目前，世界上许多国家针对废弃印刷线路板的回收处理进行了深入研究，并且已经取得了一定的成效。废印刷线路板的再利用处理技术包括：机械处理法如拆卸、破碎、分选等；热处理法如高温热解制液体油< 2 >等；化学处理法如溶蚀法、洗法等。德国采用先进的低温冷冻粉碎技术进行高效的处理< 3 >，国内有研究学者利用电选的方法对废印刷线路板进行了处理，也取得了比较理想的效果< 4 >.

　　本文利用选矿学方面的成熟理论< 5 >，对废弃印刷线路板的气流分选进行了探讨。气流分选是以空气为分选介质，固体颗粒在气流作用下按密度和粒度进行分选。当颗粒的重力或离心力与空气运动阻力相等时，颗粒与空气运动之间的相对速度v 0（沉降末速）为：v 0 =πdρs 6ψρg（1）式中：d―颗粒的直径；ρ―空气的密度；基金项目由式（1）可知，当颗粒密度相同时，直径大的颗粒沉降末速大；当颗粒粒度一定时，密度大的颗粒沉降末速大。由于颗粒的沉降末速同时与颗粒的密度、粒度及形状有关，因而在同一介质中，密度、粒度和形状不同的颗粒在特定的条件下，可以有相同的沉降速度。这样的相应颗粒称为等降颗粒。其中，密度小的颗粒粒度d r1与密度大的颗粒粒度d r2之比，称为等降比，以e 0表示，即e 0 = d r1 d r2（2）理论与实践都表明，e 0将随颗粒粒度变细而减小。颗粒在上升气流中达到沉降末速时，颗粒的沉降速度v 0等于颗粒对介质的相对速度和上升气流速度μ0之差，即v 0 = v -μ0（3）由式（3）可知，上升气流可以缩短颗粒达到沉降末速的时间和下降距离，因此在气流分选中常采用上升气流。在颗粒达到某一沉降末速v 0之前，密度大的颗粒比密度小的颗粒下落快，如果下降过程中两个颗粒的沉降速度始终都是不同的，且颗粒A的沉降速度始终小于颗粒B的沉降速度，那么在一定的上升气流流速范围内可实现两种物料的分选。

　　为了提高分选效率，在气流分选前必须将粉碎后的物料进行粒度分级，然后再利用气流分选出金属与非金属，最终实现废弃印刷线路板的机械分离，并计算出不同粒度的金属含量。

　　1试验方法本试验选用的是由某电子有限公司所提供的废弃手机主板。由于试验材料中混有较多的铁磁性物质及纸屑（手机主板上贴有的标签），为了达到更好的分选效果，首先采用磁选及浮选工艺对其进行预处理，磁选目的是去除试验材料中混有的铁磁性物质，并避免造成破碎机刀具的过度磨损，浮选则为去除混有的纸屑。

　　原始物料经磁选与浮选后送至破碎工序，一级破碎与二级粉碎后的混合物料再经筛分后，得到+ 30目、- 30目～+40目、- 40目～+ 45目、- 45目～+50目、- 50目～+ 60目、- 60目～+ 70目、- 70目～+ 80目、- 80目8个级别物料称重后分别气流分选，试验通过调节风量和喂料速度来达到更好的分选效果，技术参数见表1.物料在上升气流作用下按密度进行分选，重质组份（金属）从风选机底部排出，轻质组份（玻璃纤维、环氧树脂）在气流作用下则被带入旋流器，经旋流器进行气固分离，最终空气从旋流器顶部排出而轻质组份从底部排出。

　　气流分选技术参数目数+ 30 - 30～+ 40 - 40～+ 45 - 45～+ 50风量V /（m 3？

　　h - 1）500 400喂料速度v/（kg？

　　min - 1）0. 050 0. 025 0. 050目数- 60～+ 70 - 70～+ 80 - 80风量V /（m 3？

　　h - 1）300喂料速度v/（kg？

　　min - 1）0. 090 0. 065 0. 170将分选后得到的不同粒度的金属与非金属分别称量，对其分布规律进行分析，并利用浮选法测定其金属含量，具体工艺如图1所示。

　　气流分选工艺流程2结果与讨论2. 1不同粒度范围的物料及金属分布规律为了减小试验误差，共进行了三组分离试验，计算得出不同粒度范围的物料及金属质量分数的平均值见表2.分选所得不同粒度范围物料及金属的分布规律可从图2中直观看出。

　　从数据中可以看出，在不限定粉碎时间的条件下，经过标准检验筛筛分出不同粒度物料后，各目物料质量分数与金属质量分数都呈现出相对稳定的趋势。- 80目物料在总物料中所占质量分数最大，- 50目～+ 60目物料所占质量分数最小；尽管- 80目物料数量在总物料中是最多的，但是其金属含量所占本目物料的质量分数却是最小的，各目金属占各目物料质量分数最大的是+30目金属；- 60目～+70目金属在总物料中所占质量分数最大，- 50目～+60目金属所占质量分数最小。

　不同粒度范围的物料及金属质量分数目数+ 30 - 30～+ 40 - 40～+ 45 - 45～+ 50物料w /% 10. 6% 1. 9% 10. 1% 11. 8%金属占物料w /% 81. 8% 77. 0 % 77. 0% 79. 2%金属占总物料w /% 8. 7% 1. 5% 7. 8% 9. 3%目数- 50～+ 60 - 60～+ 70 - 70～+ 80 - 80物料w /% 0. 5% 21. 3% 12. 3% 31. 5%金属占物料w /% 60. 0% 72. 6% 53. 7% 24. 6%金属占总物料w /% 0. 3% 15. 3% 6. 7% 7. 9%不同粒度范围物料及金属质量分数图粒度范围在- 60目～+ 70目、- 70目～+ 80目和- 80目的细颗粒物料，其物料总质量占到总物料质量的65. 1%，金属总质量占物料总质量的29. 9%；对于粒度范围在+ 30目、- 30目～+ 40目的粗颗粒物料来说，这些物料总质量只占到总物料质量的12. 5%，其中金属总质量占物料总质量的10. 2%，金属颗粒粒度较大，部分金属没能与非金属层完全剥离，分选效果一般。

