CN103370366A - 用于分离多层系统的分离介质、方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是设计一种用于分离多层系统（1,5），尤其是光伏模块的分离介质、方法和用途，以实现回收利用的目的，就所使用的工艺而言，其能够以相对简单、尽可能环境友好和高的回收率的方式对多层系统尤其是光伏模块进行分离。为了实现此目的，所述分离介质是纳米级分散体或纳米级分散体前体。

Description

用于分离多层系统的分离介质、方法和设备

技术领域

本发明涉及一种分离介质，其用于分离多层系统特别是光伏模块（光伏组件）、电池或屏幕，以实现回收利用的目的。

进一步，本发明涉及用于分离多层系统尤其是光伏模块以实现回收利用目的的方法，所述方法包括用分离介质进行清洗。

同时，本发明涉及分离介质用于分离多层系统尤其是光伏模块以实现回收利用目的的用途。

最后，本发明涉及一种用于实施上述方法的设备。

背景技术

光伏模块等存在于多层系统中的物件，尤其是电子物件的日益增多的分布，更加需要合适的方法和材料来用于废物处理、尤其是用于回收利用废弃物件和它们的生产中产生的生产废料。处理和回收特别适用于能够循环利用的二次原料的制造。环境保护的问题也正扮演着日益重要的角色，其同样也不允许未对有问题的物件进行任何处理就将其丢弃。这些框架条件要求回收利用过程本身应当以尽可能环保和资源保护的方式进行。目前在用的上述方法和分离介质一方面是基于用于如晶体硅模块等硅厚膜模块的化学和热过程的应用，另一方面是基于用于回收薄膜模块或CdTe薄膜模块的机械和化学分离过程。

光伏模块一方面是基于硅片，所述硅片是通过乙烯醋酸乙烯酯(EVA)的层压而被嵌入到两块玻璃板中，并装配上合适的框架，从而形成硅厚膜模块。其它形式的光伏电池或光伏模块是用薄层制得，所述薄层通过物理和/或化学气相沉积法被直接施加到玻璃板上。可以从市场上获得不同的薄膜电池种类，例如非晶硅、微晶硅、碲化镉、铜铟二硒和砷化镓。

因此，已知的方法是基于热分离的过程，即破坏EVA粘合剂，结合化学方法以净化所获得的硅片或原料硅。这些方法的缺点是高能耗且依据情况仅适用于薄膜模块。

另一种已知的方法实质上是基于硫酸和过氧化氢引起的侵蚀过程，该侵蚀过程致使多层系统的分离。该方法的缺点是：使用硫酸和过氧化氢这些物质是不环保的，且对侵蚀后的有用材料进行分离和集中可能需要更复杂昂贵的方法。

所有已知的方法的缺点是：由于使用酸来脱层，材料将被完全地溶解。因此，其缺点还在于需要有高能耗和耗费材料的方法例如电解，来将这些材料从所用的侵蚀溶液中分离出来，从而使它们可以进一步地被使用。

发明内容

鉴于上述背景，本发明的目的是提供一种分离介质、方法、用途和设备，其能够以高回收率以及以过程相对较简单和尽可能环保的方式分离多层系统，尤其是光伏模块。

上述目的就所述分离介质而言，是以上述类型的分离介质来实现，其是纳米级分散体（dispersion）或所述纳米级分散体的前体。在本发明的范围中，将术语“纳米级分散体（dispersion）”用作总括的术语，其像微乳液（micro-emulsion）一样包含细乳液（mini-emulsion），是指稳定的、光学各向同性的分散体，该分散体包含两种不可混溶的组分并由至少一种两亲性组分来稳定。在本发明的范围中，纳米级分散体的前体，虽为上述意义上的分散体，但只含所述两种不可混溶的组分中的一种。通过向所述前体中添加所述缺失的组分，可由所述前体获得所述纳米级分散体。所述缺失的组分也可以在分离过程中从待处理的材料中获取。在本发明的分离介质的帮助下，通过减小已黏合和已涂覆材料的各相之间的界面张力而引起分离，可以对黏合物和涂层进行分离。在光伏模块中，本发明的分离介质，可以例如分离经常由EVA或其类似物形成的玻璃-玻璃黏合，或分离薄膜模块的贵金属涂层和/或半导体涂层。本发明所述的分离介质也可以用于分离其中存在类似于汽车挡风玻璃的由PVB（聚乙烯醇缩丁醛）膜进行玻璃-玻璃连接的光伏模块。本发明所述的纳米级分散体的优势是能够以低廉的成本制得。它们还能够几乎无损耗地分离和回收有价值的材料，然后将其开发利用。在使用之后，可以有利地对本发明所述的纳米级散体进行处理和再利用。在已知的以侵蚀为特征的方法中，可回收利用的物质被溶解，与已知方法完全不同，使用所述分离介质能够使有价值的材料以面的形式（即宏观单元）脱落，然后通过简单过滤进行分离。因此，使用本发明所述的材料混合物作为分离介质不会引起化学分解，而是会使结合面上的各层小部分地（例如以叶片状或条状）脱落。这种情况下可以将金属或半导体或石墨薄层从如玻璃或金属等衬底承载层（carrier layer）中脱去。由两层或两层以上的薄的单层构成的已结合的薄层也可以被分离成它们各自的单层。几乎没有明显的材料损失，且不同材料的级分（fractions）可以在随后的分离阶段从沉积物或悬浮物中分离出。

