WO2000003764A1 - Method for the material decomposition of composites containing artificial resin - Google Patents

Method for the material decomposition of composites containing artificial resin Download PDF

Info

Publication number
WO2000003764A1
WO2000003764A1 PCT/EP1998/004467 EP9804467W WO0003764A1 WO 2000003764 A1 WO2000003764 A1 WO 2000003764A1 EP 9804467 W EP9804467 W EP 9804467W WO 0003764 A1 WO0003764 A1 WO 0003764A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reaction
components
synthetic resin
printed circuit
circuit boards
Prior art date
Application number
PCT/EP1998/004467
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Frank Detlef
Original Assignee
Frank Detlef
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Frank Detlef filed Critical Frank Detlef
Priority to JP2000559898A priority Critical patent/JP2002520196A/en
Priority to AT98941357T priority patent/ATE210482T1/en
Priority to DE59802480T priority patent/DE59802480D1/en
Priority to EP98941357A priority patent/EP1077747B1/en
Priority to PCT/EP1998/004467 priority patent/WO2000003764A1/en
Priority to AU89767/98A priority patent/AU8976798A/en
Publication of WO2000003764A1 publication Critical patent/WO2000003764A1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D3/00Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
    • A62D3/30Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents
    • A62D3/32Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents by treatment in molten chemical reagent, e.g. salts or metals
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D3/00Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
    • A62D3/30Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents
    • A62D3/36Detoxification by using acid or alkaline reagents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2101/00Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
    • A62D2101/20Organic substances

Definitions

  • a printed circuit board is usually equipped with numerous components, from which particularly problematic ones such as batteries, capacitors, rectifiers and mercury switches are removed before refurbishment. This also happens with particularly valuable components such as gold-plated connector strips.
  • the partial denitrification is absolutely necessary for an environmentally compatible recycling or disposal, since at least one coarse shredder is connected upstream in all processes that have been carried out to date. Otherwise it would ner distribution of pollutants and recyclables, which both makes recovery difficult and possible. Chen pollutant release leads. The risk of pollutant emissions could only be reduced by carrying out all process stages in hermetically sealed devices, which is of course expensive.
  • a denatured printed circuit board mainly consists of metal (30% by weight), glass fiber (50% by weight) and polymer resin (20% by weight), so far only the metals have been considered as valuable materials. To recover them, they first have to be enriched and separated from the residues as much as possible. There are several methods for this, which can also be combined with one another.
  • the circuit board is mechanically roughly shredded (shredded) for better handling and freed from ferromagnetic parts by means of a magnetic separator. This is followed by fine grinding, which can be carried out in various ways:
  • PBDD polybrominated aromatic dibenzodioxins
  • PBDF polybrominated dibenzofurans
  • the composite material is broken up by means of ultrasound, whereby material-specific grain size distributions occur. This method is very expensive, but allows the isolation of up to four different metal fractions.
  • the components After crushing, the components are separated according to density, grain size or magnetic or electrical properties. For this purpose, screening and classifying systems as well
  • Magnetic separators eddy current separators and electrostatic separators are used. Loss of valuable materials cannot be prevented because the fine metal particles are distributed over all fractions. The heavy metal-containing dusts, which accumulate in considerable quantities, are particularly problematic because they sometimes reach the lungs and cause health damage.
  • moist printed circuit boards are ground, which both protects the regrind from thermal stress and avoids dust formation.
  • the subsequent recycling is usually carried out using a flotation-like process followed by drying.
  • the metal-rich fraction is further processed by chemical or thermal means. If the precious metal content is above 0.02%, it is worthwhile to refurbish it for precious metal refineries. H ⁇ erb.e ⁇ the precious metals are either leached out with a weakly alkaline cyanide solution and then recovered reductively or thermometallurgically at 1000-
  • the material is introduced into the second stage of the copper production process.
  • the raw copper is removed from the iron in a rotary tube furnace (Peirce Smith converter) with the addition of silicate, forming an iron silicate slag which permanently encloses other heavy metals and is used as a building material (headstemoflaster).
  • the copper is then cleaned electrolytically, the precious metals being found in the anode sludge.
  • the material must be crushed very finely in order to be able to separate the individual components; however, the finer the powder becomes, the more difficult it becomes to separate, since surface effects level out the material differences.
  • the purity of a fraction inevitably affects the yield.
  • the low metal fraction has to be disposed of together with the dust fraction and comprises more than 2/3 of the total. This is usually done by depositing in a normal depot never, although their powder form and the remaining heavy metal contamination actually make disposal at a special, waste landfill or through a special waste incineration plant necessary.
  • Contamination of the metal fraction with polymer and glass poses a problem in all of the workup processes mentioned. As a result, a complex digestion of the material is necessary before the metal can be cleaned electrolytically. In addition, the metal content of the residual fraction prevents its further use or complicates its disposal.
  • US Pat. No. 5,580,905 describes a process for the hydrolytic cleavage of polyesters, specifically polyalkylene terephthalates by means of caustic solutions of alkali metal hydroxides, in which the mixture is heated and the polyester is broken down into the underlying salt and polyol.
  • the reaction basically takes place at temperatures up to the boiling point of the polyol, ie up to approx. 200 ° C, in order to evaporate and separate it.
  • DE-OS 4 001 897 discloses a process for dissolving printed circuit boards (printed circuit boards), in which these are introduced into a melt of alkali hydroxide and alkali oxide with the exclusion of oxygen at temperatures above 400 ° C. By adding oxygen, the alkali oxide is converted into peroxide, which is then converted into the Melt diffused and degrades oxidizable components such as carbon fabric or hydrogen-containing compounds from the boards ⁇ .
  • the melt of alkali hydroxide and alkali oxide is used as a matrix for the oxidation in this working method (column 1 / 25-32) and prevents the occurrence of toxic gases, which would be generated by combustion. As disclosed in column 1 / 29-34, raw material recovery and use is neither possible for the synthetic resin nor for the glass fibers.
  • the object of the invention is now to develop a method that dissolves the material bond between metal, glass and polymer.
  • Metal, glass and polymer fractions to processing their further on ⁇ and thus a significant reduction or substantial avoidance be allowed to be disposed of residual fractions.
