基本簡介
常溫粉碎廢棄電路板易產生許多問題，如衝擊熱解、有害氣體產生和較低的粉碎效率等，本文設計並建立了實驗室液氮低溫冷凍粉碎系統，研究了不同溫度、不同冷凍時間對破碎產品累積產率、顆粒表面形態和性質、解離度以及粉碎效果綜合指標的影響。結果表明，低溫冷凍使線路板表現出脆性，在預冷溫度為-120℃，冷凍時間為5min時，可以獲得較多細粒級產品、較平滑的顆粒表面和較高的解離度。關鍵字：廢棄線路板；低溫粉碎；累積產率；解離度
隨著科技發展，產品更新頻率加快，作為各種電子電器產品中關鍵和最基本構件的印刷電路板，成為電子廢物的主要來源之一。廢電路板中既有許多有害物質，也有大量的有價物質，任何不恰當的處理處置會對環境造成很大的危害，而恰當的回收利用技術則能帶來較好的經濟效益[1-4]。
在廢電路板回收技術中，機械處理技術以其環境污染小，操作簡單，具有較高的處理效率和較好的經濟效益而備受關注，並在過去20a中得到廣泛的發展。在機械處理技術中最關鍵的是破碎步驟，因為它直接決定著後續分離步驟的效率、金屬的產量和純度。電路板基板通常帶有大量熱固性樹脂，這些樹脂聚合物具有硬而強、耐高溫的特性，常溫下呈一定的韌性，不能被一般的衝擊和直接擠壓破碎方式所粉碎。因而常溫下粉碎回收存在各種問題，如衝擊熱解，有害氣體產生，乾式粉碎中的粉塵污染，產品顆粒形狀不均一，以及設備長時間運轉易產生大量熱量，引起設備局部過熱，物料粘結、堵塞設備等問題，這些問題會引起環境污染，降低粉碎效率，導致後續分選效率的降低。典型的解決方法是把這些非脆性物質通過冷凍變為脆性物質，再加以粉碎[5]。因此低溫粉碎技術在廢電路板的處理中具有十分廣闊的研究前景。
低溫粉碎是指將冷卻到脆化點溫度的物質在外力作用下破碎成粒徑較小的顆粒或粉體的過程。低溫粉碎技術並非新技術，早在1948年便已經實現工業化，在廢橡膠、塑膠、食物等的回收利用方面已有相當長的研究歷史，並具備較為成熟的技術和工藝[6]。但將低溫粉碎套用在廢電路板回收中是近十年來才開始的，國外在這方面已具有一定的實踐經驗。如德國Daimler-BenzUlm研究中心的廢電路板機械處理工藝[7-8]，儘管增加了液氮的投入，但由於金屬回收率較高以及對塑膠進行了再利用，這個工藝仍能獲得較好的經濟效益。此外，美國AirProduct公司(德國Microtec公司在美國的分部)的低溫研磨系統，可以將堅韌物料在低溫下脆化後粉碎至0.075mm，令金屬與非金屬完全解離。我國低溫粉碎廢電路板的研究剛剛開始。引進國外先進技術和設備不但需要大量資金，而且由於國情不同，如廢物處理費用和液氮費用不同，即使引進國外設備後在運行費用上也未必可行，在工藝路線及選用設備上都需要進行不同程度的調整。因此，開展低溫粉碎工藝研究十分必要而且有意義。本文將以不帶元器件的廢棄線路板為對象，比較不同低溫條件下樣品的累積產率、形態、解離度以及能量消耗，對低溫粉碎線路板的效果進行研究。
1試驗材料與方法
1.1試驗材料
試驗所使用的材料為手機線路板的邊腳料，經剪下破碎機破碎到4～0.9mm，原料的平均粒度為2.658mm。每個樣品重200g。
1.2試驗裝置
採用自行設計的試驗裝置，如圖1所示。本試驗採用固定的預冷室，預冷室與粉碎機入口經一密閉管道連線，物料預冷後從預冷室經碟閥在重力作用下進入粉碎機粉碎，粉碎產品用布袋收集。預冷室內安裝有環形液氮噴嘴，並配備有智慧型控溫系統，可按設定的升溫程式準確控制溫度；溫度程式開始運行後，由電磁閥控制進入預冷室液氮的量。粉碎機亦配有控溫系統和Acuvim電力儀表，其功能分別是測定粉碎機內溫度和粉碎過程的功率、電流和電壓。
根據低溫力學測試結果表明，該種線路板在-40℃的衝擊韌度最低，即其中的樹脂類物質達到完全脆化。據此，本試驗選擇-60，-120及-180℃進行試驗，研究低溫對線路板粉碎效果的影響，確定該工藝下物料獲得較優粉碎效果的溫度範圍。預冷室內同時存在液氮和氣態低溫氮氣與物料發生傳熱，因此其傳熱狀況較為複雜。採用非穩態傳熱估算
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