DD273229A1 - Verfahren und vorrichtung zur metallrueckgewinnung von metallkaschierten schichtstoffplattenabfaellen - Google Patents

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Metallrueckgewinnung von metallkaschierten Schichtstoffplattenabfaellen, insbesondere von kupferkaschierten Halbzeugen und Leiterplattenabfaellen. Die erfindungsgemaesse Loesung soll es ermoeglichen, die Metallrueckgewinnung mit moeglichst geringem Aufwand an Energie, Arbeitszeit und Material durchzufuehren und dabei gleichzeitig die Umweltbelastung durch Schadstoffe zu reduzieren. Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Vorrichtungen zur Metallrueckgewinnung von metallkaschierten Schichtstoffplattenabfaellen zu schaffen, das es gestattet, die Metallfolie durch mechanische Abtragung und entsprechende Nachbehandlung in einer huettenmaessig aufbereiteten Konzentration zurueckzugewinnen. Das wird dadurch realisiert, dass die Abfallstreifen mit Hilfe von entsprechenden Fuehrungs- und Transporteinrichtungen einem Schleuder- oder Druckstrahl mit Hartgusskies, Stahlgussschrot oder Stahldrahtkorn ausgesetzt werden, so dass die Metallfolie zerschlagen wird. Die anfallenden Metallteile werden anschliessend vom Strahlmittel und den Schichtstoffpartikeln getrennt und koennen somit ohne eine weitere Nachbehandlung in die Metallschmelze ueberfuehrt werden. Mit Hilfe bekannter Zerkleinerungsanlagen koennen die verbleibenden Schichtstoffstreifen anschliessend zu Fuellstoff zermahlen werden.

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Metallrückgewinnung von metallkaschierten Schichtstoffplattenabfäilen, insbesondere von kupferkaschierten Halbzeugen und Leiterplattanabfällen. Metallkaschierte Schichtstoffplatten werden durch Pressen von Schichtstoffen, in denen sich das Polymer im teilvernetzten Zustand befindet, mit den auf den Oberflächen aufgelegten Metailschichten hergestellt. Dieser Vorgang erfolgt unter hohem Druck und boi Temperaturen, die über dem Erweichungspunkt des Polymeren liegt. Der Prozeß ist gekennzeichnet durch ein Fortschreiten der Vernetzung des Polymoren unter einer Verbundbildung zwischen Metallschicht und Schichtstoff. Da die Temperatur während des Press§ns über dem Erweichungspunkt des Polymeren liegt, kommt es zu dessen Fließen. Der

Polymerfluß ist u.a. abhängig von den geometrischen Abmessungen der Presse und vom Polymeranteil im Schichtstoff. Der Polymerfluß ist erforderlich, um weitgehend gleiche Eigenschaften über einen großen Schlchtstoffplattenquerschnitt zu sichern. Aus diesem Grunde werden auch die Formate der Einsatzmaterialinn Metallschicht und Schichtstoff größer gewählt, als das zu fertigende Nominalmaß der Schichtstoffplatten.