  • the invention now relates to a process for the material digestion of composite materials containing synthetic resin, in which the high molecular structure of the synthetic resin is broken down by chemical reaction in melts of alkali metal hydroxides at temperatures above 250.degree.
  • the hydroxides of the alkali metals are preferably NaOH or KOH and particularly preferably mixtures of NaOH and KOH.
  • the proportion of potassium hydroxide is, for example, 3 to 60% by weight, preferably 5 to 20% by weight.
  • the relatively small amount of potassium hydroxide is partly due to the higher price of this substance.
  • the reaction temperatures are generally in the range between 260 and 400 ° C, preferably in the range between 280 and 370 ° C and particularly preferably in the range between 300 and 350 ° C.
  • the choice of the most suitable temperature depends naturally on the type and composition of the starting materials, whereby it should be borne in mind that at higher temperatures both the reaction rate and the risk of thermal formation of undesired degradation products are increased. In general, it is also possible to work at a lower temperature when using potassium hydroxide than when using sodium hydroxide, and when using mixtures of sodium and potassium hydroxide at even lower temperatures.
  • reaction auxiliaries which improve the wettability of the composite material by alkali metal hydroxides, lower the melting point of the alkali metal hydroxides or, under the reaction conditions, have a solvent or swelling capacity for the synthetic resin or its degradation products.
  • Reaction aids that improve the wettability of the composite material include, for example, the
  • Reaction temperatures resistant surfactants into consideration are e.g. B. inorganic salts of alkali, alkaline earth or earth metals or of metals of the fourth group of the periodic table or of metals of the subgroups with strong or weak inorganic acids.
  • B. inorganic salts of alkali, alkaline earth or earth metals or of metals of the fourth group of the periodic table or of metals of the subgroups with strong or weak inorganic acids The use of salts of metals that are already contained in the starting materials can also support the reaction. This also has the advantage that no foreign elements are introduced into the system. As a reaction aid, the one
  • Solvent or swelling capacity for the synthetic resin or its degradation products come, for. B. oligomeric fragments or base of the synthetic resin into consideration, which are stable under the reaction conditions.
  • the synthetic resins are crosslinked or uncrosslinked polymers which contain chemically cleavable functional groups in the main chain, such as polyesters, polyamides, polyethers, polyurethanes, but preferably polyimides such as polyphthalimides and polybimalinimides, polyaramides and polycyanate esters, in particular but epoxy resins.
  • These usually consist of condensation products of bisphenols, such as bisphenol A and bisphenol F, and epichlorohydrin. This list is exemplary and should not be understood as restrictive. Restrictions result from the type of chemical digestion and are obvious to the person skilled in the art.
  • the amount of alkali metal hydroxide used for the digestion can be varied within wide limits. Of course, the amount used in practice must be at least sufficient to ensure that the process is carried out. For example, 50% by weight, based on the proportion of synthetic resin, is sufficient. However, a significantly larger amount of alkali metal hydroxide is expediently used for easier handling.
  • the process is very simple, it can easily be transferred to other composites. It is particularly advantageous to apply the method to composite materials containing metallic components that are common in electrical engineering, such as, for example, but not exclusively, in printed circuit boards, components or production waste in the production of printed circuit boards and components.
  • Components are understood to mean in particular all components that are or can be used on printed circuit boards, such as processors, memory chips, resistors and capacitors. This list is to be understood as an example and not as restrictive. It is useful, but not necessary, that the printed circuit boards and the components thereon are separated before the reaction and, if necessary, completely or partially worked up separately, which can be done by customary methods. The separation can e.g. B.
  • Standard shredder systems can be used to shred composite materials such as printed circuit boards. Since no fine comminution is necessary, no high demands are placed on this sub-process. For the person skilled in the art, the maximum tolerable piece size results from the process requirements of the subsequent stages.
  • the dry comminution of the composite materials according to the prior art also produces dust-like fractions which are separated off and disposed of as filter dusts.
  • the process according to the invention now has the advantage that such dusts can be subjected to digestion by themselves or in combination with the comminuted reaction material. It is a particular advantage of the invention that it is also suitable for working up such dusts which contain flame retardants and / or metals such as are obtained in particular in the comminution of composite materials customary in electrical engineering.
  • reactors can be used for the chemical degradation of the synthetic resin. These are essentially stirred tanks and stirred tank cascades in the case of discontinuous operation, or extruders and extruder cascades, for example a twin-screw extruder in the case of continuous operation.
  • the main advantage of the extruder is the short and defined reaction time. The risk of the formation of thermal degradation products (dioxins and charring) is therefore significantly lower than when using a stirred tank.
  • long dwell times with an extruder cannot be achieved or only with complex extruder cascades.
  • reaction times Examples 1 to 3 which can be achieved with an extruder.
  • the extrusion process is preferred, the twin-screw extruder being particularly suitable on account of the better mixing.
  • the constituents of the composite materials they have to be "separated" from one another after the digestion has taken place, which can be done in the usual way, for example by dry (air sifting / electrostatics) or wet (flotation) methods.
  • dry (air sifting / electrostatics) or wet (flotation) methods In both cases
  • the advantage of the dry process is above all the lower water and energy consumption, while the wet process makes it easier to avoid the emission of dusts.
  • Extraction processes are used to separate the degradation products of the synthetic resin and to recover excess reagent with organic and aqueous solvents. Commercial systems can also be used here. The selection of suitable extraction methods and extraction agents is possible without difficulty for the person skilled in the art.
  • FR-4 class epoxy-based circuit board laminate i.e. i. a flame-retardant product was roughly crushed, the resulting fragments having a size of 20x20 mm and a thickness of 1.6 mm.
  • the shredded laminate was mixed with the same proportion by weight of alkali hydroxide and reacted in a tempered metal bath.
  • the reaction was carried out with NaOH at 340 ° C, according to Example 2 with KOH at 320 ° C and according to Example 3 with a mixture of equal parts by weight of NaOH and KOH at 300 ° C.
  • the reaction was complete in less than 5 minutes with evolution of gas.
  • the resulting gas could be condensed as water.
  • the reaction mixture was cooled and washed with cold water until the wash water was approximately neutral. After separating the degraded polymer and then drying it, the metal and glass fraction could easily be separated from one another.

