在廢棄電路板的物理法資源化回收領(lǐng)域，就技術(shù)而言，國外處于領(lǐng)先地位，特別是歐洲、美國、日本等地區(qū)和國家產(chǎn)生了許多專利，有些已經(jīng)實現(xiàn)了工業(yè)化。從工藝方法來說電路板的物理法處理可分成兩大類：干法和濕法。干法指的是根據(jù)物料間的電、磁、形狀、密度等特性差異，利用單個或組合設(shè)備加以有效處理的技術(shù)方法，其間沒有液相的存在，這也是研究較多應(yīng)用較廣泛的技術(shù)方法。濕法多是利用物料的密度差異性質(zhì)結(jié)合液相的動力及運動特性進行有效的成分分離。干濕法的前提都需要粉碎過程，只有相應(yīng)組份經(jīng)有效粉碎達到較高的解離度，才會有下一步較好的分離效果。
1干法分選
1.1直接篩分法
由于組成電路板材料間的力學性質(zhì)差異，破碎過程在相同的外力作用下，材料性質(zhì)的不同會造成它們破碎后顆粒形狀上的差異。這種特性為直接采用篩分的方法實現(xiàn)金屬與非金屬的初步分離提供了可能，但這種方法分選精度很低。日本的YOKOYAMASADAHIKO等人[1]曾研究采用破碎、分級流程從電路板中回收金屬富集體。
1.2磁、電選工藝
這類工藝的一般流程是廢棄物料先經(jīng)過預處理，再對物料進行必要的技術(shù)處理后，進入錘式破碎機破碎。破碎后的物料經(jīng)過篩分分級，通過磁選除去鐵磁性物質(zhì)后，分級別經(jīng)過電選機得到金屬富集體和非金屬富集體。
Melchiorre M在文獻[2]中介紹了Daimler Benz Ulm Research Centre在不斷研究的基礎(chǔ)上開發(fā)的結(jié)合液氮冷凍破碎、靜電分選的四段式處理工藝，如圖1所示。該工藝的主要特點：一是低溫可以加強破碎效果；二是避免機械破碎產(chǎn)生過熱，從而導致電路板中塑料等物質(zhì)的氧化、燃燒，形成有害氣體。