在本发明所述的分离介质的一个有利的实施方式中，所述纳米级分散体是由有机溶剂、水组分和至少一种表面活性剂形成，且所述前体是由水组分和至少一种表面活性剂形成。当用于分离多层系统时，所述有机组分用于溶胀塑料。本发明的所述有机组分也起到去除任何可能出现在多层系统中的黏合剂以促进所述分离的作用。用于该有机组分的有机流体的使用可以是非常不同的。所述有机流体的选择取决于太阳能模块中的黏合剂，且最终也取决于所施加的薄层半导体层中所使用的有机黏合促进剂。如果所形成的分离介质为前体，在本发明的多层系统分离中，可由所述多层系统获得该有机组分，此时产生本发明的纳米级分散体。

在本发明中，所述水组分是指纯态的水和通过添加其它组分形成的所有的水组分的总和。增加本发明所述分离介质中的水组分份额的其它水组分份额可以特别地被包含于水溶液中。因此水组分的份额具体是指总混合物中水的份额。因此所述水也可以是其它添加组分的一部分。

如本身已知的，所述表面活性剂用于覆盖自由表面（free surfaces）和利用毛细作用力以形成进一步的表面。在本发明的范围中，已显示，特别是含水的柠檬酸适合用作所述有机组分。

在本发明的范围中，如果所述有机组分包含不溶于水的油和/或不溶于水的溶剂，则是非常有利的。

根据本发明的另一方面，所述水组分在所述纳米级分散体中的浓度为至少60wt%，优选为约70wt%。在本发明的范围中，已显示至少60wt%且最高为85wt%的水组分浓度是特别合适的。

根据本发明的所述分离介质的一个优选方面，所述表面活性剂选自由阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂或它们的组合构成的组。根据定义，表面活性剂含有至少一个亲水性和至少一个疏水性官能团。阴离子型表面活性剂通常含有碳酸盐、硫酸盐或磺酸盐基团作为官能团。本发明范围内的非离子型表面活性剂特别可以是聚醚链，优选是烷基-聚醚链。本发明的两性表面活性剂可既包含阴离子基团也包含阳离子基团，因此所述两性表面活性剂可根据pH值表现为阴离子或阳离子表面活性剂特性,或根据它的结构保持两性离子性。两性离子型表面活性剂的特性通常与pH值无关。在本发明的范围内，非离子、两性离子和阴离子型表面活性剂的每种组合基本上都是合适的。在特定的情况下，所述表面活性剂的任意一种也可以用作唯一的表面活性剂组分。在本发明的范围内，已显示，通过添加阴离子和/或两性表面活性剂可以提高本发明所述分离介质在分离过程中在待分离的多层系统的层间界面的蠕变速度。

根据优选的实施方案，所述分离介质包含至少一种非离子型表面活性剂和一种或多种选自由阴离子型表面活性剂和两性表面活性剂构成的组的表面活性剂。

在一个优选的实施方案中，所述纳米级分散体中非离子型表面活性剂具有的浓度范围为2wt%-12wt%，特别是5wt%-9wt%。

在本发明的所述分离介质的另一个优选实施方案中，在所述纳米级分散体中所述阴离子型表面活性剂和/或所述两性表面活性剂具有的浓度不超过10wt%，特别为约6wt%。

为了确保非离子型表面活性剂较好地溶于水中，本发明的实施方案提供的非离子型表面活性剂具有的HLB值范围为12-13。HLB值（亲水亲油平衡值）表示亲水头部基团和疏水烃基团的平衡强度。它是由因数20与亲水分子部分的摩尔质量在总的摩尔质量中的相对份额的乘积来定义。