Abstract

The invention relates to a method for the material decomposition of composites containing artificial resin, characterized in that the high-molecular structure of the artificial resin component is broken down by a chemical reaction with hydroxides of the alkali metals at temperatures above 250 °C and possibly partly or fully reprocessed.

Description

Verfahren zum stofflichen Aufschluß von Kunstharz enthaltenden Verbundwerkstoffen Process for the material digestion of composite materials containing synthetic resin
B e s c h r e i b u n gDescription
EINLEITUNGINTRODUCTION
In Deutschland fallen derzeit jährlich ca. 1,5 Mio. Tonnen Elektronikschrott an, worin etwa 200.000 Tonnen Leiterplattenschrott enthalten sind. Leiterplatten gehören aufgrund ihres komplexen Aufbaus sowie der in ihnen enthalte- nen Schadstoffe zu den verwertungstechnisch problematischsten Bestandteilen des Elektronikschrotts, und die in ihnen enthaltenen Wertstoffe bilden eine noch kaum erschlossene Ressource. Die gängigen Entsorgungsmethoden wie Deponierung oder Verbrennung sind äußerst problematisch, da entweder toxische Schwermetalle wie Kupfer, Zinn oder Blei im Sickerwasser auftreten oder bei der Verbrennung wegen des Gehalts an bromhaltigen Flammschutzmitteln sowohl aggressive Säuren als auch aromatische Dioxine und Furane entstehen können. Für die Rückgewinnung der Metalle aus dem Leiterplattenschrott sind nach den bisher angewendeten Methoden zum Teil aufwendige und umweittechnisch problematische Verfahren notwendig.Around 1.5 million tons of electronic waste are currently generated in Germany every year, which includes around 200,000 tons of printed circuit board scrap. Due to their complex structure and the pollutants they contain, printed circuit boards are among the most problematic components of electronic waste in terms of recycling technology, and the valuable materials they contain form a resource that has hardly been developed yet. The common disposal methods such as landfilling or incineration are extremely problematic, since either toxic heavy metals such as copper, tin or lead occur in the leachate or because of the content of bromine-containing flame retardants, both aggressive acids and aromatic dioxins and furans can be generated during incineration. For the recovery of the metals from the printed circuit board scrap, the previously used methods sometimes require complex and environmentally problematic processes.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Eine Leiterplatte ist in der Regel mit zahlreichen Bauelementen bestückt, von denen besonders problematische wie Batterien, Kondensatoren, Gleichrichter und Quecksilberschalter vor der Aufarbeitung entfernt werden. Dies geschieht auch mit besonders wertvollen Bauelementen wie vergoldeten Steckerlei- sten. Die teilweise Entstückung ist für eine umweltverträgliche Verwertung oder Entsorgung unbedingt notwendig, da bei allen bislang durchgeführten Verfahren zumindest eine Grobzerkleinerung vorgeschaltet ist. Anderenfalls würde es zu ei- ner Verteilung von Schad- und Wertstoffen kommen, welche sowohl die Rückgewinnung erschwert als auch zu einer mögli- . chen Schadstoff-Freisetzung führt. Das Risiko einer Schadstoffemission könnte nur dadurch vermindert werden, daß sämtliche Prozeßstufen in hermetisch abgeschlossenen Vorrichtungen durchgeführt werden, was natürlich aufwendig ist.A printed circuit board is usually equipped with numerous components, from which particularly problematic ones such as batteries, capacitors, rectifiers and mercury switches are removed before refurbishment. This also happens with particularly valuable components such as gold-plated connector strips. The partial denitrification is absolutely necessary for an environmentally compatible recycling or disposal, since at least one coarse shredder is connected upstream in all processes that have been carried out to date. Otherwise it would ner distribution of pollutants and recyclables, which both makes recovery difficult and possible. Chen pollutant release leads. The risk of pollutant emissions could only be reduced by carrying out all process stages in hermetically sealed devices, which is of course expensive.
Gewichtsmäßig sind die Anteile an Bauelementen und entstück- ter Leiterplatte etwa gleich groß (45% : 55%) . Eine vorherige Trennung aller Bauelemente von der Leiterplatte ist sinnvoll, da die Bauelemente etwa 95% des Chroms und 85% des Nickels und Eisens enthalten, während man in der Leiterplatte etwa 80% des Zinns, Kupfers und Bleis findet. In der Regel wird eine solche vollständige Entstückung in der Praxis noch nicht vorgenommen, obwohl die notwendigen Verfahren bekannt sind (DE-PS 42 05 405,In terms of weight, the proportions of components and dismantled circuit board are roughly the same size (45%: 55%). It is advisable to separate all components from the circuit board beforehand, since the components contain about 95% of chromium and 85% of nickel and iron, while around 80% of tin, copper and lead can be found in the circuit board. As a rule, such complete dismantling is not yet carried out in practice, although the necessary methods are known (DE-PS 42 05 405,
DE-OS 41 31 620) . Bei bauelementfreien Leiterplatten handelt es sich daher in der Regel um Produktionsabfälle.DE-OS 41 31 620). Component-free printed circuit boards are therefore usually production waste.
Eine entstückte Leiterplatte besteht hauptsächlich aus Metall (30 Gew.%), Glasfaser (50 Gew.%) und Polymerharz (20 Gew.%), wobei bisher nur die Metalle als Wertstoffe betrachtet werden. Um sie zurückzugewinnen, müssen sie zunächst angereichert und so gut wie möglich von den Reststoffen getrennt werden. Hierzu existieren mehrere Verfahren, die auch miteinander kombiniert werden können.A denatured printed circuit board mainly consists of metal (30% by weight), glass fiber (50% by weight) and polymer resin (20% by weight), so far only the metals have been considered as valuable materials. To recover them, they first have to be enriched and separated from the residues as much as possible. There are several methods for this, which can also be combined with one another.
Nach einer Arbeitsweise wird die Leiterplatte zur besseren Handhabung mechanisch grob zerkleinert (geschreddert) und mittels Magnetabscheider von ferromagnetischen Teilen befreit. Im Anschluß hieran folgt eine Feinzerkleinerung, welche auf verschiedene Arten ausgeführt werden kann:According to one method of operation, the circuit board is mechanically roughly shredded (shredded) for better handling and freed from ferromagnetic parts by means of a magnetic separator. This is followed by fine grinding, which can be carried out in various ways:
Beim Standard-Mahlverfahren kann es durch thermische Belastungen zur Bildung von polybromierten aromatischen Dibenzodioxinen (PBDD) und polybromierten Dibenzofuranen (PBDF) aus dem Flammschutzmittel kommen. Beim Kryo-Mahlverfahren wird bei so tiefen Temperaturen gemahlen, daß das Material versprödet. Dabei wird die , Bildung thermischer Abbauprodukte vermieden. Diesen Vorteilen stehen jedoch höhere Energiekosten gegenüber, wo- bei unerheblich ist, ob die Kühlung direkt, z.B. mit flüssigem Stickstoff, oder indirekt über eine Kältekaskade erfolgt.In the standard grinding process, thermal loads can lead to the formation of polybrominated aromatic dibenzodioxins (PBDD) and polybrominated dibenzofurans (PBDF) from the flame retardant. The cryogenic grinding process involves grinding at temperatures so low that the material becomes brittle. The formation of thermal degradation products is avoided. However, these advantages are offset by higher energy costs, and it is irrelevant whether the cooling takes place directly, for example with liquid nitrogen, or indirectly via a cooling cascade.
Durch teilweise Kühlung wird der Bereich zwischen Nor- mal- und Kryoverfahren abgedeckt.The area between normal and cryogenic processes is covered by partial cooling.
Beim Ultraschall-Verfahren wird das Verbundmaterial mittels Ultraschall zertrümmert, wobei materialspezifische Korngrößenverteilungen auftreten. Dieses Verfahren ist sehr teuer, erlaubt jedoch die Isolierung von bis zu vier verschiedenen Metallfraktionen.In the ultrasound process, the composite material is broken up by means of ultrasound, whereby material-specific grain size distributions occur. This method is very expensive, but allows the isolation of up to four different metal fractions.
Nach der Zerkleinerung werden die Bestandteile nach Dichte, Korngröße oder magnetischen bzw. elektrischen Eigenschaf en getrennt. Hierzu werden Sieb- und Sichtanlagen sowieAfter crushing, the components are separated according to density, grain size or magnetic or electrical properties. For this purpose, screening and classifying systems as well