　　2. 2不同粒度范围金属与非金属的分选结果气流分选出不同粒度范围的金属与非金属宏观形貌如图3所示。从图3中可发现，粗颗粒（+ 30目）金属铜箔大部分都与基板表面层相连，呈大片状结构，这是因为手机主板是由六层铜层与五层非金属层交叠组成，如图4所示。属于多层状结构，在粉碎过程中大颗粒的铜箔与非金属没有彻底剥离。

　　+30目的非金属成分主要是玻璃纤维和树脂，呈颗粒状与纤维状共混，如图5所示。呈现出墨绿色；- 30目～+40目、- 40目～+ 45目、- 45目～+50目金属有少部分铜箔与基板表面层相连，- 30目～+40目、- 40目～+ 45目、- 45目～+ 50目、- 50目～+60目的非金属呈现出浅绿色，其中- 30目～+40目非金属与+ 30目相同形貌呈颗粒状与纤维状共混，而- 40目～+45目、- 45目～+ 50目和- 50目～+60目非金属则以纤维状居多。

　　不同粒度范围的金属与非金属图4手机主板横截面对于细颗粒金属与非金属来说，- 60目～+ 70目、- 70目～+80目、- 80目的铜箔基本上都与基板表面层剥离开，- 60目～+ 70目、- 70目～+ 80目的非金属形貌呈纤维状，颜色也呈现出浅绿色；而- 80目的非金属数量是各目非金属中最多的，其形貌为纤维状，颜色呈现出豆绿色。分选后金属与非金属的单颗粒形貌所示。

　　金属与非金属的单颗粒形貌2. 3分选后不同粒度范围的金属含量表3列出了利用浮选法计算得到分选后不同粒度范围的金属含量，并与分选前的金属含量作了对比。从对比数据不难看出，分选后不同粒度范围的金属质量分数显著提高，均达到了94%～99%，这一点对于细颗粒物料尤为明显，粒度范围在- 60目～+70目、- 70目～+ 80目和- 80目的金属质量分数分别提高了26. 2%、46%和74. 9%，颗粒越细金属质量分数的提高就越明显。

　　表3分选前后不同粒度范围的金属质量分数目数+ 30 - 30～+ 40 - 40～+ 45 - 45～+ 50分选前金属w /% 81. 8% 77. 0% 79. 2%分选后金属w /% 94. 4% 96. 4% 97. 3% 98. 4%目数- 60～+ 70 - 70～+ 80 - 80分选前金属w /% 72. 6% 53. 7% 24. 6%分选后金属w /% 98. 8% 99. 7% 99. 5%细颗粒物料（- 60目～+ 70目、- 70目～+ 80目和- 80目）分选效果比较理想，气流分选在此粒度范围内效果最好，金属质量分数均在99%左右。

　　粒度越细，分选的金属含量越高，可见粒度越细分选的效果越好；对于中等颗粒物料（- 40目～+ 45目、- 45目～+ 50目）来说，虽然物料中的非金属大多是以纤维状存在，但由于粒度较小，所以在风力的作用下，大部分纤维状的非金属能够很好地与金属实现分离；而对于粗颗粒物料（+ 30目、- 30目～+40目）来说，由于金属颗粒粒度较大，部分片状颗粒的铜箔没能与基板表面层完全剥离，并且以纤维状存在的部分非金属与铜箔相连，所以分选后得到的质量分数相对不高，基本在95%左右。

　　由于非金属的机械粉碎要比金属容易，粉碎后同一粒度范围物料中的非金属颗粒粒度d r1与金属颗粒粒度d r2相比较小，由公式（2）e 0 = d r1 d r2可知，同一粒度范围物料中非金属颗粒与金属颗粒的等降比e 0 <1，随着颗粒粒度范围变小e 0逐渐减小，d r1与d r2差值就越大，因此细颗粒物料（- 60目～+ 70目、- 70目～+ 80目和- 80目）中的金属颗粒粒度d r2与非金属颗粒粒度d r1差值较大，且金属密度ρs2大于非金属密度ρs2，由公式（1）v 0 =πdρs 6ψρg可知，金属颗粒的沉降末速要远大于非金属颗粒的沉降末速，所以在气流作用下可以更有效地分离金属与非金属。而对于粗颗粒物料（+ 30目、- 30目～+ 40目）而言，由于其金属与非金属的沉降末速相对接近，分选相对较为困难，所以导致分选后的金属含量相对不高。这就要求在破碎过程中要尽量选择合适的工艺及设备，使物料的粒度尽量控制在细颗粒（- 60目～+70目、- 70目～+ 80目和- 80目）范围内，利于提高气流分选的效果。

　　3结论（1）采用机械方法利用材料的物理特性进行高效分选，且不会产生二次污染；（2）金属以细颗粒居多，粒度范围主要集中在- 60目～+ 70目、- 70目～+80目和- 80目，并且在此粒度范围内气流分选的效果最好；（3）制定的分选工艺能够保证分选后不同粒度范围的金属质量分数达到94%～99%.