DE102015106177A1

DE102015106177A1 - Recycling process for metallized plastic-based data storage media

Info

Publication number: DE102015106177A1
Application number: DE102015106177.5A
Authority: DE
Inventors: Meinolf Stützer; Klaus Krüger; Ute Fürstenhof
Original assignee: Calbe Chemie GmbH; G U B Ingenieur AG; Ges Zur Forderung Von Medizin- Bio- und Umwelttechnologien E V; Gub Ingenieur AG; Gesellschaft zur Foerderung von Medizin Bio und Umwelttechnologien eV
Current assignee: Calbe Chemie GmbH; G U B Ingenieur AG; Ges Zur Forderung Von Medizin- Bio- und Umwelttechnologien E V; Gub Ingenieur AG; Gesellschaft zur Foerderung von Medizin Bio und Umwelttechnologien eV
Priority date: 2015-04-22
Filing date: 2015-04-22
Publication date: 2016-10-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Recyclingverfahren für metallisierte kunststoffbasierte Datenspeicherträger mit einem Kunststoffträger und einer darauf befindlichen Metallbeschichtung. Das Verfahren umfasst die Schritte: (i) Mikrowellenbehandlung der Datenspeicherträger; und anschließend (ii) Durchführen eines chemisch-physikalischen Trennschritts.The invention relates to a recycling process for metallized plastic-based data storage media with a plastic carrier and a metal coating thereon. The method comprises the steps of: (i) microwave treatment of the data storage media; and then (ii) performing a chemical-physical separation step.

Description

Die Erfindung betrifft ein Recyclingverfahren für metallisierte kunststoffbasierte Datenspeicherträger, insbesondere zur selektiven Metall- und Kunstoffgewinnung.The invention relates to a recycling process for metallized plastic-based data storage media, in particular for selective metal and plastic extraction.

Stand der TechnikState of the art

Metallbehaftete kunststoffbasierte Datenspeicherträger – zum Beispiel von Systemen elektronischer Datenträger wie Compact-Disketten und Chipkarten, medizinische metallbeschichtete Messstreifen – fallen im Wirtschaftskreislauf jährlich in erheblichen Mengen an. Die metallbehafteten kunststoffbasierten Datenspeicherträger bestehen zumindest aus einem Kunststoffträger, gegebenenfalls mit harzartiger Beschichtung, einer Lackierung oder einer Klebeverbindung, und einem Metallbestandteil, der in der Regel für die Datenspeicherung benötigt wird. Der Datenspeicherträger kann die Edelmetalle Gold oder Silber, zumeist als Einzelmetall, enthalten. Eine einfache Deponierung oder thermische Verwertung der Datenspeicherträger würde die Umwelt nachhaltig belasten und zudem würden wertvolle Rohstoffe ungenutzt verloren gehen.Metal-based plastic-based data storage media - for example, systems of electronic data carriers such as compact disks and smart cards, medical metal-coated measuring strips - accumulate annually in the economic cycle in significant quantities. The metal-based plastic-based data storage carrier consist at least of a plastic carrier, optionally with a resinous coating, a paint or adhesive bond, and a metal component, which is usually required for data storage. The data storage medium may contain the precious metals gold or silver, mostly as a single metal. A simple landfill or thermal utilization of the data storage medium would sustainably pollute the environment and valuable raw materials would be lost unused.

Für die Rückgewinnung von Edelmetallen sind bereits eine Vielzahl hydro-, pyro- oder biometallurgischer Verfahren im Industriemaßstab entwickelt wurden.For the recovery of precious metals a variety of hydro-, pyro- or biometallurgical processes have already been developed on an industrial scale.

In der Patentschrift DE 102 11 084 C1 ist ein Verfahren zur Rückgewinnung von Edelmetallen, insbesondere zur Rückgewinnung von Gold, aus Produktionsrückständen vorgeschlagen. Das Edelmetall wird in Gegenwart von Thiocyanat und eines starken Oxidationsmittels, wie Wasserstoffperoxid, in ionischer Form in eine wässrige Lösung überführt. Nachgeschaltet erfolgt eine kathodische Goldabscheidung.In the patent DE 102 11 084 C1 is a method for recovery of precious metals, in particular for the recovery of gold, proposed from production residues. The noble metal is converted into an aqueous solution in the presence of thiocyanate and a strong oxidizing agent, such as hydrogen peroxide, in ionic form. Downstream, a cathodic gold deposition takes place.