Aus den obengenannten Gründen ist der beim Preßvorgang auftretende Polyme raustrieb sowohl in Mengo als tuch in Verteilung über die Fläche sehr unterschiedlich, so daß sich ein Besäumen der SchichtstotfDlatten erforderlich macht. Die dabei entstehenden Streifen sind sowohl in ihrer Zusammensetzung in bezug auf Anteile Metall und Anteile Schichtstoff als auch in der geometrischen Form, hervorgerufen durch den ungleichmäßigen Polymeraustrieb im Schichtstoff, sehr unterschiedlich. Der Anteil solcher Besäumstreifen an d6r Gesamtfläche der Schichtstoffplatte beträgt oft mehr als 10%. Eine Deponierung dieser Materialien stellt aufgrund ihrer verhältnismäßig großen Menge eine hohe Umweltbelastung dar. Auch aus ökonomischer Sicht ist diese Praxis nicht vertretbar, da aor Anteil an wiederverv/ettbarem Metall sehr hoch ist. Das Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung erstreckt sich deshalb auf Bereiche, in denen metallkaschierte Schichtstoffplattenabfälle auftreten und einer Aufbereitung bedürfen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß aus metallkaschierten Schichtstoffplattenabfällen, die beim Besäumen dieser Platten zn formatiertem Material anfallen, sowin aus metallkaschierten Schichtstoff platten und Leiterplatten, die mit solchen Mängeln behaftet sind, daß eine Weiterverarbettung nicht möglich ist, mittels chemischer Verfahren Metall durch Anwendung eines Ätzmittels zurückgewonnen werden kann. In Abhängigkeit vom eingesetzten Ätzmittel ei folgt die Metallrückgewinnung aus der Ätzlösung in Form eines r letalloxidhaltigen Konzentrats, das unter Wärmeeinwirkung nach Auswaschen und Auflösen in H₂SO₄ als Metallieferant dient. Bei diesem Verfahren fallen verhältnismäßig viele giftige Schadstoffe an, die in zusätzlichen Prozeßschritten abgebaut werden müssen. Die beim Ätzen entstehen·. η sauren bzw. alkalischen Dämpfe sind mittels Spülwasser zu reir^en. Konzentrate, die bei Verwendung alkalischer Ätzlösungen anfallen, sind mit Hilfe von Formaldehyd zu reinigen. Dabei werden Metallhydroxide ausgefällt, die nur auf Sonderdeponien gelagert werden können.

Das Spülwasser unterliegt ebenfalls der Entgiftung. Aus cyanid- und chromhaltigen sowie sauren und basischen Abwässern sind durch chemische Reaktionen die giftigen in ungiftige Bestandteile umzuwandeln, die dann ebenfalls auf Sonderdeponien einzulagern sind.

Chemische Verfahren sind sehr arbeite-, material· und energieintensiv. Neben dem Ätzvorgang, dem eigentlichen Prozeß der Metallrückgewinnung, nimmt die Schadstoffbeseitigung einen breiten Raum ein. Dabei ist eine Umweltbelastung nicht vermeidbar. Es ist weiterhin bekannt, daß aus obengenannten Materialien mittels thermischer Verfahren durch Verbrennen der nichtmetallischen Substanzen eine Metallrückgewinnung möglich ist. Bei dem Verbrennungsvorgang bilden sich sowohl gasförmige als auch foste Stoffe. Die festen Rückstände enthalten Metall und Metalloxide, wobei das Metall durch Aufschlußverfahren lailweise wieder einer Verwendung zugeführt werden kann.

Gasförmige und leichtflüchtige Bestandteile werden in die Atmosphäre abgeführt. Dn dieses Gemisch teilweise giftige Substanzen, z. B. Brom- und Bromwasserstoff, enthält, ist eine Umweltbelastung nicht zu vermeiden, bzw. die giftigen Stoffe sind durch Filter- und Reinigungssysteme zu entfernen.

Thermische Verfahren sind sehr energieintensiv bei einem relativ geringen Anteil an wiederverwertbarem Metall. Die Beseitigung von Schadstoffen, die zu einer Umweltbelastung führen können, ist sehr aufwendig. Außerdem ist es bekannt, daß aus obengenannten Materien mittels mechanischer Verfahren durch Abtragen der Metallschicht mit Hilfe von Schneidwerkzeugen (Fräser, Zerspaner u.a.) eine Metallrückgewinnung möglich ist. Die zur Metallrückgewinnung bestimmten Materialien entsprechender Abmessung werden in einem Werkstückhalter befestigt, und anschließend wird durch ein Schneidwerkzeug die Metallschicht abgetragen. Durch nachfolgende Sedimentationsverfahren wird ein Materie I gebildet, das sich durch hohen Metallgehalt auszeichnet. Die Vorbereitung der zur Rückgewinnung vorgesehenen Stoffe ist s ahr arbeitsaufwendig. Aufgrund des teilweise anorganischen Charakters (Glas) der nichtmetallischen Bestandteile dar Schichtstoffe ist dieses Verfahren durch einen hohen Verschleiß an Schneidwerkzeugen gekennzeichnet.

