DD293742A5 - METHOD FOR RECOVERING COPPER AND PHENOLPLASTS FROM PCB SURFACES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Rueckgewinnung von Kupfer und Phenolplasten aus Leiterplattenabfaellen. Das Verfahren betrifft die Abtrennung von Kupfer aus kupferkaschierten duroplastischen Schichtpreszstoffen, wobei das zerkleinerte Material einer Schwimm-Sink-Sortierung mittels halogenierter Kohlenwasserstoffe, insbesondere Bromoform-Chloroformmischungen, unterworfen wird. Nach dem Prinzip der densimetrischen Trennung schwimmt die Phenoplastkomponente auf dem Loesungsmittel, waehrend die Kupferteilchen vom Boden der Apparatur geborgen werden koennen und beide Fraktionen einer separaten Aufarbeitung zugefuehrt werden koennen. Die verwendete Schwerefluessigkeit kann im Kreisprozesz eingesetzt werden.{Kupferrueckgewinnung; densimetrische Trennung; Schwimm-Sink-Sortierung; Leiterplattenabfaelle; organische Loesungsmittel; halogenierte Kohlenwasserstoffe; duroplastische Schichtpreszstoffe; Kreislauffuehrung; Schwerefluessigkeit; Zerkleinerung}The invention includes a process for the recovery of copper and phenolic plastics from PCB waste. The method relates to the separation of copper from copper-clad thermosetting Schichtpreszstoffen, wherein the crushed material is subjected to a floating-sink sorting by means of halogenated hydrocarbons, in particular bromoform-chloroform mixtures. According to the principle of densimetric separation, the phenolic component floats on the solvent, while the copper particles can be recovered from the bottom of the apparatus and both fractions can be fed to a separate work-up. The used heavy liquid can be used in a cycle process. {Copper recovery; densimetric separation; Sink-float sorting; Leiterplattenabfaelle; organic solvents; halogenated hydrocarbons; thermoset laminates; Kreislauffuehrung; Schwerefluessigkeit; crushing}
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Abtrennung von Kupfer aus Abfällen (Späne, Platten u. ä.) der Leiterplattenfertigung, wie sie insbesondere in Betrieben vorkommen können, die kupferbeschichtete Kunststoffe nach einem Ätzvorgang mechanisch weiterverarbeiten sowie in solchen, die mit Metallfolien kaschierte duroplastische Schichtpreßstoffe be-und verarbeiten.The present invention relates to the separation of copper from waste (chips, plates and the like) of printed circuit board production, as may occur in particular in operations that further mechanically process copper-coated plastics after an etching process as well as in those, laminated with metal foils thermosetting laminates handle and process.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
E1Si der Aufarbeitung mineralisierter und fossiler Rohstoffe wird verbreitet von Möglichkeiten der densimetrischen Trennung Gebrauch gemacht. Dabei kommen neben Flotations-auch Windsichteverfahren zum Einsatz. InDE-PS 25 55093 wird der Einsatz von Siebstufen, Hydrozyklonen und Magnetscheiden zur Verarbeitung und Auftrennung von Autoshredder-Schutt vorgeschlagen. Solche mechanischen Verfahren versagen bei der angestrebten Kupfer-Leiterplatten-Trennung, da eine genügend hohe Trennschärfe durch die Verwendung von Zyklonen oder Windsichtern schwer erreichbar ist. Der Rückgewinnung von magnetischen Materialien aus Feststoffgemischen widmet sich der Vorschlag nach DE-PS 2635161. Eine Anwendung auf die Kupferabtrennung ist naturgemäß nicht möglich.E 1 Si processing of mineralized and fossil raw materials is widely used by densimetric separation possibilities. Here, in addition to flotation and air-viscous methods are used. In DE-PS 25 55093 the use of screening stages, hydrocyclones and magnetic sheaths for processing and separation of autoshredder debris is proposed. Such mechanical methods fail in the desired copper PCB separation, since a sufficiently high selectivity by the use of cyclones or air classifiers is difficult to achieve. The recovery of magnetic materials from solid mixtures is dedicated to the proposal according to DE-PS 2635161. An application to the copper separation is not possible by nature.
