废线路板中含有大量的纯铜,以及锡、铅、铁、锌等有价金属,还含有树脂、玻璃纤维、陶瓷等非金属。传统回收工艺主要采用湿法冶金或火法冶金工艺流程回收铜及其它有价金属,工艺流程长、能耗高、污染大。本文以经过预处理得到的废线路板金属富集体颗粒(原料粒径>2 mm,总金属成分含量83.22 wt.%,其中Cu含量51.8 wt.%)为研究对象,在分析原料物化特性的基础上,提出并实现了一种采用机械物理法回收制备铜粉末的新工艺,得到的铜粉末可直接应用于粉末冶金。主要研究结论如下:(1)研究了废线路板金属富集体物料的磁选除铁、破碎解离工艺。结果表明,较优的磁选工艺条件为加料速度460 kg/h,磁场强度0.09 T。在此条件下铁的去除率达到97.2%,铜回收率达到94.84%。采用锤式破碎机对除铁后的物料进行破碎,研究不同粒径中物料的解离效果,结果表明,粒度越小,物料解离的就越充分。(2)研究了废线路板金属富集体物料中金属与非金属的分离工艺。采用6-S型水力摇床对破碎后的物料进行分选,研究了床面倾角、冲水量以及摇床冲次对精矿中金属的品位和回收率的影响规律。结果表明,较优的摇床分选工艺条件为摇床冲次380次/min、冲水量15 L/min、摇床横向倾角1.5°,在此条件下进行分选,铜的回收率为94.35%,精矿金属品位为96.66 wt.%。对摇床分选后的物料,采用球磨的方式能够有效去除非金属杂质和部分锡铅焊料,较优的球磨工艺条件为球磨转速400 r/min、液料比0.3 ml/g、球磨时间4 h,此时非金属杂质的去除率达到96.36%,锡铅焊料的去除率达到67.71%,铜回收率达为88.07%。(3)研究了铜富集体颗粒中Cu和其他杂质金属如Fe、Sn、Pb的分离工艺。采用盐酸浸取的方式处理经物理分选得到的物料,能够进一步去除其中的Fe、Sn、Pb等杂质金属。在盐酸浓度10 mol/L,液固比1.5 ml/g,浸出时间60 min,浸出温度75℃的条件下,此时Fe、Sn、Pb的浸出率分别为99.36%、97.30%、99.32%。(4)研究了粗颗粒铜的球磨细化方法。结果表明,以环己烷为过程控制剂,球磨转速400 r/min,液料比0.2 ml/g的条件下,粒径为100~250μm的粗铜粉末经7 h球磨后,全部细化至7~45μm的细粉末。(5)实验原料经过整个工艺流程处理后,得到的细铜粉末的纯度达到99.39%,可直接应用于粉末冶金的铜的直收率达到67.7%。且工艺中产生的废液、尾矿等经过合适的工艺处理,可实现其中有价组分的全回收和无害化。(6)本研究提出的机械物理法处理废线路板制备铜粉末的新工艺流程,主要工艺过程包括:机械破碎-气流分选-机械粉碎-摇床分选-球磨除杂-酸浸除杂-球磨细化-铜粉纯化。该工艺避免了冶金过程,具有工艺流程短、能耗低、污染小等特点,获得的铜粉末可用于粉末冶金实现直接材料化应用。本研究成果为废线路板铜资源的回收和再利用提供了一种高效、环保且经济可行的工艺方法,同时也为回收利用电子废弃物提供了技术储备。