Da eine Voraussetzung für gute Haftung zwischen Schichtstoff und aufkaschiertem Material u. a. beidseitiges kegelförmiges Eindringen („Druckknopfeffekt") bedingt, ist eine Einstellung der optimal abzutragenden Schichtdecke und damit eine effektive Metallrückgewinnung äußerst kompliziert.

Ziel der Erfindung

Die erfindungsgemäße Lösung soll es ermöglichen, die Metallrückgewinnung mit möglichst geringem Aufwand an Energie, Arbeitszeit und Material durchzuführen und dabei gleichzeitig die während des Arbeitsprozesses entstehenden Schadstoffe zu reduzieren, um die Belastung der Umwelt zu vermindern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und die dazu erforderliche Vorrichtung zur Metallrückgewinnung von metallkaschierten Schichtstoffplattenabfällen zu schaffen, das ss gestattet, die Metallschicht durch mechanische Abtragung und entsprechende Nachbehandlung in einer hüttenmäßig aufbereiteten Konzentration zurückzugewinnen. Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß die metallkaschierten Schichtstoffplattenabfälle einem vorzugsweise senkrecht auf die Metallschicht einwirkenden Strahlmittel ausgesetzt werden und danach die Abführung der abgelösten Partikel und des Strahlmittels sowohl aufgrund der Schwerkraft, insbesondere des Strahlmittels, als auch gegebenenfalls durch die Einwirkung einer Absaugung auf die leichten Bestandteile mit Hilfe bekannter Fördermittel erfolgt und daß die weitere Klassifizierung der einzelnen Bestandteile anschließend durch mechanische, elektrostatische oder durch andere bekannte Trennverfahren bzw. durch Kombination solcher vor genommen wird.

Es ist von Vorteil, als Strahlmittel hartes, schweres Material, wie Hartgußschrot, Hartgußkies, 'otahlgußschrot oder Stahldrahtkorn, zu verwenden und das Strahlmittel mit einer Anfangsgeschwindigkeit von 75m/s in beaufschlagen. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Vonichtung im Prinzip aus einer bekannten Druck- oder Schleuderradstrahlanlage besteht, deren Strahlraum möglichst schmal und hoch ausgebildet lot, und oberhalb eine Absaugung besitzt, während unterhalb in bekannterWeise der Strahlmittelsammelraum mit Austrageinrichtung angeordnet ist, und daß sich etwa im mittleren Bereich die Strahleinrichtungen und die erforderlichen Führungs- und Transporteinrichtungen befinden, wobei die Strahleinrichtungen im rechten Winkel zur Metalloberfläche der Schichtstoffplattenabfälle ausgerichtet sind und diese im Strahlbareich über Abstützungen verfügen, die der Blasrichtung entgegengesetzt sind,

Von Bedeutung ist, es die Transportwalzen und den Strahlraum mit uinem Überzug aus einem Elastomer zu versehen. Weiterhin ist es von Bedeutung, mehrere Strahlquellen einzusetzen, deren Bestrahlungsfelder sich überlappen. Vorteilhaft ist es, bei Anwendung der Druckstrahlung die Strahlquellen beiderseits der linear arbeitenden Führungs- und Transporteinrichtung in einem Abstand von 10 bis 1Gcm zueinander anzuordnen.

Besonders bedeutsam ist es, bei Anwendung des Schleuderstrahlverfahrens eine Führungs- und Transporteinrichtung einzusetzen, welche aus zwei rotierenden Radkörpern besteht, die aus jeweils einer Antriebswelle, einem äußeren Radkranz und einem inneren Radkranz gebildet werden, wobei in den äußeren Radkranz in regelmäßigen Abständen rechteckige Durchbrüche eingearbeitet sind, während der innere rfadkranz mit auswechselbaren Belägen aus einem Elastomer versehen ist, und daß Einlauftransportrollen am Materialeinschub und Transportrollen am Materialaustritt angeordnet sind und daß jeder Radkörper seitlich installierte Schleuderstrahlquellen besitzt, die durch Gummiochürzen zum übrigen Raum abgekapselt sind. Die Erfindung soll anschließend in mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Ausführungsbeispiele In der zugehörigen Zeichnung zeigen Fig. 1: die Ansicht einer Vorrichtung der erfindungsgemäßen Lösung für die einseitige Abstrahlung eines metallkaschierten