Chlorierte und fluorierte Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Trichlorethan, Tetrachlorethan, Tetrachlormethan, werden als Schweremedium für die Scheidung von aluminiumbeschichtetem Verpackungsmaterial vorgeschlagen (DD-PS 249370). Nachteilig für diese Verfahren ist die hoho Giftigkeit der vorgeschlagenen Chlorkohlenwasserstoffe und der umweltgefährdende Aspekt von Fluorchlorkohlenwasserstoffen. Über die Trennmöglichkeiten von Kupfer und Phenoplastmaterialien mit geeigneten Flüssigkeiten liegen keine Informationen vor.Chlorinated and fluorinated hydrocarbons, such as. As trichloroethane, tetrachloroethane, carbon tetrachloride, are proposed as a heavy medium for the divorce of aluminum-coated packaging material (DD-PS 249370). A disadvantage of these methods is the high toxicity of the proposed chlorinated hydrocarbons and the environmentally hazardous aspect of chlorofluorocarbons. No information is available on the separation possibilities of copper and phenolic materials with suitable liquids.
Neben den Vorschlägen, die auf dem Prinzip der Schwimm-Sink-Sortierung beruhen, sind für die Abtrennung von Metallfolien von Kunststoffträgern auch elektrostatische Verfahren (DE-OS 2936856), Flotationsverfahren (DD-PS 112082) bzw. Schmelzverfahren bekannt. Allgemein ist hierbei immer mit einem hohen Regelaufwand zu rechnen bzw. insbesondere bei Anwendung erhöhter Temperaturen in Verbindung mit dem Phenolplastmaterial der Leiterplatten eine nicht unerhebliche Gefährdung der Umwelt zu berücksichtigen.In addition to the proposals, which are based on the principle of swimming-sink sorting, electrostatic processes (DE-OS 2936856), flotation process (DD-PS 112082) or melting process are known for the separation of metal foils of plastic substrates. In general, this is always to be expected with a high control effort or especially when using elevated temperatures in conjunction with the phenolic plastic material of the circuit boards to consider a significant risk to the environment.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Das Ziel der Erfindung ist ein Verfahren, welches es gestattet, mit geringem technischen und ökonomischen Aufwand in gut beherrschbarer Weise ohne besonderen Energieeinsatz, eine möglichst vollständige Trennung von metallbeschichteten Kunststoffen, wie z. B. kupferbeschichteten Leiterplatten, in ihre Ausgangsmaterialien zu erreichen.The object of the invention is a method which allows, with little technical and economic effort in a well controlled manner without any special use of energy, as complete as possible separation of metal-coated plastics, such. As copper-coated circuit boards to achieve in their starting materials.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugehen, welches gestattet, metallbeschichtete Kunststoffe auf kostengünstige Weise in die Metall- und Plastkomponente zu trennen, die ihrerseits einer Wiederverwendung zugeführt werdenThe invention has for its object to address a method which allows to separate metal-coated plastics in a cost effective manner in the metal and plastic component, which in turn are fed to a reuse
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das beschichtete Material mittels Zerkleinerungsmaschinen bekannter Bauart (Rührwerksmühlen, Schneidemühlen, Hammermühlen) auf eine Korngröße = 0,300 mm zerteilt wird, falls es nicht bereits durch andere Behandlung in einer derartigen Körnung vorliegt, und zur weiteren vollständigen Metall-Kunststoff-Trennung dem an sich bekannten Verfahren der Schwimm-Sink-Sortierung unterworfen wird.According to the invention the object is achieved in that the coated material by means of crushing machines of known design (agitator mills, cutting mills, hammer mills) is cut to a particle size = 0.300 mm, if it is not already present by other treatment in such a grain, and to further complete metal Plastic separation is subjected to the known methods of swimming-sink sorting.
Als Schwereflüssigkeit werden organische Lösungsmittel mit einer Dichte deutlich > 1,3g/cm3 und <8,96g/cm3 eingesetzt, da eine Trennung zwischen Phenoplast (p = 1,2... 1,3g/cm3) und Kupfer (p = 8,96g/cm3) erreicht werden soll. Günstig erweist sich ein Medium mit einer Dichte um 1,7g/cm3. Eine derartige Dichte weisen Lösungsmittel auf, wie:As gravity liquid organic solvents are used with a density significantly> 1.3 g / cm 3 and <8.96 g / cm 3 , since a separation between phenoplast (p = 1.2 ... 1.3g / cm 3 ) and copper ( p = 8.96 g / cm 3 ). Conveniently, a medium with a density turns out to be 1.7 g / cm 3 . Such a density includes solvents such as:
Erfindungsgemäß sind auch Mischungen der genannten Lösungsmittel einsetzbar, wobei solche im Vordergrund stehen, die eine nur minimale Umweltbelastung hervorrufen und leicht Dichten um 1,7g/cm3 einstellbar machen, wie z. B. Bromoform-Chloroform-Mischungen.According to the invention, mixtures of said solvents can be used, with those in the foreground, which cause minimal environmental impact and easy to make densities around 1.7 g / cm 3 adjustable such. B. bromoform-chloroform mixtures.
Bei Einsatz der genannten oder ähnlichen Trennmedien ist eine chemische Reaktion mit dem zu trennenden Gut ausgeschlossen.When using the mentioned or similar separation media, a chemical reaction with the material to be separated is excluded.
Entsprechend dem bekannten Prinzip der densimetrischen Trennung lagern sich die schwereren Kupferteilchen am Boden des Apparates ab, während die leichtere Plastkomponente an der Flüssigkeitsoberfläche abgeschöpft werden kann. Eine optimale Trennung ist erst nach intensiver Durchmischung des Lösungsmittels mit dem zerkleinerten Gut sowie eine nachfolgende kurze Beruhigungsphase (2-5 Minuten) möglich.According to the known principle of densimetric separation, the heavier copper particles deposit on the bottom of the apparatus, while the lighter plastic component can be skimmed off the liquid surface. An optimal separation is possible only after intensive mixing of the solvent with the comminuted material and a subsequent short settling phase (2-5 minutes).
Ausführungsbeispielembodiment
Jeweils 10,00g zerkleinerte kupferkaschierte Leiterplatten mit einer mittleren Korngröße von d = 0,300mm wurden in 50ml Lösungsmittel, vorzugsweise eine Mischung, bestehend aus Bromoform/Chloroform mit einer Dichte von ρ = 1,75g/cm3, unter kräftigem Rühren eingebracht. Nach vollständiger Durchmischung und einer Sedimentationszeit von 2 bis 10 Minuten konnte die spezifisch leichtere Plastkomponente abgeschöpft werden. Das Kupfer sammelt sich am Boden des Gefäßes. Eine naßchemische Untersuchung der Einzelkomponenten ergab folgende Werte:Each 10.00 g of crushed copper-clad circuit boards with a mean particle size of d = 0.300mm were introduced into 50 ml of solvent, preferably a mixture consisting of bromoform / chloroform with a density of ρ = 1.75 g / cm 3 , with vigorous stirring. After complete mixing and a sedimentation time of 2 to 10 minutes, the specific lighter plastic component could be skimmed off. The copper collects at the bottom of the vessel. A wet chemical examination of the individual components gave the following values:
Masse/g wCu/% mCu/g WGS5amikuP(!t/%Mass / gw Cu /% m Cu / g W GS 5 on the iku P (! T /%
Kupferspäne 1,13 93,5 1,11 97,51Copper Chips 1.13 93.5 1.11 97.51
Phenoplastspäne 8,87 0,32 0,03 2,63Phenolic chips 8,87 0,32 0,03 2,63
Somit kann in einem einzigen Verfahrensschritt 97,5% des Kupfers mit einem Masseanteil Kupfer von 98,5% innerhalb weniger Minuten abgetrennt werden.Thus, in a single process step, 97.5% of the copper with a 98.5% by weight copper can be separated within a few minutes.
Die eingesetzte Schwereflüssigkeit kann in einem ständigen Kreislauf eingesetzt werden.The used heavy liquid can be used in a continuous cycle.
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
DE102015002683A1 (en) * | 2014-08-14 | 2016-02-18 | Repa Boltersdorf Gmbh | Method for treating a mixture of different materials, apparatus for carrying out this method and a cyclone |
WO2020157294A1 (en) | 2019-02-01 | 2020-08-06 | Solvay Specialty Polymers Usa, Llc | Process for separating mixtures of solids |
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1990
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DE102015002683A1 (en) * | 2014-08-14 | 2016-02-18 | Repa Boltersdorf Gmbh | Method for treating a mixture of different materials, apparatus for carrying out this method and a cyclone |
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CN113544204A (en) * | 2019-02-01 | 2021-10-22 | 索尔维特殊聚合物美国有限责任公司 | Method for separating a mixture of solids |
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