圖1Daimler Benz Ulm Research Centre的廢電路板處理工藝
未來科技(the Future Technology，F(xiàn)UBA Gmbh)[3]利用機械物理方法處理和回收電路板在20世紀90年代取得了顯著的成績，在工藝中，電路板經(jīng)兩級破碎加以適當分級，最后經(jīng)過兩級電選得到含銅92%的銅粉。Tenorio Soares[4]等利用破碎、篩分、電選和磁選的方法實現(xiàn)金、銀、鐵、鋁、鋅及錫的分離；Zhang Shun li利用電動滾筒靜電分選機進行了回收銅的研究[5]，通過設(shè)計和操作參數(shù)的優(yōu)化，達到了銅精礦品位93%～99%、回收率95%～99%的良好效果；溫雪峰[6]分粒級研究了靜電分選機處理0.074～5mm的廢棄電路板顆粒金屬與非金屬的分離效果。
渦流電選機也是根據(jù)顆粒電性的差異實現(xiàn)分選的，這一技術(shù)在固體廢物處理中回收50mm以上顆粒的金屬鋁取得了不錯的效果。隨著強力渦電流及稀土永磁的出現(xiàn)和發(fā)展，渦流分選技術(shù)已成功應(yīng)用于電子廢棄物包括電路板物料的分離中。
德國Kamet Recycling Gmbh及Trischlerund Partner Gmbh公司相繼開發(fā)了用渦流分選的廢棄電路板機械處理工藝[7-8]：通過破碎、重選、磁選、渦流分離獲得鐵、鋁、貴金屬及有機物等組分。經(jīng)該工藝處理后的廢電路板中90%的金屬和塑料得以回收，10%左右的剩余物質(zhì)(包括細粒物料、粉塵等)被另行處理。
瑞典[9]利用一種新開發(fā)的渦流分選機從廢棄線路中回收金屬鋁，獲得的鋁品位達到85%，回收率達到90%。日本IZUMIKAWACHIAKI[10]采用破碎——渦電流——電選聯(lián)合流程從電路板中回收金屬富集體的發(fā)明專利中，在物料采用錘式破碎機破碎到0.8mm左右后，粗顆粒以渦電流分選，細顆粒則用靜電分選進行處理。
靜電分選及渦電流分選的工藝方法近年來被更多地研究和運用于廢棄電路板的資源化回收，特別是物理法機械處理的工藝中，該工藝具有較好的分離效果，并且分選過程潔凈，有一定的優(yōu)點。但這種電選工藝還是有其不足之處，主要表現(xiàn)在一是對微細粒級及粉塵物料的處理效果不理想；二是它的分選原理決定物料必須與作用面有充分的接觸，也就是進料顆粒要求規(guī)則、平整，最好是單層。這些缺點大大制約了設(shè)備的使用效率。
1.3氣流分選工藝
氣流分選屬于密度分離技術(shù)，它是利用材料間比重的差異實現(xiàn)不同顆粒間有效分離的。目前利用氣流分選方法進行電路板破碎物料分離的研究很多，所用核心設(shè)備包括：風力分選機、旋風分離器、脈動氣流分選裝置、空氣搖床、流化床等。
在固體廢棄物分類處理、城市垃圾分選方面，氣流分選也有一定的研究與應(yīng)用。如日本國家資源環(huán)境研究所(NIRE)利用風力搖床及氣流柱式分選機分離塑料和鋁。溫雪峰[6]等人在進行廢棄電路板中銅的回收研究中利用了以氣流分選為主的工藝。廢棄電路板經(jīng)二次破碎后，對0.074～3mm粒徑間物料，控制銅顆粒與其余組份顆粒等沉比大于2，分批次用氣流分選實驗裝置分選，實驗對于0.25～0.125mm粒級銅的回收率達到了90.76%，1.0～0.5mm、0.5～0.25mm及0.125～0.074mm粒級銅的回收率也在60%以上。風力搖床現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于電子廢棄物的分選過程中。資料顯示[11]，在德國有以氣力搖床為分選主要環(huán)節(jié)的電子廢棄物處理工廠，破碎后10mm以上物料破碎后利用渦流分選技術(shù)、10mm以下則分級用氣力搖床分選，年處理量達5萬t。Zhang Shunli使用KamasLA-K空氣搖床從廢舊電路板中回收金屬，得到了較高的金屬品位，入料量為6kg/h時，銅、金、銀的回收率分別為76%、83%、91%，品位分別高達為72%、328g/t、1908g/t。

流化床實現(xiàn)的是固體的流態(tài)化，其分選的實質(zhì)是物料間大小、形狀、密度等特性決定顆粒在氣流中沉降速度差異。旋風分離器是氣—固分離常用設(shè)備，它構(gòu)造簡單、操作方便、使用廣泛，視設(shè)備大小及操作條件不同，其離心分離因數(shù)約為5～2500，一般可分離5～75μm直徑的顆粒、粉塵。美國的RayChapman在其專利中提出采用破碎——流化床分選的流程實現(xiàn)廢棄電路板的資源化[12]。