在本发明的所述分离介质的另一个实施方式中，所述纳米级分散体也包含助水溶剂（hydrotrope）以稳定所述分散体。所述助水溶剂用于增加所用的表面活性剂的毛细作用力，以及稳定本发明所述的纳米级分散体。本发明中所述助水溶剂一方面起到改善有机物质的溶解性的作用。另一方面，在本发明中所述助水溶剂通过其与界面上的一种或多种表面活性剂之间良好的相互作用，能够激发所述表面活性剂的毛细作用力，从而增强本发明所述纳米级分散体的可负载性。另一方面，在不影响结果的情况下，可以减小所使用的表面活性剂浓度。这样对本发明所述的分离介质的制造成本是有益的。在本发明的范围内，氨基膦酸或对甲苯磺酸已显示是特别合适的助水溶剂。

在所述分离介质的一个优选的实施方案中，所述助水溶剂包含短链的极性有机分子。在本发明的范围中，已证实，至多6个或至多5个碳原子的链长是特别合适的。所述助水溶剂可以配置在例如边界相。而且，所述助水溶剂可与表面活性剂或可能存在的助表面活性剂进行有利的相互作用。所述表面活性剂与所述助水溶剂的相互作用会使得毛细作用力增强，毛细作用力通常是产生分离的原因。

具体地，本发明的实施方案中的所述助水溶剂可以包含有机酸或有机酸盐。当作为酸使用时能取决于pH值而产生有机酸的有机酸分子可优选用作助水溶剂。硬表面的许多分离可通过微乳液的酸性特征得到促进。如果所述分离过程在中性或碱性区是特别有利的，那么在本发明中可以使用相应的碱金属盐或胺盐。在所述胺盐中，可以使用有机酸的烷醇胺。在这种情况下，本发明的范围中烷醇胺也被视为助水溶剂。

在发明的意义上，为了促进微乳液或纳米级分散体的形成，根据本发明所述的分离介质的另一方面，所述纳米级分散体包含助表面活性剂。优选地，在本发明中已证实异丁醇是合适的助表面活性剂。在异丁醇由于它较低的闪点不适合工业化的那些应用中，本发明也可以使用同等链长的醇或其衍生物。

在本发明的一个特定的实施方案中，所述助表面活性剂包含短链的醇，优选为乙基己醇和/或烷基单乙二醇醚（alkylmonoglycolether）。本发明中合适的醇必须是几乎不溶于或微溶于水，且同时可更好地溶于所用的有机相中。在界面上，它们也需要与所用的表面活性剂相互作用，从而在界面上与所述表面活性剂一起形成单分子液晶层。

本发明的所述分离介质可以额外地含有一种碱组分，尤其是NaOH，以增加pH值。

针对上述方法的目的，是通过下述方法实现的，其中使用该分离介质以使各层的材料基本不被所述分离介质溶解的方式，使单层的至少一部分或多层的至少一部分从所述多层系统中脱离。

在本发明的方法的实施方式中，所述分离介质根据权利要求1-14中任意一项所形成。

与已知的用于分离特别是用于分离光伏模块的方法完全不同，使用本发明所述的方法可以特定地除去各层之间的黏合剂，而不会同时溶解各层的层材料本身。所述方法的优点是其实质性地有助于进一步回收多层系统的组分。因此，与使用基于酸的方法相比，也可以提高回收率。与已知的使用无机酸的方法相比，由于本发明的方法中可以有益地省去所述无机酸，就此而言，本发明的优点已特别明显。

因此，使用合适的分离介质可以实现复合层的靶向脱层。这需要浸湿各层特别是所述多层系统的边缘和角落区域，以使所述分离介质进入层间从而将各层分离。由于本发明中各层本身未被溶解，仅是被分开，因此层压材料的回收是特别简单的。因此本发明的方法可以有利地用于特别是对光伏模块、电池或屏幕的经济处理中。

在本发明的范围内，如果在含有所述分离介质的容器内，特别是在可浸没的容器内，通过将所述待分离的多层系统浸入所述容器进行清洗是有益的，优选的是在所述分离介质和所述容器之间产生相对运动。这种方法有利地使所述分离介质很好地被运送到所述待脱除的分离层，基于该处的毛细作用力以产生所需的分离。特别可以使用几种带有转筒的浸浴容器，如已知的在例如电解中所用的容器。在本发明的范围内，术语“清洗”特别是指用分离介质浸湿或在分离介质中进行清洗。特别地，也可以在本发明中使用旋转式容器。

