NL1043973B1 - Method for recovering elements from printed circuit boards and apparatus for carrying out such method - Google Patents
Method for recovering elements from printed circuit boards and apparatus for carrying out such method Download PDFInfo
- Publication number
- NL1043973B1 NL1043973B1 NL1043973A NL1043973A NL1043973B1 NL 1043973 B1 NL1043973 B1 NL 1043973B1 NL 1043973 A NL1043973 A NL 1043973A NL 1043973 A NL1043973 A NL 1043973A NL 1043973 B1 NL1043973 B1 NL 1043973B1
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- printed circuit
- circuit boards
- melting
- plasma
- elements
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B11/00—Obtaining noble metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Werkwijze voor het terugwinnen van elementen uit printplaten, waarbij de werkwijze de stap (S3) omvat van het smelten van de printplaten (2), alsmede de stap (S4) van het raffineren of zuiveren van de gesmolten printplaten (2), daardoor gekenmerkt dat de werkwijze nog de stap (S1) omvat van het verwijderen van organisch materiaal, zoals plastiek, uit de printplaten (2) vóór de stap (S3) van het smelten.Method for recovering elements from printed circuit boards, the method comprising the step (S3) of melting the printed circuit boards (2) and the step (S4) of refining or purifying the molten printed circuit boards (2), characterized in that the method further comprises the step (S1) of removing organic material, such as plastic, from the printed circuit boards (2) before the step (S3) of melting.
Description
Werkwijze voor het terugwinnen van elementen uit printplaten en inrichting voor het uitvoeren van dergelijke werkwijze De huidige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het terugwinnen van § elementen uit printplaten en sen inrichting voor het uitvoeren van dergelijke werkwijze.Method for recovering elements from printed circuit boards and apparatus for carrying out such a method The present invention relates to a method for recovering elements from printed circuit boards and a device for carrying out such a method.
Printplaten, oftewel in het Engels “printed circuit boards” of, afgekort, “PCB's”, zijn een typisch onderdeel van elekironische apparaten, zoals computers en mobiele telefoons, aangezien zij een mechanische drager vormen voor elektronische componenten van deze apparaten en de elektronische componenten elektrisch verbinden.Printed circuit boards, or PCBs for short, are a typical part of electronic devices, such as computers and mobile telephones, as they provide a mechanical support for electronic components of these devices and the electronic components electrically to connect.
Het stijgende gebruik van elektronische apparaten resulteert wereldwijd in een toename van de hoeveelheid elektronisch afval, waaronder afval aan printplaten.The increasing use of electronic devices is resulting in an increase in the amount of electronic waste worldwide, including waste from printed circuit boards.
Er bestaat dus een behosfte aan technieken voor het terugwinnen van elementen uit printplaten, omdat zij vele metallische en andere elementen omvatten die nuttig zijn en kunnen worden hergebruikt.Thus, there is a need for techniques for recovering elements from printed circuit boards because they include many metallic and other elements that are useful and can be reused.
Meer specifiek betreft de uitvinding een werkwijze voor het terugwinnen van elementen uit printplaten, waarbij de werkwijze de stap omvat van het smelten van de printplaten, alsmede de stap van het raffineren of zuiveren van de gesmolten printplaten.More specifically, the invention relates to a method of recovering elements from printed circuit boards, the method comprising the step of melting the printed circuit boards, as well as the step of refining or purifying the molten printed circuit boards.
Dergelijke werkwijze is op zich gekend, maar ds bestaande technieken zijn weinig efficiënt en weinig duurzaam, Zij recupereren bijvoorbeeld slechts sen beperkt aantal metalen uit de printplaten, waarbij verschillende elementen verloren gaan.Such a method is known per se, but the existing techniques are not very efficient and not very durable. For example, they only recover a limited number of metals from the printed circuit boards, whereby various elements are lost.
De huidige uitvinding beoogt in de eerste plaats in een alternatieve werkwijze voor het terugwinnen van elementen uit printplaten te voorzien, waarbij volgens verschillende voorkeurdragende uitvoeringsvormen een meer efficiënte en meer duurzame oplossing wordt geboden, die in het bijzonder de mogelijkheid biedt meer elementen uit de printplaten terug te winnen, terwijl de impact op het milieu kan worden geminimaliseerd.The primary object of the present invention is to provide an alternative method of recovering elements from printed circuit boards, offering according to various preferred embodiments a more efficient and more durable solution, in particular allowing more elements from the printed circuit boards to be recovered. while minimizing the impact on the environment.
Hiertoe heeft de uitvinding volgens een eerste onafhankelijke aspect ervan betrekking op een werkwijze voor het terugwinnen van elementen uit printplaten, waarbij de werkwijze de stap omvat van het smelten van de printplaten, alsmede de stap van het raffineren of zuiveren van de gesmalten printplaten, met als kenmerk dat de werkwijze nog de stap omvat van het verwijderen van organisch materiaal, zoals plastiek, uit de printplaten vóór de stap van het smelten.To this end, according to a first independent aspect thereof, the invention relates to a method for recovering elements from printed circuit boards, the method comprising the step of melting the printed circuit boards, and the step of refining or purifying the fused printed circuit boards, having as characterized in that the method further comprises the step of removing organic material, such as plastic, from the printed circuit boards prior to the melting step.