Magnetscheider, Wirbelstromscheider und elektrostatische Separatoren eingesetzt. Wertstoffverluste sind nicht zu verhindern, da sich die feinen Metallteilchen über alle Fraktionen verteilen. Besonders problematisch sind die in erheblichen Mengen anfallenden schwermetallhaltigen Stäube, da sie teilweise bis in die Lunge gelangen und gesundheitliche Schäden verursachen.Magnetic separators, eddy current separators and electrostatic separators are used. Loss of valuable materials cannot be prevented because the fine metal particles are distributed over all fractions. The heavy metal-containing dusts, which accumulate in considerable quantities, are particularly problematic because they sometimes reach the lungs and cause health damage.
Nach einer anderen Arbeitsweise, dem Naßzerkleinerungs- Verfahren werden feuchte Leiterplatten gemahlen, wodurch sowohl das Mahlgut vor thermischer Belastung geschützt als auch eine Staubentwicklung vermieden wird. Die an- schlies-sende Wertstofftrennung erfolgt gewöhnlich über ein flotationsähnliches Verfahren mit anschließender Trocknung.According to another method of working, the wet comminution process, moist printed circuit boards are ground, which both protects the regrind from thermal stress and avoids dust formation. The subsequent recycling is usually carried out using a flotation-like process followed by drying.
Die metallreiche Fraktion wird auf chemischem oder thermischem Weg weiter aufgearbeitet. Liegt der Edelmetallgehalt über 0,02 %, so lohnt sich die Aufarbeitung für Edelmetallscheideanstalten. Hιerb.eι werden die Edelmetalle entweder mit einer schwach alkalischen Cyanidlosung ausgelaugt und anschließend reduk- tiv zurückgewonnen oder thermometallurgisch bei 1000-The metal-rich fraction is further processed by chemical or thermal means. If the precious metal content is above 0.02%, it is worthwhile to refurbish it for precious metal refineries. Hιerb.eι the precious metals are either leached out with a weakly alkaline cyanide solution and then recovered reductively or thermometallurgically at 1000-
1200 °C im Schachtofen mit Blei extrahiert. Im Anschluß hieran wird das Blei im Treibofen als Bleiglatte wieder entfernt. Die Aufarbeitung erfolgt m beiden Fallen elektrolytisch, und die edelmetallfreien Ruckstande wer- den an Kupferhütten weitergegeben.1200 ° C extracted in the shaft furnace with lead. Following this, the lead is removed again in the blowing furnace as a lead smooth. The processing takes place electrolytically in both cases, and the residues free of precious metals are passed on to copper smelters.
Liegt der Edelmetallgehalt unter 0,02 Gew.%, so wird das Material m die zweite Stufe des Kupferherstellungsprozesses eingeschleust. Hierbei wird das Rohkupfer m einem Drehrohrofen (Peirce Smith Konverter) unter Silikatzusatz vom Eisen befreit, wobei sich eine Eisensilikatschlacke bildet, welche andere Schwermetalle dauerhaft einschließt und als Baumaterial Verwendung findet (Kopfstemoflaster) . Das Kupfer wirα anschließend elektrolytisch gereinigt, wobei sich die Edelmetalle im Anodenschlamm wiederfinden.If the precious metal content is less than 0.02% by weight, the material is introduced into the second stage of the copper production process. Here, the raw copper is removed from the iron in a rotary tube furnace (Peirce Smith converter) with the addition of silicate, forming an iron silicate slag which permanently encloses other heavy metals and is used as a building material (headstemoflaster). The copper is then cleaned electrolytically, the precious metals being found in the anode sludge.
Die chemische Aufarbeitung durch eine Solvolyse des Polymers scheiterte bislang an den langen Reaktionszeiten und den ho- hen Kosten des Verfahrens, ist jedoch sowohl mit konzentrierter Salpetersaure bei Raumtemperatur als auch mit geeigneten Losemitteln bei höheren Temperaturen im Autoklaven möglich.The chemical workup by solvolysis of the polymer has so far failed due to the long reaction times and the high costs of the process, but is possible both with concentrated nitric acid at room temperature and with suitable solvents at higher temperatures in the autoclave.
Alle genannten physikalischen Verfahren weisen die gleichen generellen Zielkonflikte auf. Zum einen muß das Material sehr fein zerkleinert werden, um die einzelnen Komponenten voneinander trennen zu können; doch j e feiner das Pulver wird, um so schwieriger wird seine Trennung, da Oberflacheneffekte die Materialunterschiede nivellieren. Zum anderen geht die Reinheit einer Fraktion zwangsläufig zu Lasten der Ausbeute. Ein weiteres Problem besteht darin, daß die metallarme Fraktion gemeinsam mit der Staubfraktion entsorgt werden muß und mehr als 2/3 der Gesamtmenge umfaßt. Dies geschieht m der Regel durch Ablagerung m einer normalen Depo- nie, obwohl ihre Pulverform und die verbleibende Schwermetallbelastung eigentlich eine Entsorgung auf einer Sonder- , müll-Deponie bzw. durch eine Sondermüllverbrennungsanlage erforderlich machen.All of the physical processes mentioned have the same general conflicting objectives. On the one hand, the material must be crushed very finely in order to be able to separate the individual components; however, the finer the powder becomes, the more difficult it becomes to separate, since surface effects level out the material differences. On the other hand, the purity of a fraction inevitably affects the yield. Another problem is that the low metal fraction has to be disposed of together with the dust fraction and comprises more than 2/3 of the total. This is usually done by depositing in a normal depot never, although their powder form and the remaining heavy metal contamination actually make disposal at a special, waste landfill or through a special waste incineration plant necessary.
Bei allen genannten Aufarbeitungsverfahren stellt die Verunreinigung der Metallfraktion mit Polymer und Glas ein Problem dar. Hierdurch wird ein aufwendiger Aufschluß des Materials notwendig, bevor das Metall elektrolytisch gereinigt werden kann. Außerdem verhindert der Metallgehalt der Restfraktion deren weitere Verwendung bzw. erschwert deren Entsorgung.Contamination of the metal fraction with polymer and glass poses a problem in all of the workup processes mentioned. As a result, a complex digestion of the material is necessary before the metal can be cleaned electrolytically. In addition, the metal content of the residual fraction prevents its further use or complicates its disposal.
In der US-PS 5 580 905 wird ein Verfahren zur hydrolytischen Spaltung von Polyestern, und zwar Polyalkylenterephthalaten mittels kaustischen Lösungen von Alkalihydroxiden beschrieben, bei dem das Gemisch erhitzt und der Polyester zum zugrundeliegenden Salz und Polyol abgebaut wird. Die Reaktion erfolgt grundsätzlich bei Temperaturen bis zum Siedepunkt des Polyols, also bis ca. 200°C, um dieses zu verdampfen und abzutrennen. Die in Spalte 6/30-32 beschriebene Verwendung von pulvrigen oder geschmolzenen Hydroxiden ist im Zusammenhang mit der Gesamtoffenbarung der genannten US-PS zu sehen, nämlich daß hieraus direkt im Reaktionsgemisch die benötigten Lösungen der Alkalihydroxide gebildet werden und daß bei solchen Temperaturen zu arbeiten ist, bei denen das Polyol un- zersetzt verdampft und abdestilliert werden kann. Das in Spalte 4/7-11 ebenfalls beschriebene spätere Erhitzen auf deutlich höhere Temperaturen bezieht sich eindeutig nicht mehr auf den stofflichen Aufschluß des Polyesters, sondern auf die thermische Zersetzung von Verunreinigungen unter Bedingungen, bei denen das Alkaliterephthalat noch stabil ist.US Pat. No. 5,580,905 describes a process for the hydrolytic cleavage of polyesters, specifically polyalkylene terephthalates by means of caustic solutions of alkali metal hydroxides, in which the mixture is heated and the polyester is broken down into the underlying salt and polyol. The reaction basically takes place at temperatures up to the boiling point of the polyol, ie up to approx. 200 ° C, in order to evaporate and separate it. The use of powdery or molten hydroxides described in column 6 / 30-32 is to be seen in connection with the overall disclosure of the US patent mentioned, namely that the required solutions of the alkali metal hydroxides are formed therefrom directly in the reaction mixture and that it is necessary to work at such temperatures , in which the polyol can be evaporated without being decomposed and distilled off. The subsequent heating to significantly higher temperatures also described in column 4 / 7-11 clearly no longer relates to the material pulping of the polyester, but to the thermal decomposition of impurities under conditions in which the alkali terephthalate is still stable.