在本发明的方法的实施方式中，如果所述容器为漏斗形状，那么可以在漏斗中进行清洗。

在本发明的方法的实施方式中，旋转所述容器以产生所述相对运动。这有利于促进本发明的分离介质与所述待脱除的分离层进行接触。

在本发明的方法的另一个有利的实施方案中，通过在所述容器内搅拌和输送所述分离介质来产生相对运动。特别是可以使用含有螺杆(screw)的漏斗作为容器。一方面用所述螺杆使所述分离介质进行运动，另一方面所述螺杆也可以起到使所述待回收的多层系统载入或送出的作用。

在本发明的方法的另一个优选的实施方式中，对所述容器进行振动。特别是也可以使用逆流式的振动台，从而能够将粒子送出。

根据本发明的方法，优选地可以用逆流式方法进行所述清洗。

如果在进行清洗之前，将所述多层系统机械地切碎和/或按尺寸分类，那么将会进一步改进本发明的方法。由于增大了所述分离介质的作用面积，切碎主要起到改善分离性能的作用。此外，切碎也能够简化对待处理的多层系统的操作。优选地，将本发明所述待处理的多层系统，即，特别是光伏模块或生产废料，切成约10-30cm²大小的碎片。然而在本发明的范围中，也可以使用其它大小的碎片。可以用本领域技术人员已知的压碎机（crusher）如破碎机(Shredder)进行切碎。按尺寸进行分类也可以简化操作，因为例如可以将螺杆设计成用于特定的大小级别的待处理的多层系统所需的尺寸。在本发明的最简单的情况中，可以通过筛选进行按尺寸分类。

在本发明的方法的实施方式中，如果在所述多层系统的一层或多层上产生穿透缺陷，那么也有利于增加所述分离介质的作用面积。所述缺陷可以是切面、孔或使所述体系层中断的其它形式。在用所述分离介质对所述多层系统处理前或处理期间，可以通过刻划所述多层系统来产生所述缺陷。当刻划时，可能会中断不同数量的层。可以通过机械切削试剂、激光爆破、用边缘尖锐的粒子进行轰击（例如喷砂打磨）、弯曲、折断、破碎、磨削等方式产生所述缺陷。在本发明中关键的是，要在所述多层系统的至少一层上产生所述的缺陷，该层优选是所述分离介质可以进入的层。也可以为此破坏所述多层系统的支撑衬底但这不是必须的。其可以被单侧涂覆而对没有覆盖玻璃或箔的衬底进行刻划。

在本发明的方法的实施方案中，在进行清洗之后，尤其是用浮-沉（swim-sink）法将已使用所述分离介质分离的所述多层系统的各组分从负载有所述组分的所述分离介质中分离出来，优选的是分离成非铁组分特别是玻璃和/或铝、贵金属和/或塑料层。本发明中由于使用了纳米级的分散体，可以使用所述浮-沉法。与基于热分离或使用酸的常规回收方法相比，该方法可以更简单和更经济地进行。然而，在本发明的方法的范围中，除了上述仅以范例进行描述的浮-沉法之外，也可以使用本领域技术人员已知的用于分离的所有其它方法。可通过分离来回收所述EVA膜。经常用于固定和稳定光伏模块的铝框也可以被回收。这些在例如常规使用的热分离方法中是不可能实现的，因为所述EVA黏合剂会在热分离中被破坏。根据本发明，所述分离也包含简单的过滤，从而用最简单的方式将固体组分从负载有所述固体组分的所述分离介质中分离出来。

在本发明的范围内，当所述分离是用过滤法进行时，是有利的，在所述过滤法中所述多层系统的已分离的组分被保留，优选地是以机械方式保留。例如，可以使用过滤元件来保留所述已分离的组分。

在本发明方法的另一个实施方式中，可以通过气泡-浮动法进行分离。在该方法中，已脱离的层部分是薄且轻的，由于它们具有的相对大的表面所以可以由气泡负载从而悬浮起来，相反，壁较厚较重的粒子则沉积在底部，从而实现了分离。

在本发明的方法的范围内，也可以通过利用待分离的物质的磁性或电性的不同，进行分离。

一般而言，使用本发明的纳米级的分散体对所获得的可回收利用的材料的品质是有利的。以前由常规光伏模块处理得到的玻璃级分可能仅能例如用在泡沫玻璃或绝缘材料生产中。相反，基于本发明的纳米级分散体形式的分离介质的使用，本发明的方法能够提供高品质的玻璃。