Doordat organisch materiaal uit de printplaten wordt verwijderd vóór de stap van het smelten, wordt bekomen dat de stappen van het smelten en/of raffineren of zuiveren van de printplaten efficiënter kunnen verlopen, zodat meer elementen kunnen worden gerecupereerd, hetgeen voordelig is voor het milieu. Er worden bijv. minder problemen ondervonden in de smeltoven die kan worden ingezet voor het smeliproces Het verwijderde organische materiaal kan in gas worden omgezet. Het in gas omgezette organisch materiaal kan worden overgebracht naar sen afgasproces. Het organisch materiaal kan geheel of gedeeltelijk worden verwijderd uit de printplaten.Because organic material is removed from the printed circuit boards before the melting step, it is achieved that the steps of melting and/or refining or purifying the printed circuit boards can be more efficient, so that more elements can be recovered, which is beneficial for the environment. For example, fewer problems are encountered in the melting furnace that can be used for the melting process. The removed organic material can be converted into gas. The gasified organic material can be transferred to an off-gas process. The organic material can be wholly or partially removed from the printed circuit boards.
De stap van het verwijderen van organisch materiaal uit de printplaten omvat bij voorkeur het calcineren van de printplaten, Calcineren verwijst naar een scheikundig proces waarbij gebonden metalen onder verhttiing worden omgezet in het oxide. Door organisch materiaal uit de printplaten te verwijderen via calcinatie, wordt bekomen dat het smeltproces bijzonder sfficiént kan plaatsvinden, omwille van de dan aanwezige oxides in bijv. de smeltoven. De printplaten worden bij voorkeur gecalcineerd bij een temperatuur tussen 750 en 1250 graden Celcius, meer bij voorkeur bij een temperatuur tussen 900 en 1100 graden Celcius, meest bij voorkeur bij een temperatuur van ongeveer 1000 graden Celcius. De uitvinders hebben vastgesteld dat bij deze temperaturen een optimale flux in bijv. de smeltoven kan worden verkregen, en vooral wanneer de techniek van plasmasmelten, in bijv. een plasmaoven, wordt toegepast voor het smelten van de printplaten, Via calcinatie of een andere techniek kan het verwijderde organisch materiaal, zoals plastiek, bijzonder voordelig in gas worden omgezet. Het gas kan naar sen afgasproces worden gebracht. Het gas kan worden omgezet in elektriciteit, waardoor het verder bruikbaar is, hetgeen voordelig is voor het milieu.The step of removing organic matter from the printed circuit boards preferably involves calcining the printed circuit boards. Calcining refers to a chemical process in which bonded metals are converted to the oxide under heating. By removing organic material from the printed circuit boards via calcination, it is achieved that the melting process can take place particularly efficiently, because of the oxides then present in, for example, the melting furnace. The printed circuit boards are preferably calcined at a temperature between 750 and 1250 degrees Celsius, more preferably at a temperature between 900 and 1100 degrees Celsius, most preferably at a temperature of about 1000 degrees Celsius. The inventors have found that at these temperatures an optimum flux can be obtained in e.g. the melting furnace, and especially when the plasma melting technique, e.g. in a plasma furnace, is used for melting the printed circuit boards. the removed organic material, such as plastic, can be converted into gas particularly advantageously. The gas can be taken to a flue gas process. The gas can be converted into electricity, making it further usable, which is beneficial for the environment.
De stap van het smelten van de printplaten omvat bij voorkeur het plasmasmelfen van de printplaten, bijv. in een plasmaoven. Plasmasmelten is een techniek waarbij warmte van een thermisch plasma wordt gebruikt voor het smelten van materiaal. Doordat plasmasmelten wordt gebruikt voor het smelten van de printplaten, wordt bekomen dat meer elementen uit de printplaten kunnen worden gewonnen, omdat via plasmatechnieken hogere temperaturen kunnen worden behaald in vergelijking met conventionele smelttechnieken, zoals pyrolyse en verbranding. Met plasmatechnieken is het bijv. mogelijk temperaturen tot 3000 graden Celcius ts behalen.The step of melting the printed circuit boards preferably comprises plasma melting the printed circuit boards, e.g. in a plasma oven. Plasma melting is a technique in which heat from a thermal plasma is used to melt material. Because plasma melting is used to melt the printed circuit boards, it is possible to extract more elements from the printed circuit boards, because higher temperatures can be achieved using plasma techniques compared to conventional melting techniques, such as pyrolysis and combustion. Plasma techniques make it possible, for example, to achieve temperatures of up to 3000 degrees Celsius.
Bij voorkeur omvat het plasmasmelten het gebruik van plasmatoortsen, oftewel in het Engels “plasma torches”. Plasmatoorisen produceren warmte uit een elektrische stroom die door een deels geïoniseerd gas of plasma passeert.Preferably, the plasma melting comprises the use of plasma torches, or “plasma torches”. Plasmatories produce heat from an electric current that passes through a partially ionized gas or plasma.
De uitvinders hebben vastgesteld dat met plasmatoortsen een heel homogene en lokale verhitting kan worden bekomen, zodat, enerzijds, weinig elementen verloren gaan in het smeltproces en, anderzijds, geen bijzonder hoge temperaturen hoeven te worden gebruikt.The inventors have established that with plasma torches a very homogeneous and local heating can be obtained, so that, on the one hand, few elements are lost in the melting process and, on the other hand, no particularly high temperatures have to be used.