EP 2 481 511 A1 beschreibt ein Verfahren zur Entfernung von Goldbeschichtungen von elektronischen Komponenten. Das Verfahren beinhaltet einen gesteuerten Erhitzungsvorgang mit stufenweiser Abkühlung. EP 2 481 511 A1 describes a method for removing gold coatings from electronic components. The method involves a controlled heating process with stepwise cooling.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein spezielles Recyclingverfahren für kunststoffbasierte Datenspeicherträger mit einem Kunststoffkörper und einer darauf befindlichen Metallbeschichtung. Bei der Aufarbeitung kunststoffbasierter Datenspeicherträger besteht unter anderem das besondere Problem, dass die metallischen Beschichtungen oft von Lacken oder Kunststoffbeschichtungen abgedeckt sind, so dass das Herauslösen des Metalls erschwert ist. Ferner existieren bisher kein Verfahren, das neben der Metallgewinnung auch eine Rückgewinnung des Kunststoffs aus dem Datenspeicherträger beabsichtigt.The present invention relates to a special recycling method for plastic-based data storage media having a plastic body and a metal coating thereon. In the processing of plastic-based data storage media there is, among other things, the particular problem that the metallic coatings are often covered by lacquers or plastic coatings, so that the dissolution of the metal is difficult. Furthermore, there is currently no method that intends to recover the plastic from the data storage medium in addition to the metal extraction.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich ein oder mehrere Probleme des Standes der Technik beheben oder zumindest mindern. Dazu umfasst das erfindungsgemäße Recyclingverfahren für metallisierte kunststoffbasierte Datenspeicherträger, die einen Kunststoffträger und eine darauf befindliche Metallbeschichtung aufweisen, die Schritte:

(i) Mikrowellenbehandlung der Datenspeicherträger; und anschließend
(ii) Durchführen eines chemisch-physikalischen Trennschritts.

With the aid of the method according to the invention, one or more problems of the prior art can be eliminated or at least reduced. For this purpose, the recycling method according to the invention for metallized plastic-based data storage carriers, which have a plastic carrier and a metal coating located thereon, comprises the steps:

(i) microwave treatment of the data storage media; and subsequently
(ii) performing a chemical-physical separation step.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass zum Zerstören und Entschichten von metallisierten kunststoffbasierten Datenspeicherträger ein mikrowellenbasierter Behandlungsschritt besonders vorteilhaft ist, dem sich eine chemisch-physikalische Trennung des Metalls vom Kunststoffträger anschließt. Eine herkömmliche Trennung kann durch das Vorhandensein einer Lackierungsschicht oder harzartigen Beschichtung erschwert sein. Die vorliegende Gewinnung des Metalls in reiner Form neben dem Kunststoffträger ist ein besonders schonendes Recyclingverfahren. Vorzugsweise werden die Edelmetalle Gold oder Silber gewonnen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Recyclingverfahrens besteht in der Gewinnung des Kunststoffs des Trägers in hoher Reinheit. Insbesondere besteht der Kunststoffträger des Datenspeicherträgers aus Polycarbonat, so dass dieser polymere Werkstoff in hoher Reinheit für eine mögliche Wiederverwertung anfällt. Besonders bevorzugt enthält oder besteht der Kunststoffträger aus Polycarbonat und das Edelmetalle ist Gold oder Silber.The invention is based on the finding that for destroying and stripping metallized plastic-based data storage media, a microwave-based treatment step is particularly advantageous, which is followed by a chemical-physical separation of the metal from the plastic carrier. Conventional separation may be hampered by the presence of a coating layer or resinous coating. The present recovery of the metal in pure form next to the plastic carrier is a particularly gentle recycling process. Preferably, the precious metals are gold or silver. Another advantage of the recycling process according to the invention is the recovery of the plastic of the carrier in high purity. In particular, the plastic carrier of the data storage carrier made of polycarbonate, so that this polymeric material obtained in high purity for a possible recycling. Particularly preferably, the plastic carrier contains or consists of polycarbonate and the precious metals is gold or silver.