Schichtstoffabfallstreifens mit Druckstrahlern als Strahlquelle und Flächenauflage, Fig. 2: die Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3: die Ansicht einer Führungs- und Transporteinrichtung mit beidseitig angeordneten Druckstrahlern nach Fig. 1 und Fig. 2, Fig.4: die Ansicht einer Führungs- und Transporteinrichtung mit rotierender Radkörperauflage und Schleuderstrahlern als

Strahlquelle.

Der metallkaschierte Schichtstoffplattenabfallstreifen, weiterhin genannt Abfallstreifen 1, wird mit Hilfe der angetriebenen gummierten Einlauftransportrollenpaare 2 in der Einlaufrichtung 3 in den Strahlraum 4, der mit einer Gummierung 5 ausgekleidet ist, eingeführt und läuft an der flächigen Auflage 6, die durch ein Federsystem 7 bei Einwirkung des Strahlmittels 8 in der gleichen Position gehalten wird, vorbei. Gleichzeitig wirkt auf den Abfallstreifen 1 das von einer Druckstrahlquelle 9 ausgestoßene Strahlmittel 8 in Richtung 10. Der einseitig bestrahlte Abfallstreifen 1 wird von den angetriebenen gummierten Auslauftransportrollenpaaren 11 erfaßt und in Auslaufrichtung 12 abgeführt. Als Schutz gegen austretende Partikel sind an der Einlauf- und Auslaufseite Gummischürzen 13,13' angebracht.

Während des Strahlvorganges befinden sich im Strahlraum 4 Strahlmittel, am Strahlmittel haftende Metallteilchen, abgestrahlte Metallflitter, anorganische und organische Partikel sowie an diesen Partikeln haftende Metallteilchen. Schwere Teilchen fallen aufgrund der Schwerkraftwirkung in Transportrichtung 14 in den Strahlmittelsammelraum 15 und gelangen von dort durih die Austrageinrichtung für schwere Partikel 16 zu nachfolgenden nicht dargestellten Trennvorrichtungen. Durch die Einwirkung der Absaugung in Richtung 17 erfolgt im Vorseparationsraum 18 eine Trennung von leichten Partikeln, die in Richtung 19 transportiert werden, von schweren Partikeln, die aufgrund der Brems- und Ablenkwirkung von Abfallstreifen 1 und Gummierung 5 nach oben geschleudert werden und erst im Vorseparationsraum 18 soviel kinetische Energie abgebeut wird, daß sie aufgrund der Schwerkraftwirkung in den Strahlmittelsammelrauni 15 fallen. Leichte Partikel werden durch die Austrageinrichtung 20 den nachfolgenden, nicht dargestellten Trennvorrichtungen zugeführt. Wie in Figur 3 dargestellt, wird der beidseitig kaschierte Abfallstreifen 1 mit Hilfe der angetriebenen gummierten Einlauftransportrollenpaare 2 in der Einlaufrichtung 3 in den Strahlraum 4 eingeführt und läuft an der flächigen Auflage 6, die durch ein Federsystem 7 bei Einwirkung des Strahlmittels 8 in der gleichen Position gehalten wird, vorbei. Gleichzeitig wirkt auf den Abfallstreifen 1 das von einer Druckstrahlquelle 9 ausgestoßene Strahlmittel 8 in Richtung 10. Der einseitig bestrahlte Abfallstreifen 1 wird zu einer weiteren der ersten flächigen Auflage 6 versetzt gegenüberliegenden Auflage 6' zugeführt, die ebenfalls mit einem Federsystem 7 versehen ist. Das von einer zweiten Druckstrahlquelle 9' ausgestoßene Strahlmittel 8' bewirkt das Ablösen der zweiten Metallschicht des Abfalistreifens 1. Danach wird der beidseitig bestrahlte Abfallstreifen 1 von den angetriebenen gummierten Auslauftransportrollenpaaren 11 erfaßt und in Auslaufrichtung 12 abgeführt. Gemäß Figur 4 wird ein Beispiel für die Anwendung des Schleuderstrahlverfahrens bei Einsatz einer rotierenden Radkörperauflage 21 dargestellt; diese besteht aus zwei Radkörpern 22, welche aus jeweils einer Antriebswelle 23, einem äußeren Radkranz 24 und einem inneren Radkranz 25 gebildet werden. Der äußere Radkranz 24 verfügt über nicht näher dargestellte rechteckige Durchbrüche, die in regelmäßigem Abstand auf dem Durchmesser verteilt sind, während der innere Radkranz 25 mit auswechselbaren Gummibelägen belegt ist.