Er kan bijv, worden volstaan met temperaturen van bijv. tot 1600 graden Celcius, waarbij desalniettemin weinig elementen verloren gaan.For example, temperatures of, for example, up to 1600 degrees Celsius will suffice, whereby few elements are nevertheless lost.
Hoe lager de temperatuur, hoe minder energie wordt verbruikt, en dus hoe beter voor het milieu.The lower the temperature, the less energy is consumed, and thus the better for the environment.
Nog een voordeel is dat het smelten van de printplaten met behulp van plasmatoortsen, in een gas kan resulteren, met voldoende calorische waarde zodat het in elektriciteit kan worden omgezet en dus bruikbaar is in verdere toepassingen, Nog sen ander voordeel van de toepassing van plasmatoortsen is dat de uitvinders hebben vastgesteld dat de plasmarok niet of weinig uitloogt en dus bruikbaar is in verdere toepassingen.Another advantage is that melting the printed circuit boards using plasma torches can result in a gas, with sufficient calorific value so that it can be converted into electricity and thus useful in further applications. Another advantage of using plasma torches is that the inventors have established that the plasma skirt does not leach or does not leach much and can therefore be used in further applications.
De uitvinders hebben nog vastgesteld dat het gebruik van plasmatoortsen efficiènt is, omdat slechts een beperkte hoeveelheid van de voor herwinning bedoelde grondstoffen in de plasmarok verdwijnt.The inventors have yet found that the use of plasma torches is efficient, because only a limited amount of the raw materials intended for recovery disappears in the plasma skirt.
De werkwijze omvat bij voorkeur nog de stap van het verwijderen van ijzer en/of aluminium uit de printplaten vóór de stap van het smelten en bij voorkeur na de stap van het verwijderen van organisch materiaal.The method preferably further comprises the step of removing iron and/or aluminum from the printed circuit boards before the melting step and preferably after the step of removing organic material.
Doordat ijzer en/of aluminium uit de printplaten wordt verwijderd vóór de stap van het smelten, wordt bekomen dat de stappen van het smelten en/of raffineren of zuiveren efficiënter kunnen verlopen.Because iron and/or aluminum is removed from the printed circuit boards before the melting step, it is achieved that the steps of melting and/or refining or purifying can proceed more efficiently.
Meer slementen kunnen uit de printplaten worden gerecupereerd, omdat tijdens het smelten van de printplaten minder bruikbare elementen aan het ijzer en/of aluminium kunnen hechten.More elements can be recovered from the printed circuit boards, because less useful elements can adhere to the iron and/or aluminum during the melting of the printed circuit boards.
Daarnaast heeft de meest voorkeurdragende volgorde, d.w.z. de volgorde waarin eerst organisch materiaal en al dan niet direct daarna ijzer en/of aluminium uit de printplaten wordt verwijderd, een positieve impact op de PCB inputcapaciteit, in de zin dat een groter volume aan printplaten kan worden verwerkt.In addition, the most preferred order, i.e. the order in which organic material is removed first and, whether or not immediately afterwards, iron and/or aluminum from the printed circuit boards, has a positive impact on the PCB input capacity, in the sense that a larger volume of printed circuit boards can be used. incorporated.
Dat komt door de volumeverkleining, bijv. volumehalvering, die door het verwijderen van organisch materiaal, in het bijzonder door calcinatie, kan worden bekomen.This is due to the volume reduction, eg volume halving, which can be obtained by removing organic material, in particular by calcination.
Het ijzer en/of aluminium kan geheel of gedeeltelijk worden verwijderd uit de printplaten.The iron and/or aluminum can be wholly or partially removed from the printed circuit boards.
De uitvinders hebben nog vastgesteld dat geen koper hoeft te worden toegevoegd aan de printplaten tijdens de stap van het smelten, of een andere stap in het proces, omdat is gebleken dat de printplaten die volgens de werkwijze van deze uitvinding worden verwerkt, voldoende koper omvatten om een maximale recuperatie van metalen en andere slementen uit de printplaten toe te laten. De stap van het raffineren of zuiveren van de gesmolten printplaten kan volgens verschillende technieken worden uitgevoerd, zoals elsktrolyse en moleculaire herkenning. De uitvinders hebben vastgesteld dat het bijzonder voordelig is, de technieken van elektrolyse en moleculair herkenning te combineren, waarbij bij voorkeur eerst elektrolyse en al dan niet direct daarna moleculaire herkenning wordt toegepast, doch waarbij de omgekeerde volgorde niet is uitgesloten. Met elektrolyse kunnen grote stromen aan elementen zoals koper, zilver, tin en/of nikkel worden herwonnen, terwijl moleculaire herkenning erin slaagt op efficiënte wijze vels verdere elementen, zoals goud, palladium, platina en/of boron, te herwinnen, Wat betreft elektrolyse, wordt bij voorkeur een cilindrische elektrochemische cel ingezet, omdat zij verbeteringen toelaat op vlak van efficiëntie en duurzaamheid.The inventors have yet determined that no copper need be added to the printed circuit boards during the melting step, or any other step in the process, because the printed circuit boards processed according to the process of this invention have been found to contain sufficient copper to to allow maximum recovery of metals and other elements from the printed circuit boards. The step of refining or purifying the molten circuit boards can be performed by various techniques, such as electrolysis and molecular recognition. The inventors have found that it is particularly advantageous to combine the techniques of electrolysis and molecular recognition, preferably first electrolysis and possibly immediately afterwards molecular recognition, but wherein the reverse order is not excluded. With electrolysis, large currents of elements such as copper, silver, tin and/or nickel can be recovered, while molecular recognition succeeds in efficiently recovering many further elements, such as gold, palladium, platinum and/or boron. a cylindrical electrochemical cell is preferably used, because it allows improvements in efficiency and durability.