如果在进行清洗之后回收和重新使用所述分离介质，将会进一步改善本发明的回收方法的环境兼容性。本发明的所述分离介质的一个特别的优点是能够分离多层系统，从而使得各个组分能以简单的方式进行分离，由此使得所述分离介质可以被再利用。

本发明的一个目的在于提供一种用途，其是通过将权利要求1-14中任一项所述的分离介质用于分离多层系统，尤其是用于分离光伏模块，以实现回收利用目的。所述分离介质的使用与所述多层系统如光伏模块的分离结合在一起，使得光伏模块的回收利用具有环保相容性。一方面，可以实现高回收率。另一方面所回收的产品的品质也优于使用例如酸尤其是例如用无机酸进行分离的情况。

本发明所述分离介质的另一种用途是用于分离电池模块和蓄电池。在这种情况下，本发明已显示，可以使牢固黏合的碳层有利地直接从金属层脱落，从而获得各层的薄且平的片段，这些片段能够被容易地分离。这里材料基本上没有被以化学的方式溶解或以其它方式改变。特别是，依据本发明的这种用途，不需要使用任何强酸如无机酸来实现将所述碳层从所述金属层脱离的目的。

本发明所述分离介质的另一种用途是用于分离平板显示器和类似的显示器。在这种情况下，已证明本发明的所述分离介质适合用于回收塑料、玻璃和半导体，例如为了分离特别是透明的、光学活性的薄膜以及其它的薄膜、玻璃，透明的半导体和其它的层。

根据本发明，针对上述设备的目的，是通过用于实施上述方法的设备来实现，该设备包含用于产生所述多层系统的一层或多层中的穿透缺陷的装置。

为了使所述分离介质作用于所述待处理的多层系统，本发明的设备可包含至少一个容器，特别是可浸没的容器。所述容器用于容纳所述分离介质和所述待处理的多层系统。

在本发明的设备的一个实施方案，所述容器具有转筒，通过旋转以改善所述分离介质与所述待分离的多层系统的接触。

在本发明的装置的另一个有利的实施方式中，提供了用于产生相对运动和/或送入或送出所述待分离的多层系统的输送装置。具体地，本发明的所述输送装置可以配置成一个螺杆或多个螺杆。

如果本发明的设备中的容器进一步包含带有用于施加振动的装置的板状平面，则可以以最有利的方式实现所述分离介质与所述待分离的多层系统的接触，特别是以逆流方式实现粒子的输送。

根据本发明，如果首先将电子元件手工拆卸，则对本发明的方法的实施是有利的。最好是在本方法的其它任何步骤前进行所述拆卸。特别是应该在切碎步骤前进行所述拆卸。

具体实施方式

以下进一步用来自各附图的有利的细节，参照附图在优选的实施方案中对本发明进行说明。

功能相同的部分使用相同的附图标记。

附图中的单图详细显示如下：

图1：在使用本发明的所述分离介质条件下的本发明方法的优选实施方案的流程图。

图2：用于分离多层系统的本发明方法的另一个实施方案的流程图。

图1显示了用于说明本发明方法的优选实施方案的流程图，所述方法以回收利用为目的，用于分离多层系统，尤其是用于分离光伏模块。在玻璃-玻璃复合物/玻璃塑料中，具有EVA黏合剂或可能具有框的模块特别适合作为本方法的原材料1。在方法的上游步骤2中，将原材料1中可能存在的任何电子元件例如插座从原材料1中拆卸下来。方法的所述上游步骤2可以在手工拆卸的工作场所进行。

接下来的步骤3包括对原材料1进行预切碎，其中原材料1中的电子元件已经在上游步骤2中去除。方法的步骤3中的预切碎可使本发明的纳米级的分散体的侵占面积增大。有利的结果是缩短了处理时间。在步骤4中，通过筛选对切碎步骤3之后所获得的材料按尺寸进行分类。

同样地，原材料5也可以是一定量的没有黏合剂的模块如半成品。将原材料5提供至锤式磨碎机6中进行切碎。根据提取步骤7，将切碎步骤3中或锤式磨碎机6中产生的粉末分离成已过滤的空气8和微粒9，优选地用HEPA过滤器（高效颗粒空气过滤器）进行分离。