Weiterhin ist aus der DE-OS 4 001 897 ein Verfahren zur Auflösung von Platinen (Leiterplatten) bekannt, bei dem diese unter Ausschluß von Sauerstoff bei Temperaturen oberhalb von 400°C in eine Schmelze aus Alkalihydroxid und Alkalioxid eingebracht werden. Durch Zugabe von Sauerstoff wird das Alkalioxid in Peroxid umgewandelt, welches anschließend in die Schmelze diffundiert und oxidierbare Bestandteile wie kohlen- stoff- oder wasserstoffhaltige Verbindungen aus den Platinen^ abbaut. Die Schmelze aus Alkalihydroxid und Alkalioxid wird bei dieser Arbeitsweise als Matrix für die Oxidation genutzt (Spalte 1/25-32) und verhindert das Auftreten toxischer Gase, wie sie bei einer Verbrennung entstehen würden. Wie in Spalte 1/29-34 offenbart, ist eine rohstoffliche Rückgewinnung und Nutzung weder für das Kunstharz noch für die Glasfasern möglich.Furthermore, DE-OS 4 001 897 discloses a process for dissolving printed circuit boards (printed circuit boards), in which these are introduced into a melt of alkali hydroxide and alkali oxide with the exclusion of oxygen at temperatures above 400 ° C. By adding oxygen, the alkali oxide is converted into peroxide, which is then converted into the Melt diffused and degrades oxidizable components such as carbon fabric or hydrogen-containing compounds from the boards ^. The melt of alkali hydroxide and alkali oxide is used as a matrix for the oxidation in this working method (column 1 / 25-32) and prevents the occurrence of toxic gases, which would be generated by combustion. As disclosed in column 1 / 29-34, raw material recovery and use is neither possible for the synthetic resin nor for the glass fibers.
ERFINDUNGINVENTION
Aufgabe der Erfindung ist nun die Entwicklung eines Verfahrens, das den stofflichen Verbund zwischen Metall, Glas und Polymer auflöst. Durch die Isolierung von weitgehend reinenThe object of the invention is now to develop a method that dissolves the material bond between metal, glass and polymer. By isolating largely pure
Metall-, Glas- und Polymer-Fraktionen soll deren weitere Auf¬ arbeitung und damit eine wesentliche Reduktion oder eine weitgehende Vermeidung von zu entsorgenden Restfraktionen ermöglicht werden.Metal, glass and polymer fractions to processing their further on ¬ and thus a significant reduction or substantial avoidance be allowed to be disposed of residual fractions.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zum stofflichen Aufschluß von Kunstharz enthaltenden Verbundwerkstoffen, bei dem die hochmolekulare Struktur des Kunstharzes durch chemische Reaktion in Schmelzen von Alkalimetallhydroxiden bei Temperaturen oberhalb von 250° C abgebaut wird.The invention now relates to a process for the material digestion of composite materials containing synthetic resin, in which the high molecular structure of the synthetic resin is broken down by chemical reaction in melts of alkali metal hydroxides at temperatures above 250.degree.
Bei den Hydroxiden der Alkalimetalle handelt es sich bevorzugt um NaOH oder KOH und besonders bevorzugt um Gemische aus NaOH und KOH. In derartigen Gemischen beträgt der Anteil an Kaliumhydroxid zum Beispiel 3 bis 60 Gew.%, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.%. Die verhältnismäßig geringe Menge des Kaliumhydroxids ist unter anderem auch durch den höheren Preis dieses Stoffes bedingt.The hydroxides of the alkali metals are preferably NaOH or KOH and particularly preferably mixtures of NaOH and KOH. In such mixtures, the proportion of potassium hydroxide is, for example, 3 to 60% by weight, preferably 5 to 20% by weight. The relatively small amount of potassium hydroxide is partly due to the higher price of this substance.
Die Reaktionstemperaturen liegen im allgemeinen im Bereich zwischen 260 und 400 °C, bevorzugt im Bereich zwischen 280 und 370 °C und besonders bevorzugt im Bereich zwischen 300 und 350 °C. Die Auswahl der geeignetsten Temperatur hängt naturgemäß von der Art und Zusammensetzung der Ausgangsmaterialien ab, wobei zu bedenken ist, daß bei höheren Temperaturen sowohl die Reaktionsgeschwindigkeit als auch die Gefahr der thermischen Bildung unerwünschter Abbauprodukte gestei- gert wird. Im allgemeinen kann auch innerhalb der genannten Temperaturbereiche bei der Verwendung von Kaliumhydroxid bei einer niedrigeren Temperatur gearbeitet werden als bei der von Natriumhydroxid, und bei der Verwendung von Gemischen von Natrium- und Kaliumhydroxid bei noch niedrigeren Temperatu- ren.The reaction temperatures are generally in the range between 260 and 400 ° C, preferably in the range between 280 and 370 ° C and particularly preferably in the range between 300 and 350 ° C. The choice of the most suitable temperature depends naturally on the type and composition of the starting materials, whereby it should be borne in mind that at higher temperatures both the reaction rate and the risk of thermal formation of undesired degradation products are increased. In general, it is also possible to work at a lower temperature when using potassium hydroxide than when using sodium hydroxide, and when using mixtures of sodium and potassium hydroxide at even lower temperatures.
Die Reaktion kann durch die Verwendung von Reaktionshilfsmitteln unterstützt werden, welche die Benetzbarkeit des Verbundwerkstoffes durch Alkalimetallhydroxide verbessern, den Schmelzpunkt der Alkalimetllhydroxide senken oder unter den Reaktionsbedingungen ein Löse- oder Quellvermögen für das Kunstharz oder dessen Abbauprodukte besitzen.The reaction can be supported by the use of reaction auxiliaries which improve the wettability of the composite material by alkali metal hydroxides, lower the melting point of the alkali metal hydroxides or, under the reaction conditions, have a solvent or swelling capacity for the synthetic resin or its degradation products.
Als Reaktionshilfsmittel, die die Benetzbarkeit des Verbund- Werkstoffes verbessern, kommen zum Beispiel bei denReaction aids that improve the wettability of the composite material include, for example, the
Reaktionstemperaturen beständige Tenside in Betracht. Solche, die den Schmelzpunkt der Alkalimetallhydroxide senken, sind z. B. anorganische Salze von Alkali-, Erdalkali- oder Erdme- tallen oder von Metallen der vierten Gruppe des Periodischen Systems oder von Metallen der Nebengruppen mit starken oder schwachen anorganischen Säuren. Die Verwendung von Salzen von Metallen, die bereits in den Ausgangsmaterialien enthalten sind, kann auch für die Reaktion unterstützend wirken. Dies hat außerdem den Vorteil, daß keine Fremdelemente in das Sy- stem eingebracht werden. Als Reaktionshilfsmittel, die einReaction temperatures resistant surfactants into consideration. Those that lower the melting point of the alkali metal hydroxides are e.g. B. inorganic salts of alkali, alkaline earth or earth metals or of metals of the fourth group of the periodic table or of metals of the subgroups with strong or weak inorganic acids. The use of salts of metals that are already contained in the starting materials can also support the reaction. This also has the advantage that no foreign elements are introduced into the system. As a reaction aid, the one
Löse- oder Quellvermögen für das Kunstharz oder dessen Abbauprodukte besitzen, kommen z. B. oligomere Bruchstücke bzw. Grundkörper der Kunstharze in Betracht, die unter den Reaktionsbedingungen beständig sind. Für den Fall des Aufschlusses von epoxidharzhaltigen Ausgangsmaterialen kommen beispielsweise die phenolischen Grundkörper Bisphenol A und F (4,4' Diphenylol-2, 2-propan bzw. -methan) in Betracht. Bei den Kunstharzen handelt es sich um vernetzte oder unver- netzte Polymere, welche in der Hauptkette chemisch spaltbare funktionelle Gruppen enthalten, wie Polyester, Polyamide, Polyether, Polyurethane, bevorzugt aber Polyimide wie Polyphthalimide und Poly-bimalinimide, Polyaramide und Poly- cyanatester, insbesondere aber Epoxidharze. Diese bestehen in der Regel aus Kondensationsprodukten von Bisphenolen, wie Bisphenol A und Bisphenol F, und Epichlorhydrin. Diese Aufzählung ist beispielhaft und nicht einschränkend zu verste- hen. Einschränkungen ergeben sich aus der Art des chemischen Aufschlusses und sind für den Fachmann offensichtlich.Solvent or swelling capacity for the synthetic resin or its degradation products come, for. B. oligomeric fragments or base of the synthetic resin into consideration, which are stable under the reaction conditions. For the digestion of epoxy resin-containing starting materials, for example, the phenolic bases bisphenol A and F (4,4 'diphenylol-2, 2-propane or -methane) come into consideration. The synthetic resins are crosslinked or uncrosslinked polymers which contain chemically cleavable functional groups in the main chain, such as polyesters, polyamides, polyethers, polyurethanes, but preferably polyimides such as polyphthalimides and polybimalinimides, polyaramides and polycyanate esters, in particular but epoxy resins. These usually consist of condensation products of bisphenols, such as bisphenol A and bisphenol F, and epichlorohydrin. This list is exemplary and should not be understood as restrictive. Restrictions result from the type of chemical digestion and are obvious to the person skilled in the art.