Während des Arbeitsprozesses wird der doppelseitig kaschierte Abfallstreifen 1 in Einlaufrichtung 26 der Vorrichtung zugeführt und von den gummierten Einlauftransportrollen 27 erfaßt und in den Strahlraum 28 eingeführt. Die Vorschubeinrichtung der rotierenden Radkörperauflage 21 ist mit der Einlaufrichtung 26 am inneren Radkörper 22 identisch. Der Strahlraum 28 ist an der Ein- und Auslaufseite jeweils durch eine Gummischürze 29,29' begrenzt, die einerseits den Austritt von Partikeln verhindern und andererseits den zu bearbeitenden Abfallstreifen 1 gegen die rotierende Radkörperauflage 21 drückt.

Im Strahlraum 28 sind drei Schleuderstrahlquellen 30 angebracht. Der Strahlmittelaustritt erfolgt kontinuierlich. Die Strahlmittelregulierung ist so gewählt, daß das Strahlmittel 8 an den äußersten Punkten der Bestrahlfläche weltgehend senkrecht auftritt, mit dem Ziel der maximalen Umsetzung der kinetischen Energie zum Zwecke des Abtrennens der Mstallkaschierung. Im dazwischenliegenden Bereich erfolgt das Auftreffen des Strahlmittel 8 mit geringerer Intensität der Umsetzung von kinetischer Energie; jedoch aufgrund der größeren Strahlmitteldichte wird der gleiche Effekt erzielt. Des weiteren wird durch die Einwirkung des Strahlmittels 8 der Abfallstreifon 1 auf die rotierende Radkörperauflage 21 gepreßt, so daß ein gleichmäßiger Vorschub gewährleistet ist. Strahlmittel 8, am Strahlmittel haftonde Metallteilchen, abgestrahlte Metallflitter, anorganische und organische Partikel sowie an diesen Partikeln haftende Metallteilchen werden durch die Einwirkung einer starken Absaugung in Richtung 31 einer Austrageinrichtung 32 zugeführt, die sämtliche Teilchen und Strahlmittel 8 in Transportrichtung 33 nachfolgenden, nicht dargestellten Trennvorrichtungen zuführt. Nach Verlassen des Strahlraumes 28 und Passieren der Gummischürze 29' wird der Abfallstreifen 1 von einer angetriebenen Transportrolle 34 und den gummierten Einlauftransportrollen 27' und der rotierenden Radkörperauflage 21' zugeführt. Dabei wird der Abfallstrelten um seine Querachse umgelenkt, so daß bei dessen Eintritt in den Strahlraum 28' nach Passieren der Gummischürze 29" die nicht bestrahlte Seite der Einwirkung des Strahlmittels 8 aus den Schleuderstrahlquellen 30' ausgesetzt wird und das Abstrahlen nach analogen Verfahren wie im Strahlraum 28 abläuft. Nach Verlassen des Strahlraumes 28' und Passieren der Gummischürze 29'" wird der beidseitig bestrahlte Abfallstreifen 1 von einer angetriebenen Transportwalze 34' erfaßt und in Auslaufrichtung transportiert. Die gereinigten Kupferpartikel können nach vollzogener Trennung ohne weitere Behandlung der Schmelze zugeführt werden, während die anfallenden Schichtstoffstreifen in bekannten Anlagen zerkleinert und als Füllmaterial einer Weiterverarbeitung zugeführt werden können.