根据这里所描述的实施例，作为筛选的结果，在所述切碎步骤3中切碎的原材料1或在所述锤式磨碎机6中切碎的另一种原材料5以三种不同的尺寸存在。步骤4的筛选有利于将粗材料和粒子彼此分离，所述粗材料和粒子在浴器10、11和12具有不同的分离特性。

根据本发明，筛选的优点是：在大的材料时可以将大粒子洗出，它们是容易过滤的。另一方面，具有更小的粒子的玻璃碎片会造成高的过滤/分离工作量。也可以使用95%>5mm相对于5%<1mm的比例。

根据这里所描述的实施方案，用简单的筒形筛选器（tumbler）来进行步骤4中的筛选。在筛选步骤4之后，图1的示意图中未示出的计量容器可被用作中间缓冲器，然后将用于填充浴器10、11和12以进行实际的分离方法。

用原材料1中或另一种原材料5中的碎片将浴器10、11和12填充至它们体积的约40%。浴器10、11和12各自剩下的约60%的体积用本发明的纳米级分散体填满。纳米级分散体特别可具体地根据原材料1或另一种原材料5进行调整，以实现最短的处理时间和最低的成本。在本发明的范围内，也可以使用能够以相同的方式分离上述不同的光伏模块的纳米级分散体。

本发明的纳米级分散体的组成如说明书的引言中所介绍的一样构成。其特别是由以下的组成之一构成，其中不足100%的部分以水补足。

实施例1:

实施例2：

在实施例2的纳米级分散体中，可以加入NaOH以提高pH值。

实施例3：

实施例3中，与实施例1和实施例2不同，用两性表面活性剂代替所述阴离子型表面活性剂。

实施例4：

实施例4中，除了非离子型表面活性剂之外，还使用了阴离子表面活性剂以及两性表面活性剂。

所列的一种或多种纳米级分散体在浴器10、11和12中作用一定时间，所述作用时间取决于原材料1或另一种原材料5的性质。所述作用通过在多个应用位点充分润湿一定时间而发生，其中在所述多个应用位点上所述分离介质可以进入待分离的层之间，并沿着界面移动而将那里的黏合剂溶解。此过程不一定需要在可浸没的容器11、12和13中进行。

在浴器10、11和12中进行分离过程之后，在分离步骤14中对已负载的分离介质13进行处理。所述分离步骤14用于分离清洗过程之后分别存在于浴器10、11和12的原材料1或另一种原材料5的各成分以及纳米级的分散体形式的所述分离介质，该步骤在图1只进行了示意地说明。在最简单的情况下，浮-沉分离结合合适的过滤作用已足够。有负载的所述分离介质中，已分开的层的轻质粒子具有大的表面-体积比，其可以从具有小表面积-体积比例的较大且较重粒子如玻璃碎片中分离出来。利用重力、流动性和/或表面张力来进行分离。本发明中，简单的过滤也可以用于分离的目的。保留的部分，即主要是玻璃、EVA和铝在随后的步骤进行分离，其也可在设备的下一个区域中进行。例如EVA可通过浮-沉分离法分离，玻璃通过在相同的容器中沉降来分离，以及铝通过将非铁组分沉积进行分离。这些步骤各自可以在所述设备的不同的区域或相同的区域进行。

如图1所示，贵金属15、EVA膜16和非铁沉积物17从已负载的分离介质13中分离。在本说明书的范围内，术语“非铁沉积物17”是指非铁组分的沉积物，如玻璃或铝。在图1中未进一步详细显示的单独的分离过程中，所述非铁沉积物17又再次被分离为可回收利用的材料玻璃18和铝框19。上述可回收利用的材料，即贵金属15、EVA膜16、非铁沉积物17，包括玻璃18和铝框19，在使用本发明的纳米级分散体处理之后，不会像在常规方法中那样被溶解。因此步骤14中的分离在工艺上更简单。这样，所获得的再循环材料15、16、17、18和19在可再用性方面的品质也不会受到回收方法限制。

在最有利的情况下，在上游步骤2拆卸电子元件的过程中获得的电子元件20也可以被再利用。

因此在上游步骤2之后，可将本发明的方法划分成以下三个主要的步骤组：

阶段I：预切碎并按尺寸分类

阶段II：用纳米级分散体清洗

阶段III：产生可供使用的合适的级分

以这种方式，本发明提供了方法、用于实施所述方法的设备、分离介质和所述分离介质的用途，以实现多层系统的较好的分离，特别是提高所回收的材料15、16、17、18和19的回收率和品质，从而达到回收利用目的。