De werkwijze omvat bij voorkeur nog de stap van het verkleinen van de grootte van de printplaten vóór de stap van het smelten en meer bij voorkeur vóór de stap van het verwijderen van organisch materiaal. Bij voorkeur worden de printplaten verkleind tot een gemiddelde deeltjesgrootte van minder dan 8 millimeter, omdat deze grootte voordelig is voor het smelten van de printplaten. Het verkleinen van de grootte van de printplaten vóór het verwijderen van organisch materiaal biedt als voordeel dat klontervorming tijdens deze stap kan worden vermeden. De werkwijze volgens de uitvinding wordt bij voorkeur uitgevoerd als een continu proces, in het bijzonder in sen enkele fabriek, Doordat de werkwijze, althans minstens de voornoemde stappen, als continu proces worden uitgevoerd, wordt een bijzonder efficiënt en duurzaam proces bekomen, dat weinig of geen onderbrekingen vertoont. De werkwijze omvat bij voorkeur een buffer-, opslag- en/of accumulatiestap tussen ten minste twee van de voornoemde stappen van de werkwijze. Zo hoeft de volledige lijn niet te worden stilgezet, als zich een probleem voordoet bij één van deze stappen. Er wordt nog opgemerkt dat het verwijderen van ijzer en/of aluminium uit de printplaten vóór de stap van het smelten op zich een inventief idee vormt, los van het verwijderen van organisch materiaal uit de printplaten vóór de stap van het smelten. Hierdoor wordt bekomen dat de stappen van het smelten en/or raffineren of zuiveren van de printplaten efficiënter kunnen verlopen.The method preferably further comprises the step of reducing the size of the printed circuit boards before the step of melting and more preferably before the step of removing organic material. Preferably, the printed circuit boards are reduced to an average particle size of less than 8 millimeters, as this size is advantageous for fusing the printed circuit boards. Reducing the size of the printed circuit boards before removing organic material has the advantage of avoiding clumping during this step. The method according to the invention is preferably carried out as a continuous process, in particular in a single factory. Because the method, at least the aforesaid steps, are carried out as a continuous process, a particularly efficient and sustainable process is obtained, which requires little or no shows no interruptions. The method preferably comprises a buffering, storing and/or accumulating step between at least two of the aforementioned steps of the method. This means that the entire line does not have to be stopped if a problem occurs during one of these steps. It should also be noted that removing iron and/or aluminum from the printed circuit boards before the melting step is in itself an inventive idea, apart from removing organic material from the printed circuit boards before the melting step. This ensures that the steps of melting and/or refining or purifying the printed circuit boards can run more efficiently.
Meer elementen kunnen uit de printplaten worden gewonnen, omdat tijdens het smelten minder elementen aan het ijzer en/of aluminium kunnen hechten.More elements can be recovered from the printed circuit boards because fewer elements can adhere to the iron and/or aluminum during melting.
De uitvinding heeft daarom volgens tweede onafhankelijk aspect ervan betrekking op een werkwijze voor het terugwinnen van elementen uit printplaten, 5 waarbij de werkwijze de stap omvat van het smelten van de printplaten, alsmede de stap van het raffineren of zuiveren van de gesmolten printplaten, met als kenmerk dat de werkwijze nog de stap omvat van het verwijderen van ijzer en/of aluminium uit de printplaten vóór de stap van het smelten.The invention therefore, according to its second independent aspect, relates to a method for recovering elements from printed circuit boards, the method comprising the step of melting the printed circuit boards, as well as the step of refining or purifying the molten printed circuit boards, having as characterized in that the method further comprises the step of removing iron and/or aluminum from the printed circuit boards prior to the melting step.
Bij voorkeur wordt tijdens de stap van het smelien geen koper toegevoegd aan de printplaten.Preferably, no copper is added to the printed circuit boards during the melting step.
De uitvinders hebben vastgesteld dat printplaten die volgens de huidige uitvinding worden verwerkt, voldoende koper omvatten om maximale recuperatie van metalen en andere elementen uit de printplaten toe te laten.The inventors have determined that printed circuit boards processed according to the present invention contain sufficient copper to allow maximum recovery of metals and other elements from the printed circuit boards.
Het gebruik van plasma bij het smelten van de printplaten is ook op zich een inventief idee, los van het verwijderen van organisch materiaal uit de printplaten vóór de stap van het smelten.The use of plasma in the melting of the printed circuit boards is also an inventive idea in itself, apart from removing organic material from the printed circuit boards prior to the melting step.
