DE4203475A1 - Verfahren zur rueckgewinnung von edelmetallen, vorzugsweise aus elektronischen bauteilen - Google Patents
Verfahren zur rueckgewinnung von edelmetallen, vorzugsweise aus elektronischen bauteilenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung von Edelmetallen,
vorzugsweise aus elektronischen Bauteilen, unter besonderer
Berücksichtigung der Schadstofffreiheit der Abprodukte und der Vermeidung
von Deponie-Restprodukten.
Die bekannten technischen Verfahren für das Recycling von NE-Metallen,
in der Spannungsreihe edler als Kupfer, finden ihre Anwendung vorwiegend
in der Aufbereitung von Rest- oder Altstoffen der Automobil- und
Elektroindustrie. Die rückführbaren Metalle beider Industriezweige
wurden mit dem Beginn der Mikroelektronik edler, die praktizierten
technischen Verfahren blieben jedoch traditionell ohne Berücksichtigung
der höheren Vergütung.
In "Kupfer und Automobilrecycling" von Langner, B. werden z. B. alle NE-
Metalle gemeinsam in widerstandsbeheizten Öfen verflüssigt, wobei die
Trennung von den organischen Bestandteilen durch teilweises Schwelen
und Verbrennen erfolgt. Die dazu erforderlichen großen Anlagen sind
nicht gasdicht und bedürfen deshalb einer Absaugung, dementsprechend
ebenfalls größerer Aufbereitungsanlagen für Abgase. Ebenso ist die
Trennung der Edelmetalle in der geringeren Konzentration als bei vorsortierten
Einsatzstoffen aufwendiger.
Die Trennung von Verbundwerkstoffen Plast und Kupfer wie sie z. B. die
Leiterplatte darstellt, werden in DD-PS 28 42 932 und DD-PS 28 76 410
beschrieben. Der hier ablaufende Verbrennungsprozeß in Schachtöfen
stellt infolge der großen Menge entstehender Stäube weder die 100%ige
Rückgewinnung der Edelmetalle noch die gefahrlose Abgas-Abgabe sicher.
Nach DE-PS 23 30 592 wird der Rückgewinnung von Edelmetallen am meisten
Aufmerksamkeit gewidmet, jedoch wirkt sich hier eine nach Verbrauch
auszuwechselnde Salzschmelze gesamtökologisch negativ aus.
Die bereits jetzt praktizierte mechanische Trennung von Trägermaterial
(Leiterplatte) und dem "edleren" Anteil der Schaltkreise sowie anderer
Halbleiter, geht den Kompromiß zwischen einer kleineren Aufbereitungsmenge
und den Verlust des Anteils der Edelmetalle auf der Leiterplatte
ein.
Werden Verfahren praktiziert, die ausschließlich die Rückgewinnung von
Edelmetallen, wie z. B. Platin aus Abgaskatalysatoren zum Inhalt haben,
so geschieht dies teilweise ebenfalls thermisch, jedoch sind hier die
Trägermaterialien anorganisch, und das gewinnende Metall befindet
sich ausschließlich auf der Oberfläche. Es entstehen hier keine Verbrennungsprodukte
aus dem Abfallstoff Plast.
Mit der Häufigkeit des anfallenden Elektronikschrotts bereits in der
Gegenwart, sind eigenständige Verfahren notwendig, die durch die
Anpassung an Menge und Zusammensetzung diesen besonderen Abfallstoff
Rechnung tragen.
Es ist Ziel der Erfindung, die Edelmetalle aus vorwiegend elektronischen
Bauteilen kostengünstiger und unter Verwendung von schädigenden
Einflüssen für Gesundheit und Umwelt zurückzugewinnen.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zu schaffen, womit die
Edelmetalle aus elektronischen Bauteilen abproduktfrei und vollständig
zurückgewonnen werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zunächst ohne
fremden Luftstrom alle Metalle in eine Metallschmelze überführt werden,
dies geschieht durch Eintauchen der aus Plasten und Metallen bestehenden
Bauteile in ein induktiv beheiztes Schmelzbad mit einer vorgegebenen
Metallschmelze.
Bei diesem Eintauchen werden die Plastbestandteile einer Pyrolyse
unterworfen, deren Endprodukte zum Teil in die Gasphase übergehen und
zum Teil als Kohlenstoff auf oder in der Schmelze verbleiben.
Anschließend wird den gasförmigen Abprodukten mit Sauerstoff
angereicherte Luft in einem Verbrennungsraum zugeführt. Der in die
Gasphase übergegangene Anteil der Plastbestandteile wird auf diese
Weise wenig unterhalb der Temperatur des Schmelzbades verbrannt, so daß
mit Sicherheit eine Temperatur von weit über 2000 K in der Verbrennungszone
erreicht wird. Im Anschluß daran wird nach einer Abkühlung
der Verbrennungsgase, unter Rückgewinnung der Sekundärwärme, das restliche
CO über Katalysator oder Nachbrenner in CO₂ umgewandelt.