图2以图解的形式显示了本发明的用于分离多层系统的方法的另一种优选的实施方式。如图2中的流程图所示，待分离的多层材料21被提供至用于分离多层材料的设备22。多层材料21可任选地被首先提供至初始阶段100进行拆卸。在初始阶段100中，去除了需要分开处理的部件，例如不是由待分离的多层材料构成的部件。在初始阶段100中，也可以分离出待分离的多层材料中需要被进行不同处理的部件，例如由于多层材料的类型而不同于所述多层材料的主要组分的部件。

在经过初始阶段100后，将经拆卸后多层材料21的仍保留的部分提供至另一初始阶段200，以产生多个侵占边缘。或者，在用于分离多层材料的设备1000中，也可以将多层材料21直接提供至用于产生侵占边缘的初始阶段200。这在不需要拆卸或不希望拆卸时是合适的。在用于产生侵占边缘的初始阶段200中，产生穿透所述多层系统一层或多层的缺陷以增加所述分离介质的侵占面积。这可以通过使用机械切削剂、激光喷射、用边缘尖锐的粒子进行轰击例如喷砂处理、弯曲、破碎、切碎、磨削或其它本领域人员已知的常规方法，对所述多层系统进行刻划而完成。

在经过用于产生侵占边缘的初始阶段200之后，将待处理的多层材料21提供至中间储存阶段250。在中间储存阶段250，还可以确保适用于随后的处理阶段的装填。在中间储存阶段250中，也可以包括不同的装填物料的混合。

从在适当容器中包含特别是中间储存区的中间储存阶段250，将待处理的多层材料21提供至润湿阶段300。在润湿阶段300中，将所述待分离的多层材料21用本发明的分离介质润湿。所述润湿优选在包含所述分离介质的可浸没容器中进行或以喷水通道的形式来进行。

在经过润湿阶段300之后，待分离的多层材料21进入脱离阶段400。在脱离阶段400中，将在润湿阶段300中脱层的层材料从作为多层材料21一部分的衬底材料中分离出来，并在不于其中溶解的情况下由本发明的所述分离介质中取出。该过程可以通过本发明的分离介质的循环来促进，如图2中阶段300和400之间的箭头所示。

脱离阶段400之后接着是分离阶段500。在分离阶段500的过程中，通过合适的方法将在脱离阶段400中由本发明所述分离介质中取出的层片段分离。这可以通过以浮动法在气泡流中悬浮、通过浮-沉分离法或通过过滤完成。

分离阶段500之后，接着是破碎（fragmenting）阶段600，在破碎阶段600中，在脱离阶段400中脱离且在分离阶段500中已从本发明所述分离介质分离出的层片段被破碎成不同的材料级分。

在破碎阶段600之后，各材料级分a、b和c在后处理阶段700中进一步被精制。各材料级分a、b和c的精制可以包括例如分类、清洗和物理或化学处理。

最后，将在后处理阶段700中精制的所述材料级分a、b和c提供至包装阶段800进行分别的包装以供使用。

附图标记说明

1 原材料

2 方法的上游步骤

3 切碎步骤

4 筛选

5 另一种原材料

6 锤式粉碎机

7 提取步骤

8 滤出的空气

9 微粒子

10  浴器

11  浴器

12  浴器

13  有负载的分离介质

14  分离步骤

15  贵金属

16  EVA膜

17  非铁沉积物

18  玻璃

19  铝框

20  电子元件

I   方法阶段

II  方法阶段

III 方法阶段

21  多层材料

22  用于分离多层材料的设备

100 用于拆卸的初始阶段

200 用于产生侵占边缘的初始阶段

250 中间储存阶段

300 润湿阶段

400 脱离阶段

500 分离阶段

600 破碎阶段

700 后处理阶段

800 包装阶段

Claims (32)

1.用于分离多层系统(1,5)以实现回收利用目的的分离介质，所述多层系统尤其是光伏模块、电池或屏幕，其特征在于，所述分离介质为纳米级分散体或所述纳米级分散体的前体。

2.如权利要求1所述的分离介质，其特征在于所述纳米级分散体由有机组分、水组分和至少一种表面活性剂形成，且所述前体由水组分和至少一种表面活性剂形成。

3.如权利要求2所述的分离介质，其特征在于所述纳米级分散体中的水组分具有的浓度为至少60wt%，优选为约70wt%。

4.如权利要求1或2所述的分离介质，其特征在于所述表面活性剂选自由阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂或它们的组合所组成的组。