Doordat plasmasmelten wordt gebruikt, wordt als voordeel bekomen dat meer elementen uit de printplaten kunnen worden gewonnen, omdat via plasmatechnieken hogere temperaturen kunnen worden behaald in vergelijking met conventionele smelttechnieken, zoals pyrolyse en verbranding.Because plasma melting is used, the advantage is that more elements can be extracted from the printed circuit boards, because higher temperatures can be achieved via plasma techniques compared to conventional melting techniques, such as pyrolysis and combustion.
Met plasmatechnieken is het bijv. mogelijk temperaturen tot 3000 graden Celcius te behalen.Plasma techniques make it possible, for example, to achieve temperatures of up to 3000 degrees Celsius.
De uitvinding heeft daarom volgens een onafhankelijk derde aspect ervan betrekking op een werkwijze voor het terugwinnen van elementen uit printplaten, waarbij de werkwijze de stap omvat van het smelten van de printplaten, alsmede het raffineren of zuiveren van de gesmolten printplaten, met als kenmerk dat de slap van het smelten van de printplaten het plasmasmelten van de printplaten omvat, bijvoorbeeld in een plasmaoven.The invention therefore, according to an independent third aspect thereof, relates to a method for recovering elements from printed circuit boards, the method comprising the step of melting the printed circuit boards, as well as refining or purifying the molten printed circuit boards, characterized in that the slack of the melting of the printed circuit boards comprises the plasma melting of the printed circuit boards, for example in a plasma oven.
Het plasmasmelten omvat bij voorkeur het gebruik van plasmatoortsen.The plasma melting preferably involves the use of plasma torches.
Het voordeel van plasmatoorisen werd hiervoor reeds toegelicht.The advantage of plasma tumors has already been explained above.
Er wordt daarmee een heel homogene en lokale verhitting bekomen, waarbij de benodigde temperatuur om zo veel mogelijk elementen terug te winnen kan worden gedrukt, terwijl toch maximale slomentrecuperatie mogelijk is.A very homogeneous and local heating is thus obtained, whereby the required temperature to recover as many elements as possible can be reduced, while maximum recovery is still possible.
Het gebruik van zowel elektrolyse als moleculaire herkenning in de stap van het raffineren of zuiveren van de gesmolten printplaten is op zich een inventief idee, los van het verwijderen van organisch materiaal uit de printplaten vóór de stap van het smelten.The use of both electrolysis and molecular recognition in the step of refining or purifying the fused circuit boards is itself an inventive idea, apart from removing organic matter from the circuit boards prior to the melting step.
Door deze combinatie kunnen op een efficiënte manier meer elementen. worden herwonnen in vergelijking met conventionele technieken, De uitvinding heeft daarom volgens sen onafhankelijk vierde aspect ervan betrekking op sen werkwijze voor het terugwinnen van elementen uit printplaten, waarbij de werkwijze de stap omvat van het smelten van de printplaten, alsmede het raffineren of zuiveren van de gesmolten printplaten, met als kenmerk dat de stap van het raffineren of zuiveren ten minste door middel van elektrolyse en moleculair herkenning worden uitgevoerd, waarbij bij voorkeur eerst elektrolyse en al dan niet direct daarna moleculaire herkenning wordt uitgevoerd.This combination allows more elements to be added efficiently. The invention therefore relates according to an independent fourth aspect thereof to a method for recovering elements from printed circuit boards, the method comprising the step of melting the printed circuit boards, as well as refining or purifying the fused printed circuit boards, characterized in that the refining or purification step is carried out at least by means of electrolysis and molecular recognition, preferably electrolysis being carried out first and molecular recognition, whether or not immediately afterwards.
De uitvinding volgens haar tweede, derde en/of vierde aspect kan één of meer kenmerken vertonen van de uitvinding volgens haar eerste aspect, zonder noodzakelijkerwijs beperkt te zijn tot het verwijderen van organisch materiaal uit de printplaten vóór de stap van het smelten.The invention according to its second, third and/or fourth aspect may exhibit one or more features of the invention according to its first aspect, without necessarily being limited to removing organic material from the printed circuit boards prior to the melting step.
De uitvinding heeft volgens een onafhankelijk vijfde aspect ervan nog betrekking op een inrichting voor het terugwinnen van elementen uit printplaten, met als kenmerk dat deze inrichting middelen omvat voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding volgens één van de aspecten één tot vier, of een combinatie daarvan.The invention further relates, according to an independent fifth aspect thereof, to a device for recovering elements from printed circuit boards, characterized in that this device comprises means for carrying out the method according to the invention according to one of aspects one to four, or a combination thereof.
De uitvinding wordt bijzonder voordelig toegepast op laagwaardige printplaten, maar kan ook voordelig worden tosgepast op hoogwaardige printplaten, of andere materialen dan printplaten.The invention is particularly advantageously applied to low-value printed circuit boards, but can also be advantageously applied to high-quality printed circuit boards, or materials other than printed circuit boards.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekening, waarin: - de figuur schematisch de stappen van een werkwijze volgens de uitvinding weergestt.In order to better demonstrate the features of the invention, some preferred embodiments are described below, by way of example without any limiting character, with reference to the accompanying drawing, in which: - the figure schematically represents the steps of a method according to the invention .
De figuur toont een diagram, waarin de stappen van een werkwijze 1 volgens de uitvinding zijn weergegeven. Het betreft een werkwijze 1 voor het terugwinnen van slementen uit printplaten of PCB's 2, zoals laagwaardige PCB's.The figure shows a diagram showing the steps of a method 1 according to the invention. It concerns a method 1 for recovering elements from printed circuit boards or PCBs 2, such as low-grade PCBs.