Die Tatsache, daß die in die Gasphase übergegangenen Anteile der
Plastbestandteile ihre Temperatur in der Nähe des Schmelzpunktes des
Metallgemisches haben, ist Garantie dafür, daß bei nachfolgender
Verbrennung die Temperatur so hoch ist, daß in Verbindung mit
entsprechendem Sauerstoffüberschuß keine schädigenden Abprodukte
entstehen.
Die sich auf der Oberfläche des Schmelzbades ausbildende Schicht
besteht im wesentlichen aus Glasfasergewebe von Leiterplatten und kann
von Zeit zu Zeit durch bekannte mechanische Verfahren ausgetragen
werden.
Die Erfindung ermöglicht die Rückgewinnung von Edelmetallen aus
elektronischen u. ä. Bauteilen in vollem Umfang, ohne daß Umwelt und
Gesundheit schädigende Abprodukte zurückbleiben. Dies geschieht auf
kostengünstige Weise, durch Kombination einer induktiv beheizten
Schmelzeinrichtung mit einer Nachverbrennung über Katalysator bzw.
Nachbrenner in einem Verfahren.
Durch die induktive Beheizung aller Metalle in der Schmelze wird eine
verhältnismäßig hohe Temperatur des Schmelzbades erreicht, wobei der in
die Gasphase übergegangene Anteil der Plastbestandteile wenig unterhalb
der Schmelztemperatur der Pyrolyse unterliegt. Die hohe Temperatur des
Schmelzbades ist wiederum Voraussetzung für das Erreichen einer noch
höher erforderlichen Temperatur während der Nachverbrennung der
restlichen Zersetzungsprodukte der Plastbestandteile.
Die vorstehende Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel
erläutert.
Fig. 1 zeigt die verfahrenstechnische Anordnung der Erfindung, wonach
das erfindungsgemäße Verfahren wie folgt abläuft:
Ein Mittelfrequenztiegelofen 1 mit einem Fassungsvermögen von 100 kg
ist derart ausgerüstet, daß an Stelle des Deckels eine gasdichte
Beschickungseinrichtung 2 sowie ein Abzugskanal 3 angebracht ist.
Eine kontinuierliche Temperaturmessung im Schmelzbad 4 ist die
Meßeinrichtung für die Einstellung der Badtemperatur durch stufenlose
Regelung des Induktors 5. Bei Erreichen der günstigsten Badtemperatur
für die Lösungsgeschwindigkeit der Metalle, unter Berücksichtigung der
Badbewegung und der Schlackenbildung sowie der Zersetzungsdynamik der
Plaste, wird die Beschickung des Ofens 1 durch die Beschickungsschleuse
6 vorgenommen. Im vorliegenden Beispiel wird im Ofen 80 kg Kupfer
vorgelegt, wobei die günstigste Badtemperatur 1180°C beträgt. Die
Beschickung erfolgt so, daß nur geringe Schwankungen der
Dampfphasenentwicklung entstehen, und die Badtemperatur nicht unter
1160°C absinkt. Dies ist von Bedeutung für die Einstellung des
Sauerstoffstromes 7 zur Verbrennung über die Regelcharakteristik sowie
für die Einhaltung der günstigsten Cracktemperaturen der Plaste.
Die in die Gasphase übergegangenen Anteile der Plastbestandteile werden
nun in den nachgeschalteten Brennkammern 9 mittels zudosiertem
Sauerstoff verbrannt. Der zugesetzte Sauerstoff 7 sollte arm an
Inertgasen sein, um die Verbrennungstemperatur so hoch wie möglich, im
vorliegenden Beispiel <2000°K und die Strömungsgeschwindigkeit so
niedrig wie möglich, im Beispiel <0,5 m/s zu halten. Damit wird
erreicht, daß die Reaktionsprodukte lange in der Brennzone verbleiben
und somit eine 100%ige Umsetzung aller gasförmigen Bestandteile zu
CO₂, CO und H₂O erfolgt. Die niedrige Strömungsgeschwindigkeit sorgt
für eine gewisse Sichtwirkung im Ofenraum und in den nachfolgenden
Prozeßstufen, die bewirkt, daß aus der Schmelze ausgestoßene Partikel
nicht mit dem Luftstrom ausgetragen werden.