圖2廢棄線路板物理法空氣分離工藝流程
我國北京航空航天大學的沈志剛利用空氣分離筒設(shè)備進行了廢棄電路板物理法資源化研究，取得了國家專利[13-14]。具體工藝流程如上圖2所示。據(jù)介紹，該工藝回收的金屬材料純度為95%，回收率達到95%。涉及氣流分選的工藝和方法眾多，在處理廢棄電路板的過程中它們各有所長，在一定的條件和對特定的物料表現(xiàn)出不錯的分選效果。由于它與各種電選方法具有相似的處理環(huán)境與材料要求，在實踐中，經(jīng)?？梢钥吹剿c一些電選方法互相補充、聯(lián)合運用的情況[15-17]。
1.4形狀分選工藝
形狀分選就是基于不同物料形狀的差異通過相應(yīng)設(shè)備而進行有效分選的方法。電路板經(jīng)過破碎后，由于物料力學特性的不同，金屬表現(xiàn)出一定韌性，受外力作用后容易打團呈近似球形，硬塑料也呈現(xiàn)顆粒狀，而纖維和樹脂呈現(xiàn)片狀，未解離的基板也會呈片狀。當然形狀分選也可以配合電選等其它方法聯(lián)合運用[18-19]。ZhangShunli[20]曾使用形狀分選機對PCB物料進行預處理。日本古屋仲[21]等人進行了傾斜振動板形狀分選廢棄電路板的試驗研究，分選得到的銅的品位達91%，回收率達98%。
1.5其它
隨著科技的發(fā)展與研究的深入，除了上述傳統(tǒng)的分離方法，在廢棄電路板物理法資源化過程中也產(chǎn)生一些新的處理方法與工藝，如利用光壓分選、微波技術(shù)等。日本資源與環(huán)境國家研究所開發(fā)了廢棄電路板經(jīng)過物理切削破碎、粗顆粒采用似流體密度分選、細顆粒按照不同物質(zhì)的光反射率采用光壓分選，實現(xiàn)金屬與非金屬的分離方法[22]。但光壓分選方法在日本還處于實驗室研究階段，不夠成熟，距規(guī)模應(yīng)用還有一定的距離。
2濕法分選
2.1搖床、浮選工藝流程
搖床、浮選等相關(guān)技術(shù)是選礦、選煤行業(yè)比較成熟并廣泛使用的工藝環(huán)節(jié)，根據(jù)它們的技術(shù)特點，也可應(yīng)用于從廢棄電路板或廢板邊料中回收金屬的研究和嘗試。據(jù)資料介紹，利用水力搖床與浮選相結(jié)合的方法，首先將廢棄的電路板機械粉碎到粒度0.25mm以下，金屬與非金屬充分解離，經(jīng)篩分后，較粗物料選用適合的搖床技術(shù)，細物料用浮選方法分別加以分離成金屬相與非金屬相[23]。
2.2旋流器、離心機分選工藝方法
水力旋流器、離心機等是一類利用離心力促使物料分離的設(shè)備，在資源化處理廢棄電路板行業(yè)也有一定的應(yīng)用。德國HeikkiLaapas等人在其處理0.25mm以下級電子廢棄物物料的研究中用水力旋流器進行粗細料的分選，然后再用搖床、浮選技術(shù)進一步處理，形成了如圖3的聯(lián)合工藝流程[24]。

圖3資源化處理廢棄線路板的水力旋流器、搖床及浮選聯(lián)合流程
段廣洪[25]等利用重力分選技術(shù)開發(fā)了一種新的廢棄電路板濕法處理技術(shù)。工藝中采用了噴淋水，粗、細兩級破碎處理，還設(shè)計了水循環(huán)系統(tǒng)。經(jīng)該方法處理后，金屬、非金屬的回收率大于95%。
3資源化處理電路板的各種物理方法的比較
綜上所述，物理法資源化處理電路板的方法很多，各種方法的側(cè)重點也不同，從經(jīng)濟可行性、再資源效果、環(huán)境友善性及工業(yè)應(yīng)用前景等四方面綜合考慮(見表1)，上述方法各有自己的優(yōu)缺點[10]。

4結(jié)語
回收處理廢舊電路板的物理方法及工藝以其高效、成本低、易操作、環(huán)境友好等優(yōu)點近年來在全球得到較快的發(fā)展。通過比較各種處理廢舊電路板的物理法回收工藝，可知以氣流、電磁等干法分選為主的工藝因分選效果好，不產(chǎn)生二次污染而占據(jù)絕對優(yōu)勢，開發(fā)應(yīng)用前景廣闊。
我國廢舊電路板回收處理的研究和實踐應(yīng)在尊重我國國情、充分吸取發(fā)達國家的成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，開發(fā)和采用適合中國國情的資源化處理技術(shù)，以物理法為主，并輔以相應(yīng)的物化法提純等后續(xù)工藝。
參考文獻略