Hier omvat de werkwijze 1 de stap S0 van het verkleinen van de grootte van de printplaten 2, waarbij de printplaten 2 bij voorkeur worden verkleind tot een gemiddelde deeltjesgrootte van minder dan 6 millimeter, omdat dit voordelig is voor de verdere verwerking van de printplaten 2. Zo kan bijv. een risico op klontervorming in de verdere stappen worden geminimaliseerd of zelfs vermeden. Voor het verkleinen van de deeltjesgrootte van de printplaten 2 kan bijv. een shredder worden gebruikt. Een volgende stap in de specifieke werkwijze 1 zoals getoond in de figuur, is de stap 31 van het calcineren van de printplaten 2. Aan de hand van calcinatie wordt organisch materiaal 3, zoals plastiek, geheel of gedeeltelijk uit de printplaten 2 verwijderd. Het verwijderen van organisch materiaal 3 uit de printplaten 2 heeft als voordeel dat in het bijzonder de smelt- en/of raffinage- of zuiveringsstappen efficiënter kunnen verlopen, zodanig dat meer elementen uit de printplaten 2 kunnen worden herwonnen, Calcinatie is hierbij een voorkeurdragende techniek, omdat daarmee oxides worden gegenereerd, die voordelig zijn in de smeltstap. Bij voorkeur wordt de calcinatie uitgevoerd bij een temperatuur van ongeveer 1000 graden Celcius, omdat de uitvinders hebben vastgesteld dat bij deze temperatuur een ideale flux van materialen wordt gegenereerd, die voordelig kan worden aangewend in de smeltoven, of in het bijzonder de plasmaoven. Het verwijderde organisch materiaal kan worden omgezet in gas, dat verder kan worden omgezet tot slektriciteit en dus verder bruikbaar is. De calcinatiestap S1 van de printplaten 2 kan worden uitgevoerd in een verbrandingskamer, bijv. elektrisch of met fossiele brandstof gevoed. Indien gebruik wordt gemaakt van een elektrische verbrandingskamer, dan kan gekozen worden voor batchgewijze of continue toevoer van de input stroom.Here, the method 1 comprises the step S0 of reducing the size of the printed circuit boards 2, wherein the printed circuit boards 2 are preferably reduced to an average particle size of less than 6 millimeters, as this is advantageous for the further processing of the printed circuit boards 2. For example, a risk of clot formation in the further steps can be minimized or even avoided. For example, a shredder can be used to reduce the particle size of the printed circuit boards 2 . A next step in the specific method 1 as shown in the figure is the step 31 of calcining the printed circuit boards 2. On the basis of calcination, organic material 3, such as plastic, is wholly or partly removed from the printed circuit boards 2 . The removal of organic material 3 from the printed circuit boards 2 has the advantage that, in particular, the melting and/or refining or purification steps can proceed more efficiently, such that more elements can be recovered from the printed circuit boards 2. Calcination is a preferred technique here, because this generates oxides which are advantageous in the melting step. Preferably, the calcination is carried out at a temperature of about 1000 degrees Celsius, because the inventors have found that an ideal flux of materials is generated at this temperature, which can be advantageously used in the melting furnace, or in particular the plasma furnace. The removed organic material can be converted to gas, which can be further converted to electricity and thus further useful. The calcination step S1 of the printed circuit boards 2 can be performed in a combustion chamber, e.g. electrically or fossil fuel fed. If an electric combustion chamber is used, a batch or continuous supply of the input current can be chosen.
Al dan niet direct na de stap 81, volgt in de werkwijze 1 een sorteerstap S2, waarbij ijzer en/of aluminium 4 geheel of gedeeltelijk uit de printplaten 2 wordt verwijderd. Dat heeft als gevolg dat minder elementen zich aan ijzer en/of aluminium kunnen hechten in de smelistap, waardoor meer elementen kunnen worden gerecupereerd. De bijzondere plaals van deze stap in het proces, d.w.z. na de stap S1, heeft een positieve impact op de PCB inputcapacitelt, aangezien hierdoor grotere volumes aan printplaten kunnen worden verwerkt, gelet op de typische halvering van het volume aan materiaal na de stap S1 van het calcineren. De sorteerstap 32 kan bijv. worden uitgevoerd door middel van magnetisme voor het verwijderen van ijzer en/of door middel van wervelstromen, oftewel in het Engels Eddy currents, voor het verwijderen van aluminium. Een volgende stap in de voorbeeldwerkwijze 1 is de stap S3 van het smelten van de printplaten 2, bij voorkeur uitgevoerd door middel van plasmatechnieken, bijv. in een plasmaoven. Via plasmatechnieken kunnen hogere temperaturen worden behaald, waardoor de mogelijkheid wordt geboden meer elementen terug te winnen. Echter, de uitvinders hebben vastgesteld dat door toepassing van een bijzondere plasmatechniek, met name plasmatoorisen, de temperatuur kan worden beperkt, terwijl toch veel elementen kunnen worden gerecupereerd, omdat met deze plasmatoortsen een heel homogene en lokale verhitting kan worden bekomen. Het gebruik van plasmatoortsen resulteert ook in een gas 5 met voldoende calorische waarde zodat het in elektriciteit kan worden omgezet, en dus bruikbaar is in verdere toepassingen, en/of in een plasmarok 6 die niet of weinig uitloogt en daarom bruikbaar is in verdere toepassingen.A sorting step S2 follows in the method 1, whether or not immediately after the step 81, in which iron and/or aluminum 4 is wholly or partly removed from the printed circuit boards 2 . As a result, fewer elements can adhere to iron and/or aluminum in the melting step, so that more elements can be recovered. The particular location of this step in the process, i.e. after step S1, has a positive impact on the PCB input capacity, as it allows greater volumes of printed circuit boards to be processed, given the typical halving of material volume after step S1 of the calcination. The sorting step 32 can e.g. be carried out by means of magnetism to remove iron and/or by means of eddy currents, i.e. Eddy currents, to remove aluminum. A next step in the exemplary method 1 is the step S3 of melting the printed circuit boards 2, preferably carried out by means of plasma techniques, e.g. in a plasma oven. Higher temperatures can be achieved using plasma techniques, which makes it possible to recover more elements. However, the inventors have established that by using a special plasma technique, in particular plasma torches, the temperature can be limited, while many elements can still be recovered, because with these plasma torches a very homogeneous and local heating can be obtained. The use of plasma torches also results in a gas 5 with sufficient calorific value so that it can be converted into electricity, and is thus usable in further applications, and/or in a plasma skirt 6 that does not leach or leach little and is therefore usable in further applications.
