用元件、大塊鐵、鋁、塑料、電源、電容器等，再經過破碎、磁選、粉碎后作閃速熔煉爐的原料。（2） 閃速熔煉系統：閃速熔煉處理廢線路板的基本過程：廢線路板粉碎后的粉末，與空氣（富氧空氣）一起，由特制噴嘴以一定速度噴入閃速爐高溫爐膛內，由于粉末與氧氣接觸充分，在高溫作用下，迅速完成燃燒和熔化反應，金屬熔融落入爐底，少部分金屬如鋁、鐵、氧化放熱，玻璃纖維及陶瓷類物質與造渣熔劑一起熔化成爐渣，塑料、樹脂燃燒產生煙氣進入煙氣處理系統。（3） 爐渣貧化系統：由于閃速熔煉是在氧化性氣氛下進行，比

14、銅氧化性強的金屬優先氧化，為了產出精銅，少量銅也以氧化銅熔入爐渣，所以必須對爐渣貧化，提高銅的回收率。爐渣貧化是在礦熱電爐內進行，通過控制還原劑用量，達到銅完全還原而鐵等金屬基本不還原目的，以產出品位高的粗銅，同時控制爐渣含銅量。（4） 煙氣處理系統：閃速爐排出煙氣進入二燃室，二燃室溫度在1000-1200煙氣停留超過2秒，使二噁英充分分解，煙氣進入余熱鍋爐和噴霧急冷塔，迅速將煙氣冷卻到200左右，避免二噁英再次生成，煙氣再經過脈沖布袋除塵，除塵后煙氣經過堿液噴淋脫酸后排入大氣。廢液過濾處理后排入污水管。（5） 本項目主要研究原料性質對熔煉影響、小型閃速熔煉爐及配套設施的設計制作、熔煉操作的具

15、體工藝參數、廢氣處理方法和處理系統設計，通過系統的試驗研究，掌握熔煉基本規律，達到處理系統的正常穩定工作，為實現廢線路板閃速熔煉資源化處理項目的產業化奠定基礎。2 、技術關鍵21 適應處理量和原料性質的噴槍的研制是本項目的技術關鍵之一。閃速熔煉的正常運行取決于設備的完好狀態和各種生產條件的精確控制。原料噴槍是閃速熔煉的關鍵設備之一，直接影響到物料的均勻分布和燃燒狀態，其壽命影響系統的作業率。原料數量、工藝風速和氧氣流量等操作參數直接決定了熔煉是否能夠順利進行，產出精銅質量是否穩定。此外爐襯材料、出渣口材料等影響熔煉爐使用壽命。22 礦熱電爐貧化爐渣的操作是穩定粗銅質量和提高銅及貴金屬回收率的關

16、鍵。必須通過試驗，確定最佳的電爐技術參數，根據爐渣內含銅量高低，調整還原劑用量，以穩定粗銅品位和提高金屬回收率，23 煙氣處理是實現廢線路板無害化處理的關鍵。采用閃速熔煉工藝目的之一就是減輕煙氣處理負擔，閃速熔煉采用富氧空氣使煙氣量和灰塵減少，高溫爐膛內二噁英分解完全，經過除塵脫酸處理，達到環保要求。本系統的技術關鍵是高溫煙氣如何實現快速冷卻，避免二噁英再合成，以及如何提高設備的耐腐蝕性能。3 、主要創新點31 本項目可以綜合處理各類線路板。國內現有的幾種處理方法都有局限性。化學處理法只適合處理成分簡單的線路板，機械粉碎風力分選法適合處理廢覆銅板，產品屬半成品，不能直接應用，這兩種方法都不適合

17、處理有元件廢線路板，而且產生的玻璃纖維樹脂粉至今沒有得到再利用，只好填埋處置。本項目綜合了機械粉碎風力分選法和閃速熔煉兩項技術，可以處理各種廢線路板。32充分利用了廢線路板中塑料和樹脂的熱量，節約能源，減少廢氣排放。鼓風爐熔煉消耗焦碳，煙氣難以處理，嚴重污染環境，閃速熔煉不用焦碳，充分利用了廢棄熱量，同時解決了玻璃纖維樹脂粉無法利用的難題。33 采用富氧空氣閃速熔煉，熔煉溫度高，二燃室溫度高達1200以上，使二噁英充分分解。34 可以產出精銅和粗銅兩種產品，且金屬回收率高。經過拆解后的廢線路板主要回收銅和貴金屬，含有少量的鐵等金屬富氧熔煉被氧化，所以可產出含量98%的精銅。爐渣經過礦熱電爐貧化

18、，回收被氧化的銅，產出粗銅，貴金屬98%富存于精銅內，所以廢線路板內銅和貴金屬回收率高。四、項目預期目標1、 主要技術指標11 精銅品位 98%12 粗銅品位 80-90%13 爐渣含銅 98%15 貴金屬回收率 96%16 鼓風含氧量 30-35%17 廢氣、爐渣達到gb 18484 標準要求2 社會效益21 符合循環經濟政策，廢線路板的資源化處理已被國家科委列為“十一五”重大科技支撐計劃的一個課題，本項目處理廢線路板回收的金屬可直接再利用，達到資源化、無害化、減量化的處理目的。22 符合節能減排的產業政策，采用閃速熔煉工藝，既充分利用了廢線路板的熱量，節約能源，減少了廢氣的排放，又將玻璃纖