Demnach ermöglichst das erfindungsgemäße Recyclingverfahren eine schonende Trennung der metallischen und polymeren Bestandteile des metallbehafteten Datenspeicherträgers, wobei die Komponenten in hoher Reinheit und ohne nennenswerte Verluste bezüglich des zu gewinnenden Metalls/Kunststoffs anfallen.Accordingly, the recycling process according to the invention enables a gentle separation of the metallic and polymeric constituents of the metal-based data storage medium, the components being obtained in high purity and without appreciable losses in respect of the metal / plastic to be recovered.

Die Vorbehandlung mit Mikrowellen bewirkt eine thermische Zerstörung einer gegebenenfalls vorhandenen Lackierung oder harzartigen Beschichtung des Metalls im Gesamtverbund des aufzubereitenden Datenspeicherträgers. Die Zerstörung zeigt sich nach der Mikrowellenbehandlung als aufgerissene Struktur auf dem metallbeschichteten Kunststoffträger, wodurch die anschließende Trennung in einem chemisch-physikalischen Entschichtungsschritt in Kunststoff und Metall begünstigt wird.The pretreatment with microwaves causes a thermal destruction of any existing coating or resinous coating of the metal in the overall composite of the data storage medium to be processed. Destruction, after microwave treatment, appears as a torn structure on the metal-coated plastic support, favoring the subsequent separation in a chemical-physical stripping step in plastic and metal.

Für die erfindungsgemäße Vorbehandlung werden vorzugsweise Mikrowellen mit einem Leistungsbereich von 200 bis 2000 Watt für 2 bis 10 Sekunden verwendet. Bei der thermischen Behandlung mit Mikrowellen werden die Beschichtungen ohne Oxidation aufgerissen. Teile der Schichten über dem Kunststoffträger lassen sich mechanisch nach der Mikrowellenvorbehandlung abheben und abtrennen. Das im Datenspeicherträger enthaltene Metall wird damit für die weiteren Schritte der Rückgewinnung zugänglich. For the pretreatment according to the invention, it is preferable to use microwaves having a power range of 200 to 2000 watts for 2 to 10 seconds. In the microwave thermal treatment, the coatings are ruptured without oxidation. Parts of the layers above the plastic carrier can be lifted off and separated mechanically after the microwave pretreatment. The metal contained in the data storage medium is thus accessible for the further steps of the recovery.

Eine vollständige Entschichtung/Trennung von Kunststoffträger und die Trennung des Metalls von den gegebenenfalls vorhandenen Lack- oder Harzbestandteilen unterliegt dann im Weiteren einem chemisch-physikalischen Trennvorgang. Für den Trennvorgang wird ein Lösungsvermittler in Form von Lauge, wie Natronlauge, oder Säure, wie Ameisensäure, und Oxidationsmittel, wie Wasserstoffperoxid, eingesetzt. Dieser Trennvorgang wird vorzugsweise beschleunigt durch aktive Bewegung des Mediums, vorzugsweise mittels Ultraschall, insbesondere im Leistungsbereich größer 100 Watt/Liter.A complete stripping / separation of plastic carrier and the separation of the metal from any existing paint or resin components then subject to a chemical-physical separation process. For the separation process, a solubilizer in the form of alkali, such as sodium hydroxide, or acid, such as formic acid, and oxidizing agents, such as hydrogen peroxide, is used. This separation process is preferably accelerated by active movement of the medium, preferably by means of ultrasound, in particular in the power range greater than 100 watts / liter.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen oder der nachfolgenden Beschreibung.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims or the description below.

Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Figur und in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die einzige Figur zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to a figure and in an embodiment. The only figure shows:

1 Eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Rückgewinnung von Metallen aus Datenspeicherträgern in einer beispielhaften Ausführungsform. 1 A schematic representation of the method according to the invention for the recovery of metals from data storage media in an exemplary embodiment.