Al dan niet direct na slap S3, volgt in de werkwijze 1 de stap S4 van het raffineren of zuiveren van de gesmolten printplaten 2. Hiertoe worden in het voorbeeld ten minste twes technieken aangewend, nl. eerst elektrolyse S41 en al dan niet direct daarna moleculaire herkenning S42. Hiermee wordt bekomen dat op efficiënte wijze grote stromen aan elementen 7, zoals koper, zijver, tin en/of nikkel, kunnen worden gerecupereerd door midde! van elektrolyse en vervolgens moleculaire herkenning wordt ingezet om verdere elementen 8, zoals goud, palladium en platina, af te scheiden, en elementen 9, zoals boron, terug te winnen, Wat betreft elektrolyse, wordt bij voorkeur een cilindrische elektrochemische cel ingezet, omdat zij verbeteringen toelaat op vlak van efficiëntie en duurzaamheid. De werkwijze 1 volgens de uitvinding wordt bij voorkeur als een continu proces uitgevoerd, waarbij het voordelig is tussen twee of meerdere van de stappen SO t/m S4 een opslag-, buffer- en/of accumulatiestap te voorzien, zodanig dat de hele lijn niet hoeft te worden stilgelegd bij sen probleem in één van de stappen. De uitvinders hebben een test uitgevoerd met een werkwijze volgens de uitvinding, waarbij in het bijzonder priniplaten werden gesmolten door midde! van plasma, meer speciaal door middel van plasmatoortsen, en vóór het smelten de printplaten werden gecalcineerd bij een temperatuur van ongeveer 960 graden. De test heeft uitgewezen g dat minstens 35 elementen werden gerecupereerd, daarbij inbegrepen verschillende zeldzame elementen die voordien niet of moeilijk konden worden gerecupereerd, zoals boron.Whether or not immediately after slack S3, method 1 follows step S4 of refining or purifying the molten printed circuit boards 2. For this purpose, in the example, at least two techniques are used, i.e. first electrolysis S41 and possibly immediately afterwards molecular recognition S42. This ensures that large flows of elements 7, such as copper, side, tin and/or nickel, can be recovered in an efficient manner through the medium! of electrolysis and then molecular recognition is used to separate further elements 8, such as gold, palladium and platinum, and to recover elements 9, such as boron. With regard to electrolysis, a cylindrical electrochemical cell is preferably used, because they allows for improvements in efficiency and sustainability. The method 1 according to the invention is preferably carried out as a continuous process, wherein it is advantageous to provide a storage, buffering and/or accumulation step between two or more of the steps S0 to S4, such that the entire line is not has to be stopped in case of a problem in one of the steps. The inventors have carried out a test with a method according to the invention, in which in particular circuit boards were melted by means of a medium. of plasma, more specifically by means of plasma torches, and before melting the printed circuit boards were calcined at a temperature of about 960 degrees. The test showed that at least 35 elements were recovered, including several rare elements that were previously impossible or difficult to recover, such as boron.
§ De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen, doch dergelijke werkwijzen en inrichtingen kunnen volgens verschilende varianten worden gerealiseerd zonder buiten het kader van de huidige uitvinding te treden, De huidige uitvinding is beschreven met betrekking tot het terugwinnen van elementen uit printplaten, doch kan ruimer worden toegepast De uitvinding kan ook worden toegepast voor het terugwinnen van elementen uit andere materialen dan printplaten.§ The present invention is by no means limited to the embodiments described above, but such methods and devices can be realized according to various variants without departing from the scope of the present invention. The present invention has been described in relation to the recovery of elements from printed circuit boards, but can be applied more widely. The invention can also be used for recovering elements from materials other than printed circuit boards.