Die zum Aufschluß verwendete Menge an Alkalimetallhydroxid kann in weiten Grenzen variiert werden. Natürlich muß die in der Praxis angewandte Menge mindestens ausreichend sein, um eine Durchführung des Verfahrens zu gewährleisten. Beispielsweise reichen aber schon 50 Gew.%, bezogen auf den Kunstharzanteil aus. Zweckmäßig wird aber zwecks leichterer Handhabung eine deutlich größere Menge Alkalimetallhydroxid verwendet.The amount of alkali metal hydroxide used for the digestion can be varied within wide limits. Of course, the amount used in practice must be at least sufficient to ensure that the process is carried out. For example, 50% by weight, based on the proportion of synthetic resin, is sufficient. However, a significantly larger amount of alkali metal hydroxide is expediently used for easier handling.
Da das Verfahren sehr einfach ist, kann es leicht auf andere Verbundwerkstoffe übertragen werden. Besonders vorteilhaft ist die Anwendung des Verfahrens auf metallische Komponenten enthaltende, in der Elektrotechnik übliche Verbundwerkstoffe, wie sie beispielsweise, aber nicht ausschließlich in Leiterplatten, Bauelementen oder Produktionsabfällen bei der Herstellung von Leiterplatten und Bauelementen vorliegen. Unter Bauelementen werden dabei insbesondere alle Bauteile verstanden, die auf Leiterplatten benutzt werden oder benutzt werden können, wie Prozessoren, Speicherchips, Widerstände und Kondensatoren. Diese Aufzählung ist beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen. Hierbei ist es sinnvoll, aber nicht notwendig, daß die Leiterplatten und die darauf befindlichen Bauelemente vor der Reaktion getrennt und gegebenenfalls ganz oder zum Teil gesondert aufgearbeitet werden, was nach üblichen Verfahren geschehen kann. Die Trennung kann z. B. nach chemischen (Zinn/Blei-Strippen), thermischen (Entlöten) und mechanischen ("Abhobeln") Verfahren erfolgen. Für die Zerkleinerung der Verbundwerkstoffe wie Leiterplatten können handelsübliche Schredderanlagen eingesetzt werden. Da keine Feinzerkleinerung notwendig ist, wird an diesen Teilprozeß keine hohe Anforderung gestellt. Die maximal tole- rierbare Stückgröße ergibt sich für den Fachmann aus den Verfahrensanforderungen der Folgestufen.Because the process is very simple, it can easily be transferred to other composites. It is particularly advantageous to apply the method to composite materials containing metallic components that are common in electrical engineering, such as, for example, but not exclusively, in printed circuit boards, components or production waste in the production of printed circuit boards and components. Components are understood to mean in particular all components that are or can be used on printed circuit boards, such as processors, memory chips, resistors and capacitors. This list is to be understood as an example and not as restrictive. It is useful, but not necessary, that the printed circuit boards and the components thereon are separated before the reaction and, if necessary, completely or partially worked up separately, which can be done by customary methods. The separation can e.g. B. by chemical (tin / lead stripping), thermal (desoldering) and mechanical ("planing") procedures. Standard shredder systems can be used to shred composite materials such as printed circuit boards. Since no fine comminution is necessary, no high demands are placed on this sub-process. For the person skilled in the art, the maximum tolerable piece size results from the process requirements of the subsequent stages.
Bei der trockenen Zerkleinerung der Verbundwerkstoffe gemäß dem Stand der Technik entstehen bekanntlich auch staubförmige Anteile, die als Filterstäube abgetrennt und entsorgt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet nun den Vorteil, daß derartige Stäube für sich oder in Kombination mit dem zerkleinerten Reaktionsgut dem Aufschluß unterworfen werden können. Es ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, daß sie auch für die Aufarbeitung von solchen Stäuben geeignet ist, die Flammschutzmittel und/oder Metalle enthalten, wie sie insbesondere bei der Zerkleinerung von in der Elektrotechnik üblichen Verbundwerkstoffen anfallen.As is known, the dry comminution of the composite materials according to the prior art also produces dust-like fractions which are separated off and disposed of as filter dusts. The process according to the invention now has the advantage that such dusts can be subjected to digestion by themselves or in combination with the comminuted reaction material. It is a particular advantage of the invention that it is also suitable for working up such dusts which contain flame retardants and / or metals such as are obtained in particular in the comminution of composite materials customary in electrical engineering.
Für den chemischen Abbau des Kunstharzes können handelsübliche Reaktoren eingesetzt werden. Hierbei handelt es sich im wesentlichen um Rührkessel und Rührkesselkaskaden bei diskontinuierlicher, oder um Extruder und Extruderkaskaden, z.B. einem Zweischneckenextruder bei kontinuierlicher Ar- beitsweise. Der wesentliche Vorteil des Extruders liegt in der kurzen und definierten Reaktionszeit. Die Gefahr der Bildung thermischer Abbauprodukte (Dioxine und Verkohlungen) ist daher wesentlich geringer als bei der Verwendung eines Rührkessels. Andererseits sind lange Verweilzeiten mit einem Ex- truder nicht oder nur durch aufwendige Extruderkaskaden zu realisieren. Versuche ergaben Reaktionszeiten (Beispiele 1 bis 3) , welche sich mit einem Extruder erreichen lassen. Da auch die Reinigung des Reaktionsraumes beim Extruder einfacher und bei kontinuierlicher Arbeitsweise nicht mehr notwen- dig ist, ist der Extrusionsprozess bevorzugt, wobei aufgrund der besseren Durchmischung der Zweischneckenextruder besonders geeignet ist. Um die Bestandteile der Verbundwerkstoffe wiederverwerten zu können, müssen sie nach erfolgtem Aufschluß voneinander ge-" trennt werden, was in üblicher Weise erfolgen kann, z. B. nach trockenen (Windsichten/Elektrostatik) oder nassen (Flotation) Verfahren. In beiden Fällen ist der Einsatz handelsüblicher Anlagen möglich. Der Vorteil der trockenen Verfahren besteht vor allem im geringeren Wasser- und Energieverbrauch, während bei dem nassen Verfahren die Emission von Stäuben einfacher zu vermeiden ist. Für die Abtrennung der Abbauprodukte des Kunstharzes und die Rückgewinnung von überschüssigem Reagenz sind Extraktionsprozesse mit organischen und wäßrigen Lösemitteln bevorzugt. Auch hierbei können handelsübliche Anlagen verwendet werden. Die Auswahl geeigneter Extraktionsverfahren und Extraktionsmittel ist für den Fach- mann ohne Schwierigkeiten möglich.Commercially available reactors can be used for the chemical degradation of the synthetic resin. These are essentially stirred tanks and stirred tank cascades in the case of discontinuous operation, or extruders and extruder cascades, for example a twin-screw extruder in the case of continuous operation. The main advantage of the extruder is the short and defined reaction time. The risk of the formation of thermal degradation products (dioxins and charring) is therefore significantly lower than when using a stirred tank. On the other hand, long dwell times with an extruder cannot be achieved or only with complex extruder cascades. Experiments have shown reaction times (Examples 1 to 3) which can be achieved with an extruder. Since the cleaning of the reaction chamber in the extruder is also simpler and is no longer necessary in the case of continuous operation, the extrusion process is preferred, the twin-screw extruder being particularly suitable on account of the better mixing. In order to be able to recycle the constituents of the composite materials, they have to be "separated" from one another after the digestion has taken place, which can be done in the usual way, for example by dry (air sifting / electrostatics) or wet (flotation) methods. In both cases The advantage of the dry process is above all the lower water and energy consumption, while the wet process makes it easier to avoid the emission of dusts. Extraction processes are used to separate the degradation products of the synthetic resin and to recover excess reagent with organic and aqueous solvents. Commercial systems can also be used here. The selection of suitable extraction methods and extraction agents is possible without difficulty for the person skilled in the art.