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

1 dient der Illustration eines beispielhaften Verfahrensablaufs bei der Rückgewinnung von Metallen, insbesondere Edelmetallen, aus Datenspeicherträgern nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. 1 serves to illustrate an exemplary process sequence in the recovery of metals, in particular precious metals, from data storage media according to the inventive method.

Ein Reaktor 10 wird mit unbehandelten kunststoffbasierten Datenspeicherträgern beschickt. Die Datenspeicherträger umfassen einen Kunststoffträger, beispielsweise aus Polycarbonat, und eine darauf befindliche Metallbeschichtung. Für die Dauer von 5 Sekunden über eine Zeitsteuerung und mit einer Leistung von 800 Watt erfolgt eine Mikrowellenbehandlung mittels einer geeigneten Mikrowellenquelle 12. Die mikrowellenbehandelten Datenspeicherträger weisen nach der Behandlung Risse bis in die Metallbeschichtung auf, wobei die Datenspeicherträger in der Geometrie und der Materialstruktur unbeschadet erhalten bleiben.A reactor 10 is loaded with untreated plastic-based data storage media. The data storage carriers include a plastic carrier, such as polycarbonate, and a metal coating thereon. For a duration of 5 seconds over a time control and with a power of 800 watts, a microwave treatment is carried out by means of a suitable microwave source 12 , The microwaved data storage media have cracks down to the metal coating after processing, leaving the data storage media unscathed in geometry and material structure.

Zur chemisch-physikalischen Trennung wird der Reaktor 10 anschließend mit einer 10%igen Natronlauge aus dem Vorratsbehälter 20 befüllt. Es folgt eine Ultraschallbehandlung mittels einer geeigneten Ultraschallquelle 14 für 15 Minuten bei 200 Watt/Liter.For chemical-physical separation of the reactor 10 then with a 10% sodium hydroxide solution from the reservoir 20 filled. This is followed by ultrasound treatment by means of a suitable ultrasound source 14 for 15 minutes at 200 watts / liter.

Nach der Ultraschallbehandlung wird der Lauge im Abstand von 15 Minuten und über eine Dauer von insgesamt zwei Stunden eine 30%ige Wasserstoffperoxidlösung aus dem Vorratsbehälter 22 zugesetzt, wobei die Ultraschallquelle 14 in Abständen von ca. 30 Minuten, kurzzeitig, vorzugsweise 2 bis 5 Minuten, über eine Zeitsteuerung zugeschaltet wird. Nach der zweistündigen Ultraschallbehandlung ist die metallbehaftete Datenspeicherträger vollständig entschichtet. Die Metallpartikel und Kunststoffe werden von der reststoffhaltigen Lösung abgetrennt.After the ultrasonic treatment, the liquor is a 15% hydrogen peroxide solution from the reservoir at intervals of 15 minutes and over a period of two hours 22 added, the ultrasonic source 14 at intervals of about 30 minutes, briefly, preferably 2 to 5 minutes, is switched on via a timer. After the two-hour ultrasonic treatment, the metallized data storage media is completely stripped. The metal particles and plastics are separated from the residue-containing solution.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10211084 C1 [0004]
EP 2481511 A1 [0005]

Claims

A recycling process for metallized plastic-based data storage media having a plastic substrate and a metal coating thereon, comprising the steps of: (i) microwave treatment of the data storage media; and subsequently (ii) performing a chemical-physical separation step.

The recycling method according to claim 1, wherein the microwave treatment is performed at a power of 200 to 2000 watts for 2 to 20 seconds.

The recycling method of claim 1, wherein the chemical-physical separation step comprises ultrasonic treatment.

The recycling process of claim 1, wherein the chemical-physical separation step is in the presence of an acid or alkali and an oxidizing agent.

A recycling process according to claim 4, wherein the acid is formic acid or the liquor is caustic soda.

The recycling method according to claim 4 or 5, wherein the oxidizing agent is hydrogen peroxide.

The recycling method of claim 1, wherein the noble metal is gold or silver and the plastic carrier contains polycarbonate.