Claims (1)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1043973A NL1043973B1 (en) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | Method for recovering elements from printed circuit boards and apparatus for carrying out such method |
| PCT/IB2022/052418 WO2022195527A1 (en) | 2021-03-19 | 2022-03-17 | Method for recovering elements from printed circuit boards and device for carrying out such a method |
| EP22711335.4A EP4308738A1 (en) | 2021-03-19 | 2022-03-17 | Method for recovering elements from printed circuit boards and device for carrying out such a method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1043973A NL1043973B1 (en) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | Method for recovering elements from printed circuit boards and apparatus for carrying out such method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1043973B1 true NL1043973B1 (en) | 2022-09-29 |
Family
ID=75340192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1043973A NL1043973B1 (en) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | Method for recovering elements from printed circuit boards and apparatus for carrying out such method |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4308738A1 (en) |
| NL (1) | NL1043973B1 (en) |
| WO (1) | WO2022195527A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100071507A1 (en) * | 2007-11-16 | 2010-03-25 | Jae Chun Lee | Novel pre-treatment process for liberation of metals from waste printed circuit boards using organic solution |
| CN104694759B (en) * | 2015-03-18 | 2017-01-25 | 阙龙翔 | Recycling method of metal-containing powder in waste printed circuit board |
| WO2017077512A1 (en) * | 2015-11-05 | 2017-05-11 | Attero Recycling Pvt. Ltd. | Process for recycling epoxy resins from electronic waste and product thereof |
| CN107058747B (en) * | 2017-05-03 | 2018-07-17 | 中南大学 | The method of oxygen-enriched top blowing copper weld pool collocation processing waste printed circuit board |
| WO2020233104A1 (en) * | 2019-05-22 | 2020-11-26 | 惠州市臻鼎环保科技有限公司 | Recycling method for pcb nitric acid tin-stripping waste liquid |
-
2021
- 2021-03-19 NL NL1043973A patent/NL1043973B1/en active
-
2022
- 2022-03-17 EP EP22711335.4A patent/EP4308738A1/en active Pending
- 2022-03-17 WO PCT/IB2022/052418 patent/WO2022195527A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100071507A1 (en) * | 2007-11-16 | 2010-03-25 | Jae Chun Lee | Novel pre-treatment process for liberation of metals from waste printed circuit boards using organic solution |
| CN104694759B (en) * | 2015-03-18 | 2017-01-25 | 阙龙翔 | Recycling method of metal-containing powder in waste printed circuit board |
| WO2017077512A1 (en) * | 2015-11-05 | 2017-05-11 | Attero Recycling Pvt. Ltd. | Process for recycling epoxy resins from electronic waste and product thereof |
| CN107058747B (en) * | 2017-05-03 | 2018-07-17 | 中南大学 | The method of oxygen-enriched top blowing copper weld pool collocation processing waste printed circuit board |
| WO2020233104A1 (en) * | 2019-05-22 | 2020-11-26 | 惠州市臻鼎环保科技有限公司 | Recycling method for pcb nitric acid tin-stripping waste liquid |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022195527A1 (en) | 2022-09-22 |
| EP4308738A1 (en) | 2024-01-24 |
| WO2022195527A9 (en) | 2023-11-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Park et al. | Massive recycling of waste mobile phones: Pyrolysis, physical treatment, and pyrometallurgical processing of insoluble residue | |
| Zhan et al. | Separating and recycling metals from mixed metallic particles of crushed electronic wastes by vacuum metallurgy | |
| JPH0978151A (en) | Recycle method of valuable metals from scraps | |
| Meng et al. | Separation of metals from metal-rich particles of crushed waste printed circuit boards by low-pressure filtration | |
| NL1043973B1 (en) | Method for recovering elements from printed circuit boards and apparatus for carrying out such method | |
| JP2023063362A (en) | Noble metal recovery method | |
| KR102658327B1 (en) | Methods, devices and systems for processing complex waste sources | |
| KR101569710B1 (en) | Dual type plasma torch system and method for recycle of precious metals in Industrial-and E-waste utilizing the same | |
| JP6888965B2 (en) | How to process recycled materials | |
| CN107083486B (en) | The joint disposal of the waste residue containing precious metal smelting utilizes method | |
| KR20090036003A (en) | Recovery of precious and valuable metal to use pyrolysis-melting | |
| JP2008001917A (en) | Method for recovering noble metal, and recovered noble metal | |
| Shinomiya et al. | Thermodynamics of Formation of Al3Fe Inter-Metallic Compound for Fe Removal from Molten Al–Mg Alloy | |
| CN109073215A (en) | The plasma melting method of processed material processing and plasma furnace for it | |
| JP2012025854A (en) | Liquefying method and apparatus | |
| JP4903753B2 (en) | Method for recovering valuable metals from waste | |
| JP2022135749A (en) | Processing method of waste photovoltaic generation panel | |
| JPH06256863A (en) | Method for recovering metal from circuit board and device therefor | |
| JP2012171858A (en) | Method for melting recovered silicon waste | |
| JP5470727B2 (en) | Resin product disposal method and resin product disposal system | |
| Johnson | Recovery of nickel and vanadium from heavy oil residues using DC plasma smelting | |
| JP6247656B2 (en) | Electric furnace operation method | |
| RU2276196C1 (en) | Method for noble metal recovery | |
| JP3880494B2 (en) | Separation and recovery of precious metals from iron-based incineration ash residues | |
| RU2555294C2 (en) | Brass foundry sludge pyrometallurgical processing method |