BEISPIELE 1 BIS 3EXAMPLES 1 TO 3
Ein unbestücktes, d. i. von Bauelementen freiesA bare, i.e. i. free of components
Leiterplattenlaminat auf Epoxidharzbasis der Klasse FR-4, d. i. ein flammwidrig ausgerüstetes Produkt, wurde grob zerkleinert, wobei die entstehenden Bruchstücke eine Größe von 20x20 mm bei einer Dicke von 1,6 mm aufwiesen. Das zer- kleinerte Laminat wurde mit dem gleichen Gewichtsanteil an Alkalihydroxid versetzt und in einem temperierten Metallbad umgesetzt. Gemäß Beispiel 1 wurde mit NaOH bei 340° C, gemäß Beispiel 2 mit KOH bei 320° C und gemäß Beispiel 3 mit einem Gemisch von gleichen Gewichtsteilen NaOH und KOH bei 300° C umgesetzt. Die Reaktion war jeweils in weniger als 5 Minuten unter Gasentwicklung beendet. Das entstandene Gas konnte als Wasser kondensiert werden. Nach beendeter Reaktion wurde das Reaktionsgemisch abgekühlt und mit kaltem Wasser gewaschen, bis das Waschwasser etwa neutral war. Nach Abtrennung des ab- gebauten Polymers und anschließender Trocknung konnten Metall und Glasfraktion einfach voneinander getrennt werden. FR-4 class epoxy-based circuit board laminate, i.e. i. a flame-retardant product was roughly crushed, the resulting fragments having a size of 20x20 mm and a thickness of 1.6 mm. The shredded laminate was mixed with the same proportion by weight of alkali hydroxide and reacted in a tempered metal bath. According to Example 1, the reaction was carried out with NaOH at 340 ° C, according to Example 2 with KOH at 320 ° C and according to Example 3 with a mixture of equal parts by weight of NaOH and KOH at 300 ° C. The reaction was complete in less than 5 minutes with evolution of gas. The resulting gas could be condensed as water. After the reaction was complete, the reaction mixture was cooled and washed with cold water until the wash water was approximately neutral. After separating the degraded polymer and then drying it, the metal and glass fraction could easily be separated from one another.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e P a t e n t a n s r u c h e
Verfahren zum stofflichen Aufschluß von Kunstharz enthaltenden Verbundwerkstoffen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die hochmolekulare Struktur des Kunstharzanteils durch chemische Reaktion mit Hydroxiden der Alkalimetalle bei Temperaturen oberhalb von 250° C, zweckmäßig bei Temperaturen zwischen 260 und 400° C, bevorzugt im Bereich zwischen 280 und 370° C, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 300 und 350° C abgebaut wird.Process for the material digestion of composite materials containing synthetic resin, characterized in that the high molecular structure of the synthetic resin portion by chemical reaction with hydroxides of the alkali metals at temperatures above 250 ° C, advantageously at temperatures between 260 and 400 ° C, preferably in the range between 280 and 370 ° C, particularly preferably in the range between 300 and 350 ° C.
Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Hydroxid der Alkalimetalle NaOH oder KOH, bevorzugt aber Gemische aus NaOH und KOH verwendet werden.The method of claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that NaOH or KOH, but preferably mixtures of NaOH and KOH are used as the hydroxide of the alkali metals.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Reaktionshilfsmittel verwendet werden, welche die Benetzbarkeit des Verbundwerkstoffes durch Alkali- metallhydroxide verbessern, den Schmelzpunkt der3. The method according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that reaction aids are used which improve the wettability of the composite material by alkali metal hydroxides, the melting point of
Alkalimetallhydroxide senken oder unter den Reaktionsbedingungen ein Lösevermögen für das Kunstharz oder dessen Abbauprodukte besitzen.Lower alkali metal hydroxides or, under the reaction conditions, have a solvency for the synthetic resin or its degradation products.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß es sich bei den Kunstharzen um vernetzte oder unvernetzte Polymere handelt, welche in der Hauptkette chemisch spaltbare funktioneile Gruppen enthalten wie Polyester, Polyamide, Polyether, Polyurethane, vorzugsweise Polyimide, Polyaramide und Polycyanatester und insbesondere Epoxidharze. 4. The method according to one or more of claims 1-3, characterized in that the synthetic resins are crosslinked or uncrosslinked polymers which contain chemically cleavable functional groups in the main chain, such as polyesters, polyamides, polyethers, polyurethanes, preferably polyimides, polyaramides and polycyanate esters and especially epoxy resins.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Verbundwerkstoff metallische Komponenten enthält.5. The method according to one or more of claims 1-4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the composite material contains metallic components.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Ausgangsmaterial ein in der Elektrotechnik üblicher Verbundwerkstoff ist und insbesondere aus Leiterplatten, Bauelementen oder Produktionsabfall bei der Herstellung von Leiterplatten oder Bauelementen besteht, wobei vorzugsweise die Leiterplatten und die darauf befindlichen Bauelemente vor der Reaktion getrennt werden.6. The method according to one or more of claims 1-5, characterized in that the starting material is a composite material customary in electrical engineering and in particular consists of printed circuit boards, components or production waste in the manufacture of printed circuit boards or components, preferably the printed circuit boards and those located thereon Components are separated before the reaction.
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Ausgangsmaterial aus bei der Zerkleinerung anfallenden Stäuben besteht oder solche enthält, insbesondere solche, die Flammschutzmittel und/oder Metalle enthalten.7. The method according to claim 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the starting material consists of dusts resulting from the comminution or contains such, especially those containing flame retardants and / or metals.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Reaktion diskontinuierlich in einem Rührkessel, bevorzugt in einer Rührkesselkaskade, oder kontinuierlich in einem Extruder oder einer Extruderkaskade, bevorzugt in einem Zweischneckenextruder durchgeführt wird.8. The method according to one or more of claims 1-7, that the reaction is carried out batchwise in a stirred tank, preferably in a stirred tank cascade, or continuously in an extruder or an extruder cascade, preferably in a twin-screw extruder.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Menge des Alkalimetallhydroxids mindestens 50 Gew.%, bezogen auf den Kunstharzanteil beträgt.9. The method according to one or more of claims 1-8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the amount of alkali metal hydroxide is at least 50 wt.%, Based on the synthetic resin content.
10. Weitere Ausgestaltung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Bestandteile der Verbundwerkstoffe nach der Reaktion voneinander getrennt und gegebenenfalls teilweise oder ganz aufgearbeitet werden. 10. A further embodiment of the method according to one or more of claims 1 to 9, that the components of the composite materials are separated from one another after the reaction and, if appropriate, are partially or completely worked up.
PCT/EP1998/004467 1998-07-17 1998-07-17 Method for the material decomposition of composites containing artificial resin WO2000003764A1 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000559898A JP2002520196A (en) 1998-07-17 1998-07-17 Method for decomposing composite material containing synthetic resin
AT98941357T ATE210482T1 (en) 1998-07-17 1998-07-17 METHOD FOR THE MATERIAL DISSOLUTION OF COMPOSITE MATERIALS CONTAINING PLASTIC RESINS
DE59802480T DE59802480D1 (en) 1998-07-17 1998-07-17 METHOD FOR DEGREASING THE COMPOSITIONS CONTAINING RESIN
EP98941357A EP1077747B1 (en) 1998-07-17 1998-07-17 Method for the material decomposition of composites containing artificial resin
PCT/EP1998/004467 WO2000003764A1 (en) 1998-07-17 1998-07-17 Method for the material decomposition of composites containing artificial resin
AU89767/98A AU8976798A (en) 1998-07-17 1998-07-17 Method for the material decomposition of composites containing artificial resin