Ein genügend hoher Überschuß an Sauerstoff 7 als Voraussetzung einer
vollständigen Verbrennung sowie für eine beabsichtigte Verschiebung
des Boudouard-Gleichgewichtes wird vorausgesetzt.
Die Regelung des Sauerstoffstromes erfolgt nach den bekannten Verfahren
zur Einstellung des Sauerstoffüberschusses im Abgas und gewährleistet
die Verhinderung des Austretens unverbrannter Bestandteile, die eine
Schadstoffemission bzw. eine Geruchsbelästigung bedeuten würden.
Infolge des nicht auszuschließenden Stoßbetriebes der Beschickung über
eine lange Zeit wird der Brennraum zur Aufrechterhaltung einer
Zündflamme mit dem Brennglas 8 beschickt. Dabei behält die
Regeleinrichtung für die Sauerstoffüberschußzahl ihre Funktion. Die
Zündung des Gemisches erfolgt nach den bei Gasbrennern üblichen
Verfahren.
Nach Abkühlung der Verbrennungsgase auf 150-200°C, bei
gleichzeitiger Rückgewinnung der Abwärme in den Wärmetauschern 10,
erfolgt nun die Nachverbrennung des CO über Nachbrenner 9. Trocken- und
Naßfilter 11 und 12 sind weitere verfahrenstechnische Aufbereitungsstufen
der Einrichtung.
Ist die Schmelze 4 mit den herausgelösten Metallen so angereichert, daß
sich im verhältnismäßig hohen Maß der Schmelzpunkt des vorgelegten
Metalles um mehr als 50 K verschiebt, oder führt die Menge der in Lösung
gegangenen Metalle zu einem vollen Tiegel, so wird durch Abgießen des
gesamten Schmelzgutes, genannt Charge, nach den bekannten Verfahren der
Zerteilung des Schmelzstromes und der Abkühlung in einem Wasserbad,
eine Granulierung vorgenommen. Die Notwendigkeit der Trennung der
Schmelzeinrichtung von der gasdichten Beschicktungseinrichtung setzt zur
Vermeidung des Austritts unverbrannter Produkte eine Spülung voraus,
wobei die Verbrennungseinrichtungen eingeschaltet bleiben.
Aufstellung der verwendeten Bezeichnungen
1 Induktionsofen
2 Beschickungseinrichtung des Tiegelofens
3 Abzugskanal vom Tiegelofen
4 Schmelzbad
5 Induktor
6 Beschickungsschleuse
7 Sauerstoff
8 Brenngas
9 Nachbrenner bzw. Katalysator
10 Wärmetauscher
11 Trockenfilter
12 Naßfilter
2 Beschickungseinrichtung des Tiegelofens
3 Abzugskanal vom Tiegelofen
4 Schmelzbad
5 Induktor
6 Beschickungsschleuse
7 Sauerstoff
8 Brenngas
9 Nachbrenner bzw. Katalysator
10 Wärmetauscher
11 Trockenfilter
12 Naßfilter
Claims (2)
1. Verfahren zur Rückgewinnung von Edelmetallen, vorzugsweise aus
elektronischen Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalle der
elektronischen Bauteile in eine induktiv beheizte Metallschmelze überführt
werden und anschließend den in den gasförmigen Zustand überführten
Plastbestandteile vorzugsweise sauerstoffangereicherte Luft (7)
zur Verbrennung zugeführt wird, worauf nach Abkühlung der Verbrennungsgase
das restliche CO über Katalysator oder Nachbrenner (9) in
CO₂ umgewandelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den in den
gasförmigen Zustand überführten Plastbestandteilen inertgasarmer
Sauerstoff zugeführt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924203475 DE4203475A1 (de) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | Verfahren zur rueckgewinnung von edelmetallen, vorzugsweise aus elektronischen bauteilen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924203475 DE4203475A1 (de) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | Verfahren zur rueckgewinnung von edelmetallen, vorzugsweise aus elektronischen bauteilen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4203475A1 true DE4203475A1 (de) | 1993-08-12 |
Family
ID=6451127
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924203475 Withdrawn DE4203475A1 (de) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | Verfahren zur rueckgewinnung von edelmetallen, vorzugsweise aus elektronischen bauteilen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4203475A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997013881A1 (en) * | 1995-10-13 | 1997-04-17 | Boliden Mineral Ab | Treatment of waste products that contain organic substances |
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DE19823104C1 (de) * | 1998-05-05 | 2000-02-03 | Cleanenvi Engineering Consulta | Verfahren und Vorrichtung zur Aufarbeitung von Abfall-Leiterplatten mit geschmolzenem Zinn oder einer Zinnlegierung |
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-
1992
- 1992-02-07 DE DE19924203475 patent/DE4203475A1/de not_active Withdrawn
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