19、維等難處置的物質變成可利用的爐渣。23 廢線路板中危險廢物得到環保處理。3、 經濟效益一套年處理7000噸廢線路板的設備總投資約350萬，可回收金屬銅1750噸，金80千克，產值約7120萬元，估算利潤700萬元，投資回收期6個月。4、 產業前景中國已成為電子電器生產和消費大國，每年生產過程產生的廢覆銅板和線路板超過30萬噸，每年因電子電器更新淘汰產生的廢線路板也超過30萬噸，國外進口到國內的廢線路板超過100萬噸，所以每年中國要處理超過160萬噸的廢線路板，經濟價值超過300億元。隨著廢電子電器產品處理污染控制技術規范的發布實施和環保監管力度的加大，現有落后的處理工藝逐漸被淘汰，全國需要10

20、0多套年處理1萬噸規模的閃速熔煉處理系統。在電子工業發達珠三角、長三角地區可建設數套廢線路板閃速熔煉處理系統，在中西部欠發達地區，可區域性集中建設一套處理系統。五、項目實施方案、已研究內容和待研究內容及計劃進度1 項目實施方案11原料準備：需要研究原料的熱量和不同種類廢線路板的最佳配比，雖然國內廢線路板的拆解、破碎、磁選和粉碎技術與設備已基本成熟，但仍需對風選部分改進，以適應閃速熔煉對原料的要求。12 閃速熔煉爐：首先設計制作處理量100kg/h的小型試驗爐，探索廢線路板熔煉的可行性，再設計制作300kg/h的小型試驗爐，研究各種因素對熔煉效果的影響，最后設計制作處理量1000kg/h半工業性

21、閃速熔煉爐，深入研究各種因素對熔煉效果的影響，達到穩定操作的目的，通過對富氧濃度對熔煉的影響，綜合核算生產成本，達到降低處理成本的目的。13 爐渣貧化：通過礦熱電爐對爐渣的還原熔煉試驗，確定還原劑的用量，確定合適的渣型，提高有價金屬的回收率。14 煙氣處理：通過對煙氣的急冷處理溫度的控制，研究二噁英再次生成的條件，通過酸氣對設備腐蝕情況的考察，選擇合適耐腐蝕材料，進一步考慮余熱的利用。15 廢渣、廢水的處理：爐渣成分保持穩定，可以作水泥原料。研究除塵灰塵含有的金屬如何回收和處置，研究如何有效噴淋脫酸及廢水處理。2、已研究內容和待研究內容大洲公司十余年一直回收處理廢線路板，同時積極研究廢線路板的

22、處理技術，早期采用機械粉碎水力搖床分選法生產，后期采用機械粉碎風力分選法生產。公司曾用鼓風爐熔煉、干餾法 、中頻爐熔煉等工藝處理廢線路板，但因環保或技術問題未取得完全成功。2007年開始開發閃速熔煉技術，經過一年多的試驗研究，已在100kg/h和300kg/h兩套試驗爐上取得成功，已順利處理廢線路板近百噸。21 已研究內容211 掌握廢線路板的基本特性和作為閃速熔煉原料的基本條件。212 閃速熔煉用小型噴槍的研究和制造。213 小型閃速熔煉爐的設計和煙氣處理系統設計。214 小型閃速熔煉爐的爐襯選材和砌筑方案。215 小型貧化用礦熱電爐的研究和制造。216 小型閃速熔煉爐處理廢線路板的基本操作

23、管理。22 待研究內容221 高效率、高壽命噴槍的研制。222 原料處理量、工藝風量、含氧濃度、噴入速度等參數的最優化選擇。223 保證爐渣貧化后粗銅品位穩定的操作參數。224 余熱的再利用和管道積灰的清除。225 除塵灰中鉛、錫、銅等金屬的回收。226 整個生產過程的監控和自動控制系統開發，對工藝條件進行詳細測試和深入研究。3、 計劃進度1998-102006-10 廢線路板的拆解、破碎、磁選和粉碎設備正常運行。（采用機械粉碎水力和風力分選法處理） 2006-112007-04 分析國內現有廢線路板處理技術和處理現狀，確定采用閃速熔煉工藝和煙氣處理流程。 2007-052007-08 設計制

24、作處理量100kg/h小型試驗爐及配套設施煙氣處理系統，建成后試驗數天。 2007-092008-03 設計安裝處理量300kg/h試驗爐，試驗運行十余天。 2008-042008-10 設計安裝處理量1000kg/h半生產閃速熔煉爐。 2008-112009-05 通過試生產運行深入研究閃速熔煉爐處理廢線路板的具體操作參數，達到工藝成熟，生產穩定的目的，編寫操作規程，起草系統標準。 2009-062009-10 自動化控制系統的研究與開發。六、現有工作基礎和條件杭州大洲物資再生利用有限公司是浙江省進口廢物定點加工利用單位，是浙江省具有廢線路板回收處理資質單位，公司位于交通便利配套設施齊全的塘棲工業開發區，占地30畝，生產廠房8000平米，電力、生產用水、熱力供應、排水能力均有充足保障。6.1供水：本項目用水由現有廠區給水管網接入，由塘棲自來水廠供水。6.2排水：采用雨、污、廢分流制；雨水經收集后排入附近河道；目前生活污水處理后排入西側運河，本項目部分廢水自行