5.如权利要求4所述的分离介质，其特征在于其包含至少一种非离子型表面活性剂和一种或多种选自由阴离子型表面活性剂和两性表面活性剂所组成的组的表面活性剂。

6.如权利要求4或5中所述的分离介质，其特征在于所述纳米级分散体中的所述非离子型表面活性剂具有的浓度范围为2wt%-12wt%，特别是5wt%-9wt%。

7.如权利要求4-6中任一项所述的分离介质，其特征在于所述纳米级分散体中所述阴离子型表面活性剂和/或所述两性表面活性剂具有的浓度不超过10wt%，尤其为约6wt%。

8.如权利要求4-7中任一项所述的分离介质，其特征在于所述非离子型表面活性剂具有的HLB值在12-13的范围内。

9.如权利要求1-3中任一项所述的分离介质，其特征在于所述纳米级分散体进一步包含助水溶剂以稳定所述分散体。

10.如权利要求4所述的分离介质，其特征在于所述助水溶剂包含短链的极性有机分子。

11.如权利要求4或5所述的分离介质，其特征在于所述助水溶剂包含有机酸或有机酸盐。

12.如权利要求1-4中任一项所述的分离介质，其特征在于所述纳米级分散体包含助表面活性剂。

13.如权利要求7所述的分离介质，其特征在于所述助表面活性剂包含短链的醇，优选是乙基己醇和/或烷基单乙二醇醚。

14.如上述权利要求中任一项所述的分离介质，其特征在于所述分离介质附加地含有碱组分，特别是NaOH，以增加pH值。

15.权利要求1-14中任一项所述的分离介质用于分离多层系统(1,5)以实现回收利用目的的用途，所述多层系统尤其是光伏模块。

16.用于分离多层系统(1,5)以实现回收利用目的的方法，所述多层系统尤其是光伏模块，所述方法包括用分离介质进行清洗，其特征在于使用所述分离介质使所述多层系统的单层或多层的至少一部分脱离，使得这些层的材料基本上不因此溶解。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于所述分离介质是根据权利要求1-14中任一项而构成的分离介质。

18.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于所述清洗在含有所述分离介质的容器中，特别是在可浸没容器（11,12,13）中，通过将待分离的所述多层系统送入所述容器（11,12,13）来进行，其中优选在所述分离介质和所述容器（11,12,13）之间产生相对运动。

19.如权利要求16-18中任一项所述的方法，其特征在于旋转所述容器（11,12,13）以产生所述相对运动。

20.如权利要求16-19中任一项所述的方法，其特征在于所述相对运动通过在所述容器(11,12,13)内搅拌和/或输送所述分离介质而产生。

21.如权利要求16-20中任一项所述的方法，其特征在于所述容器（11,12,13）被配置成振动。

22.如权利要求16-21中任一项所述的方法，其特征在于用逆流法进行所述清洗。

23.如权利要求16-22中任一项所述的方法，其特征在于在进行所述清洗之前，对所述多层系统进行机械切碎和/或按尺寸分类（4）。

24.如权利要求16-23中任一项所述的方法，其特征在于产生穿透所述多层系统的一层或多层的缺陷。

25.如权利要求16-24中任一项所述的方法，其特征在于，在进行所述清洗之后，特别是通过浮-沉法，进行在所述分离介质的作用下已分离的所述多层系统的组分和负载有所述组分的所述分离介质的分离（14），优选的是分离成非铁组分（17），特别是玻璃（18）和/或铝（19）、贵金属（15）和/或塑料层（16）。

26.如权利要求16所述的方法，其特征在于通过过滤法进行所述分离，其中所述多层系统的已分离的组分被保留，优选以机械的方式被保留。

27.如权利要求16-25中任一项所述的方法，其特征在于，在进行所述清洗之后，所述分离介质被回收和再利用。

28.用于进行权利要求16-27中任一项所述的方法的设备，所述设备包含用于产生穿透所述多层系统的一层或多层的缺陷的装置。

29.如权利要求28所述的设备，所述设备包含至少一个容器，特别是可浸没容器(11,12,13)。

30.如权利要求28或29所述的设备，其特征在于，所述容器(11,12,13)包含转筒。

31.如权利要求28-30中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包含输送器，以产生所述相对运动，以及用来送入和输出所述待分离的多层系统。

32.如权利要求28-31中任一项所述的设备，其特征在于，所述容器(11,12,13)包含带有用于实施振动的装置的板状平面。

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