DD258141A3

DD258141A3 - Verfahren zur verarbeitung von kupferkaschiertem leiterplattenabfall

Info

Publication number: DD258141A3
Application number: DD86287641A
Authority: DD
Inventors: Juergen Tschentke; Roland Ohlendorf; Wolfgang Albrecht; Guenther Landwehr; Ingo Wetzel; Michael Kunis; Rainer Herzschuh
Original assignee: Mansfeld Kombinat W Pieck Veb
Priority date: 1986-03-07
Filing date: 1986-03-07
Publication date: 1988-07-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung von kupferkaschiertem Leiterplattenabfall auf pyrometallurgischem Wege. Mit ihm soll ohne Umweltbelastungen der Leiterplattenabfall unter Verzicht auf zusaetzliche Aggregate verarbeitet werden. Dazu wird der eine Stueckigkeit von 16...60 mm aufweisende Leiterplattenabfall mit Moellerkomponenten vermischt. Sein Anteil liegt bei 1,5...2,5 Ma.-% des kupferhaltigen Materials. Der Moeller wird den sauerstofffreien Abgasen eines dem Aufschmelzen kupferhaltiger Materialien dienenden Schachtofens zugefuehrt. Die Abgastemperaturen am Ort der Zufuehrung betragen 700...800C, ihre mittlere Stroemungsgeschwindigkeit 5...7 ms 1. Unter Zufuhr eines sauerstoffhaltigen Gases werden die Gesamtabgase in einem unmittelbar auf dem Schachtofenkopf sitzenden Waermeaustauscher nachverbrannt, danach ihr Feststoffanteil in einem Nassentstauber abgeschieden und in bekannter Weise weiterverarbeitet.

Description

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Unter Leiterplatten sind kartenförmige Verbünde aus Isolierstoff platten, im folgenden Basismaterial genannt, und strukturierten Metallschichten zu verstehen. Sie dienen der elektrischen Verbindung von Bauteilen und Baugruppen sowie meist auch deren mechanischer Halterung. Die Leiterplatten bestehen aus einer oder mehreren Lagen, die sich aus Basismaterial und ein- oder beidseitig angeordneten Leiterschichten zusammensetzen.

Nach dem Basismaterial lassen sich beispielsweise Epoxidglashartgewebe und Phenolhartpapier mit größeren Anteilen von Harzen als Bindemittel unterscheiden. Als Metallschichten werden Kupferfolien unterschiedlicher Stärken verwendet. Der Kupfergehalt der Leiterplattenabfälle liegt dabei zwischen 8 und 20 Ma.-%. Zur Verbesserung der Lötbarbarkeit werden Blei-Zinn-Schichten im μηη-Berech aufgetragen.

Bekannt ist nun eine naßmetallurgische Aufarbeitung von Schrott aus Kupfer und Kupferlegierungen mit Plastmaterial (GBPS 1411010), bei der das Kupfer durch eineammoniakalische Behandlung gelöst wird. Die Laugung erfolgt unter oxidierenden Bedingungen durch Einblasen von Luft oder Ozon. Als Ammoniumsalz findet Ammoniumkarbonat oder Ammoniumsulfat Verwendung. Die anfallende kupferhaltige Ammoniumlösung wird in bekannter Weise weiterverarbeitet, während die Kunststoffrückstände deponiert oder in anderer Form verarbeitet werden.

In einem anderen bekannten Verfahren (US-PS 4415360) wird metallhaltiges Abfallmaterial mit Bestandteilen an Plasten, Elasten, Papier und Fett oder Öl in einem um seine geneigte Längsachse rotierenden Reaktorkessel durch Verbrennung der organischen Bestandteile und Gewinnung einer festen oder flüssigen Metallphase aufgearbeitet.

Die organischen Bestandteile des Einsatzgutes werden in brennbare Gase überführt und außerhalb des Reaktors verbrannt. Nach einem weiteren bekannten Verfahren (DE-OS 1583921) werden zerkleinerte metallhaltige Abfälle mit organischen Bestandteilen durch Einbringen mittels einer brennerähnlichen Apparatur in einem Schmelzofen aufgearbeitet, wobei die organischen Anhaftungen in der oberen Ofenatmosphäre verbrennen und das Metall durch Berührung mit der flüssigen Ofenbadphase aufgeschmolzen wird.

Alle beschriebenen Verfahren besitzen den Nachteil, daß zur Aufarbeitung der Schrotte und Abfälle stets zusätzliche, in den meisten Fällen spezielle verfahrenstechnische Einrichtungen erforderlich sind. Bei der naßmetallurgischen Aufarbeitung muß das zurückbleibende Basismaterial entweder deponiert oder in einer besonderen Anlage verbrannt werden. Wird das Material in einem Schmelzofen verarbeitet, besteht die Gefahr gefährlicher Umweltbelastungen und relativ hoher Verluste in der Schlacke, weil das Metall von der flüssigen Ofenbadphase aufgenommen wird.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung sind die Rückgewinnung des Kupferinhalts des Leiterplattenabfalls und die schadlose Beseitigung des Basismaterials.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verarbeitung von kupferkaschiertem Leiterplattenabfall auf .

pyrometallurgischem Wege zu schaffen, das ohne zusätzliche verfahrenstechnische Einrichtungen die Aufarbeitung des Leiterplattenabfalls mit einem hohen Ausbringen seines Kupfergehalts und unter Ausschluß gefährlicher Umweltbelastungen gestattet.

Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe folgendermaßen gelöst:

— Kupferkaschierter Leiterplattenabfall einer Stückigkeit von 16... 60 mm wird mit Möllerkomponenten eines in einem Schachtofen aufzuschmelzenden, kupferhaltigen Materials vermischt.

— Der Leiterplattenabfall beträgt dabei 1,5...2,5 Ma.-% des kupferhaltigen Materials.

— Die Beschickung des Schachtofens durch die Mischung erfolgt in dessen sauerstofffreie Abgase, die am Ort der Beschickung Temperaturen zwischen 700...800⁰C und eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit von 5...7m s"¹ aufweisen.

— Unter Zufuhr eines sauerstoffhaltigen Gases werden die Gesamtabgase in einem unmittelbar auf dem Schachtofenkopf sitzenden Wärmeaustauscher einer Nachverbrennung unterzogen.

— Danach wird der Feststoffanteil der Abgase naß in einem Naßentstauber abgeschieden, und

— die abgeschiedenen Bestandteile werden in bekannter Weise weiterverarbeitet.

Erfindungsgemäß gelingt es, ohne zusätzliche verfahrenstechnische Einrichtungen das Basismaterial des Leiterplattenabfalls in derSchwebezupyrolisierenundden Kupferanteil zu 94... 95 Ma.-% in den Flugstaub auszubringen; der Rest des Kupfers geht in den aufgeschmolzenen kupferrhaltigen Rückstand und sehr geringe Mengen in die Schlacke. Von der Schlacke aufgenommen werden auch die thermisch nicht zersetzbaren Anteile des Basismaterials. Naheliegende Befürchtungen, es würde bei der vorgeschlagenen Verfahrensweise zu einer Absenkung der Windaufnahme und einem Abfall der Schmelzleistung des Schachtofens kommen, bewahrheiteten sich überraschenderweise nicht, die Schmelzleistung blieb gleich. In gleicher Weise nicht zutreffend waren Befürchtungen, es könnte sich ein nicht vertretbarer Anteil des Kupfers in der Schlacke anreichern. Auch die von vornherein nicht ausschließbaren Umweltbelastungen durch toxische Zersetzungsprodukte des Basismaterials traten nicht ein, vielmehr sorgten die Nachverbrennung und die bei ihr auftretenden Temperaturen für einen hinreichenden Abbau toxischer Stoffe.

I Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In einem Schachtofen mit einem unmittelbar auf dem Schachtofenkopf sitzenden Wärmeaustauscher wurde unter Zusatz von Kalk ein kupferhaltiger Rückstand des Kupfer-Rohstein-Schmelzprozesses mit Gießereikoks aufgeschmolzen. Einer Möllerkomponente in Form stückiger Eisensauen wurde Leiterplattenabfall einer Stückiggröße von 45 mm beigemischt. Die Menge des zugemischten Leiterplattenabfalls betrug 2,18Ma.-%des kupferhaltigen Materials, der Kupferanteil des Leiterplattenabfalls 7,80 Ma.-%. Die Schachtofenführung gestaltete sich derart, daß die Abgase am Ort der Beschickung, ca. 1 m über der Beschickungssäule, eine Temperatur von ~775°C aufwiesen, ihre mittlere Geschwindigkeit lag bei 6,8 m s"¹, und sie enthielten keinen freien Sauerstoff. Nach der Beschickung in diesen Gasstrom wurde der Leiterplattenabfall unterhalb des Ortes der Beschickung in Schwebe gehalten, das Basismaterial, bis auf die nicht organischen und nicht metallischen Bestandteile, thermisch zersetzt und die freiwerdenden Kupferschichtbestandteile mit den Gesamtabgasen unter Zufuhr eines sauerstoffhaltigen Gases in den Wärmeaustauscher eingetragen. Dort werden die Abgase einer Nachverbrennung unterzogen, danach ihr Feststoffanteil ausgewaschen und in bekannter Weise weiter verarbeitet. Von dem mit dem Leiterplattenabfall eingebrachten Kupferanteil konnten 94,7 Ma.-% in den Flugstaub ausgebracht werden, 3,9 Ma.-% gingen in den aufgeschmolzenen kupferhaltigen Rückstand und lediglich 1,4Ma.-% in die Schlacke.

Claims

Verfahren zur Verarbeitung von kupferkaschiertem Leiterplattenabfall auf pyrometallurgischem Wege, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Stückigkeit von 16...60mm aufweisende Leiterplattenabfall, mit Möllerkomponenten in einer Menge vermischt, die 1,5...2,5Ma.-%des kupferhaltigen Materials beträgt, sauerstofffreien Abgasen eines dem Aufschmelzen kupferhaltiger Materialien dienenden Schachtofens zugeführt wird.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung kupferkaschierten Leiterplattenabfalls auf pyrometallurgischem Wege.