Claims (8)

1. Verfahre.! zur Metallrückgewinnung von metallkaschierten Schichtstoffplattenabfällen, insbesondere von kupferkaschierten Halbzeugen und Leiterplattenabfällen, gekennzeichnet dadurch, daß die metallkaschierten Schichtstoffplattenabfälle (1) einem vorzugsweise senkrecht auf die Metallfolie einwirkenden Strahlmittel (8) ausgesetzt werden und danach die Abführung der abgelösten Partikel und des Strahlmittels (8) sowohl aufgrund der Schwerkraft, insbesondere des Ctrahlmittels (8), als auch gegebenenfalls durch die Einwirkung einer Absaugung auf die leichten Bestandteile mit Hilfe bekannter Fördermittel erfolgt und daß die weitere Klassifizierung der einzelnen Bestandteile anschließend durch mechanische, elektrostatische oder durch andere bekannte Trennverfahren bzw. durch Kombination solcher vorgenommen wird.

2. Verfahren zur Metallrückgewinnung von metallkaschierten Schichtstoffplattenabfällr,. nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Strahlmittel (8) hartes, schweres Material, wie Hartqußschrot, Hartgußkies, Stahlgußschrot oder Stahldrahtkorn, verwendet wird.

3. Verfahren zur Metallrückgewinnung von metallkaschierten Schichtstoffplattena,bfällen nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Strahlmittel (8) vorzugsweise mit einer Anfangsgeschwindigkeit von 75 m/s 2U beaufschlagen ist.

4. Vorrichtung zur Durchführung desVerfahrens nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorrichtung im Prinzip aus einer bekannten Druck- oder Schleuderstrahlanlage besteht, deren Strahlraum (4; 28; 28') möglichst schmal und hoch ausgebildet ist und oberhalb eine Absaugung besitzt, während unterhalb in bekannter Weise der Strahlmittelsammelraum (15) mit Austrageinrichtung (16) angeordnet ist, und daß sich etwa im mittleren Bereich die Strahleinrichtungen und die erforderlichen Führungs- und Transporteinrichtungen befinden, wobei die Strahleinrichtungen im rechten Winkel zur Metalloberfläche der metallkaschierten Schichtstoffplattenabfälle (1) ausgerichtet sind, während diese im Strahlbereich über Abstützungen verfügen, die der Blasrichtung entgegengerichtet sind.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Strahlraum (4; 28; 28') und die Transportwalzen (2; 11; 27; 27', 34; 34') mit einem Überzug aus einem Elastomer versehen sind.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß mehrere Strahlquellen (9; 26; 26') eingesetzt werden, deren Bestrahlungsfelder sich überlappen.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 4,6, gekennzeichnet dadurch, daß bei Anwendung der Druckstrahlung die Strahlquellen (9) beiderseits der linear arbeitenden Führungsund Transporteinrichtung in einem Abstand von 10 bis 15cm zueinander angeordnet sind.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß bei Anwendung des Schleuderstrahlverfahrens eine Führunps- und Transporteinrichtung einzusetzen ist, welche aus zwei rotierenden Radkörpern (22) besteht, die aus jeweils einer Antriebswelle (23), einem äußeren Radkranz (24) und einem inneren Radkranz (25) gebildet werden, wobei in den äußeren Radkranz (24) in regelmäßigen Abständen rechteckige Durchbrüche eingearbeitet sind, während der innere Radkranz (25) mit auswechselbaren Belägen aus einem Elastomer versehen ist, und daß tinlauftrar.sportrollen (22; 22') am Materialeinschub und Transportrollen (30) am Materialaustritt angeordnet sind und daß jeder Radkörper (22) seitlich installierte Schleuderstrahlquellen (26; 26') besitzt, die durch Gummischürzen (29; 29') zum übrigen Raum abgekapselt sind.