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP1998/004467 WO2000003764A1 (en) 1998-07-17 1998-07-17 Method for the material decomposition of composites containing artificial resin

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2000003764A1 true WO2000003764A1 (en) 2000-01-27

Family

ID=8167006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP1998/004467 WO2000003764A1 (en) 1998-07-17 1998-07-17 Method for the material decomposition of composites containing artificial resin

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1077747B1 (en)
JP (1) JP2002520196A (en)
AT (1) ATE210482T1 (en)
AU (1) AU8976798A (en)
DE (1) DE59802480D1 (en)
WO (1) WO2000003764A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1437378A1 (en) * 2003-01-09 2004-07-14 Electricité de France Process for the valorization of waste epoxy resin materials

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010050153B4 (en) * 2010-11-02 2012-10-25 Adam Handerek Reactor and method for at least partially decomposing and / or cleaning plastic material
DE102010050152B4 (en) * 2010-11-02 2016-02-11 Adam Handerek Reactor and method for at least partial decomposition, in particular depolymerization, and / or cleaning of plastic material

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0070789A2 (en) * 1981-07-20 1983-01-26 CIRTA Centre International de Recherches et de Technologies Appliquées Method of destroying compounds based on organic materials containing sulphur and/or halogens and/or toxic metals, and applications of said method
DE4001897A1 (en) * 1990-01-21 1991-07-25 Atp Arbeit Tech Photosynthese Disposal of scrap circuit boards - by dissolving in melt of alkali hydroxide and alkali oxide and adding oxygen to form peroxide(s) for controlled oxidn. of binder
EP0554761A1 (en) * 1992-02-04 1993-08-11 MENGES, Georg, Prof. Dr.-Ing. Process for recycling of polymeric materials
EP0693305A1 (en) * 1994-07-21 1996-01-24 Rockwell International Corporation Molten salt destruction of composite materials

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0070789A2 (en) * 1981-07-20 1983-01-26 CIRTA Centre International de Recherches et de Technologies Appliquées Method of destroying compounds based on organic materials containing sulphur and/or halogens and/or toxic metals, and applications of said method
DE4001897A1 (en) * 1990-01-21 1991-07-25 Atp Arbeit Tech Photosynthese Disposal of scrap circuit boards - by dissolving in melt of alkali hydroxide and alkali oxide and adding oxygen to form peroxide(s) for controlled oxidn. of binder
EP0554761A1 (en) * 1992-02-04 1993-08-11 MENGES, Georg, Prof. Dr.-Ing. Process for recycling of polymeric materials
EP0693305A1 (en) * 1994-07-21 1996-01-24 Rockwell International Corporation Molten salt destruction of composite materials

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1437378A1 (en) * 2003-01-09 2004-07-14 Electricité de France Process for the valorization of waste epoxy resin materials

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002520196A (en) 2002-07-09
DE59802480D1 (en) 2002-01-24
AU8976798A (en) 2000-02-07
ATE210482T1 (en) 2001-12-15
EP1077747A1 (en) 2001-02-28
EP1077747B1 (en) 2001-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102191383B (en) Treatment method for waste printed circuit board
EP3746576A1 (en) Method for recycling lithium batteries
EP0652811B1 (en) Process for the recovery of raw materials from presorted collected waste, especially scrap electrochemical batteries and accumulators
EP1727629B1 (en) Method of processing multicomponent, composite and combined materials and use of so separated components
EP0403695A1 (en) Process and plant for recycling scrap appliances
EP2376597B1 (en) Method for treating waste
EP1725345B9 (en) Use of liquid crystal displays and method for the use thereof
DE102008026416A1 (en) Process and plant for the treatment of plastic waste
EP0244901B1 (en) Process for working up small batteries
EP1077747B1 (en) Method for the material decomposition of composites containing artificial resin
DE102010011937B4 (en) Process for comminuting electronic waste and technical glass for recycling
DE2916203A1 (en) METHOD FOR TREATING FLAMMABLE, SOLID, RADIOACTIVE WASTE
DE19712521C2 (en) Process for the material digestion of composite materials containing synthetic resin and metallic components
DE10206347A1 (en) Phosphorus compound recovery from incineration residues of sludge, animal or other bio-wastes involves dissolution of the phosphates in diluted mineral acid and gives by-products useful in building materials
EP1107938B1 (en) Recycling of thermosetting materials
CN101612668A (en) The technology of synthesizing nano-silver by supercritical water treated scrap printed circuit board
DE19605242A1 (en) Process for producing pure metallic lead from used batteries
DE102023201762A1 (en) Process and system for extracting graphite
DE19522064C2 (en) Method and device for recovering metals from electronic waste
DE2825266A1 (en) Recovery of lead from scrap accumulators - includes melting process in which crushed organic accumulator casings form the fuel (OE 15.8.79)
EP0554761A1 (en) Process for recycling of polymeric materials
EP0942070A1 (en) Recovery of metal values from polyester circuit boards by treatment in alkaline solutions of higher alcohols
DE4432299C2 (en) Process for the treatment of aluminum salt slags
DE212020000667U1 (en) Two-stage dross treatment
EP0576416A1 (en) Process for producing aluminium

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY CA CH CN CU CZ DE DK EE ES FI GB GE GH GM HU ID IL IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MD MG MK MN MW MX NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT UA UG US UZ VN YU ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW SD SZ UG ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG CI CM GA GN GW ML MR NE SN TD TG

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1998941357

Country of ref document: EP

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

ENP Entry into the national phase

Ref country code: JP

Ref document number: 2000 559898

Kind code of ref document: A

Format of ref document f/p: F

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1998941357

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09743833

Country of ref document: US

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1998941357

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA