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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wiederverwerten
von elektronischem Abfallmaterial, wie optischen Aufzeichnungsmedien,
beispielsweise CDs und DVDs. Zum Teil beinhaltet das Verfahren die
Delaminierung von elektronischem Abfallmaterial, um die einzelnen
Bestandteile davon wiederzugewinnen.
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Die
Verwendung optischer Aufzeichnungsmedium, wie CDs und DVDs nahm
in jüngeren
Jahren mit Anwendungen in den Computer- und Audio-/optische Unterhaltungsindustrien
enorm zugenommen. Diese Medien beinhalten typischerweise ein Metall,
wie Aluminium, und/oder Edelmetalle (typischerweise Gold oder eine
Gold enthaltende Mischung), die auf einem polymeren Substrat, wie
Polycarbonat, bereitgestellt sind. Typischerweise ist das Metall
auf dem polymeren Substrat als dünner
Metallfilm bereitgestellt. Üblicherweise
ist auf den Außenseiten
eine Schutzschicht ausgebildet und werden in dieser Hinsicht häufig Acrylate,
wie Polymethyl(meth)acrylate, verwendet. Diese optischen Aufzeichnungsmedien
haben eine relativ kurze Lebensdauer von nur einigen Jahren, wenn
sie verdrängt oder
altmodisch werden. Das führt
zu einem beträchtlichen
Abfallstrom. Ferner gibt es einen Abfallstrom, der zur Zeit der
Herstellung auf Grund strenger Standards der Qualitätskontrolle
erzeugt wird: typischerweise werden bis zu 20% des hergestellten Produkts
zurückgewiesen.
Die Entsorgung solchen Abfalls ist eine zunehmende Sorge und es
werden Wiederverwertungstechniken untersucht. Ebenso werden weitere
elektronische Abfallmaterialien, die Edelmetalle und Kunststoffe
beinhalten, zunehmend verfügbar
und ihre Entsorgung ist ebenfalls eine wichtige Überlegung. In dieser Beschreibung
wird der Begriff "elektronisches
Abfallmaterial" so
verwendet, dass er alle solche Materialien umfasst, einschließlich optischer
Aufzeichnungsmedien, wie CDs und DVDs.
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Bekannte
Verfahren zum Wiederverwerten von elektronischem Abfallmaterial
beinhalten Schmelzen und chemische Lösungsbehandlungen, die hauptsächlich auf
die Wiedergewinnung von Edelmetallen gerichtet sind. Solche Verfahren
neigen dazu, jegliches zugehöriges
Kunststoffmaterial zu beschädigen,
und ferner kann die Entsorgung des Kunststoffmaterials zu Umweltproblemen
führen. Folglich
neigen chemische Wiederverwertungsverfahren nicht dazu, umweltfreundlich
zu sein.
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Das
US-Patent Nr. 6,060,527 lehrt ein Verfahren zum Wiedergewinnen des
in optischen Informationsaufzeichnungsmedien enthaltenen Harzes durch
ein sechsschrittiges Verfahren. Diese Schritte umfassen (1) Walzen
der Medien, (2) Inkontaktbringen dessen mit Wasser, (3) Trennen
des Beschichtungsfilms, (4) Mahlen der resultierenden Medien, (5) Inkontaktbringen
der aus diesem Mahlen erhaltenen Stücke mit heißem Wasser und (6) Trennen
des abgelösten
Metallfilms von den Aufzeichnungsmedien.
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Die
WO 99/47318 offenbart ein Verfahren zum Entfernen schädlicher
Oberflächen
von polymeren nachgemahlenen Partikeln, indem das Material mit einer
wässrigen
Reibumgebung in Kontakt gebracht wird. Die in diesem Verfahren zu
entfernenden schädlichen
Oberflächen
sind im Allgemeinen organischer Art, wie polymere Beschichtungen.
Die Reibumgebung kann verschiedene chemische Zusätze beinhalten und ein Perlenprallmaterial
wird nicht gelehrt.
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Das
US-Patent Nr. 5,306,349, auf Sony Music Entertainment Inc. übertragen,
offenbart ein Verfahren zum Entfernen von Lack- und Aluminiumbeschichtungen
vom Polycarbonatsubstrat von CDs. Dieses Verfahren verwendet eine
alkalische Lösung und
die Anwendung von Ultraschallenergie auf in diese Lösung getauchte
CDs. Solche Behandlungen sind nicht zufriedenstellend, wenn Gold
vorhanden ist. Ferner könnte
die Behandlung den Polycarbonat-Kunststoff zersetzen.
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Wiederverwertungsverfahren,
die sich auf physikalische statt chemische Mechanismen verlassen,
wurden ebenfalls angewendet. Es wurden beispielsweise Versuche unternommen,
um eine Metallschicht von einem polymeren Substrat durch Abschäl- und Schabetechniken
zu entfernen. Bei solchen Techniken kann jedoch der Durchsatz relativ gering
und somit unökonomisch
sein, wenn eine große
Anzahl von Artikeln wiederverwertet werden soll. Außerdem ziehen
es Hersteller aus Sicherheitsgründen
manchmal vor, wiederzuverwertende Artikel (z.B. CDs und DVDs) vor
dem Transport zur Wiederverwertungsanlage in Stücke zu schneiden. Techniken
wie Abschälen
und Schaben können
praktisch nicht auf Artikel in zerschnittener Form angewendet werden.
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Mit
diesem Hintergrund im Sinn versucht die vorliegende Erfindung, ein
Verfahren zum Wiederverwerten eines elektronischen Abfallsmaterials
bereitzustellen, das nicht mit gefährlichen oder möglicherweise
schädlichen
Chemikalien einhergeht und das somit umweltfreundliche ist, einen
großen
Durchsatz hat und nicht darauf angewiesen ist, dass das wiederzuverwertende
Material in unitärer
Form vorliegt. Das Verfahren ist leicht auszuführen und in der Praxis ökonomisch.
Darüber
hinaus wurde festgestellt, dass die Polymerkomponente, die wiederzuverwerten
erwünscht
ist, sich während
des Wiederverwertungsvorgangs nicht signifikant zersetzt, so dass
die Erzeugung eines wiederverwerteten Produkts mit hoher Qualität erreicht
werden kann.
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Folglich
stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Wiederverwerten
eines elektronischen Abfallsmaterials, das ein auf einem polymeren Substrat
bereitgestelltes Metall umfasst, wie in Anspruch 1 definiert, bereit.
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In
der vorliegenden Beschreibung wird der Begriff Mahlen verwendet,
um jeden Vorgang zu bezeichnen, durch den ein Abreiben der Oberfläche der Abfallmaterialflocken
durch Kontakt mit dem Perlenprallmaterial erreicht werden kann.
Ein solches Abreiben entfernt die Oberflächenschichten) des Abfallmaterials
und ist ein grundlegender Aspekt der vorliegenden Erfindung. Im
Kontext der vorliegenden Erfindung können die Begriffe Mahlen und
Abreiben zusätzlich
zu ihren üblichen
Bedeutungen in der Partikelwissenschaftsindustrie austauschbar verwendet werden.
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Das
zu mahlende Abfallmaterials liegt in Flockenform vor. Das bedeutet,
dass das Abfallmaterial, beispielsweise eine CD oder DVD, zu einzelnen
Flocken geschnitten ist. Dies kann unter Verwendung einer herkömmlichen
Zerkleinerungsmaschine oder eines Granulators erreicht werden. Idealerweise
zerschneidet das Zerkleinern/Granulieren das Material sauber ohne
Biegen oder Verwinden, so dass die resultierenden Flocken eben sind
(angenommen, das ursprüngliche
unitäre
Material ist eben). Biegen oder Verwinden des Abfallmaterials während des
Zerkleinerns/Granulierens kann zum Verschmieren des polymeren Substratmaterials
mit Metall führen
und/oder kann die Effizienz des nachfolgenden Mahlvorgangs auf Grund
von Abschirmeffekten verringern.
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Das
Abfallmaterial kann am vorgesehenen Ort der Wiederverwertung zu
Flocken geschnitten werden oder es kann in Flockenform an den Ort
geliefert werden. Somit kann das Verfahren der Erfindung als vorbereitende
Schritte den Transport von elektronischem Abfallmaterial zur Zerteilungsstation, gefolgt
vom Schneiden des Materials zu Flocken, beinhalten. Die Flocken
können
zu einer Wiederverwertungsstation transportiert werden, wo eine
nachfolgende Verarbeitung in Übereinstimmung
mit den bereits beschriebenen Schritten der Erfindung ausgeführt wird.
Wenn das Abfallmaterial an den Ort, wo die Wiederverwertung stattfinden
soll, geliefert wird, wie es ist, ist offensichtlich vor der nachfolgenden Verarbeitung
eine Flockenherstellung erforderlich. Es ist beabsichtigt, dass
in der Praxis das Abfallmaterial in Flockenform zu einer Wiederverwertungsanlage geliefert
wird. Abhängig
von der Flockengröße kann ein
weiteres Zerschneiden der Flocken vor der Verarbeitung erforderlich
sein.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung liegt die Flockengröße vor dem Mahlen normalerweise
im Bereich von 1 bis 20 mm, zum Beispiel 1 bis 15 mm, vorzugsweise
4 bis 8 mm und stärker
bevorzugt 4 bis 6 mm. Die optimale Flockengröße hängt von solchen Faktoren wie
der Größe des im
Mahlschritt verwendeten Perlenprallmaterials ab. Wenn die Flockengröße zu gering
ist, kann wertvolles polymeres Material als Feinanteile in stromabwärtigen Verfahrensschritten
verloren gehen.
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Die
Flockengröße hat Auswirkungen
hinsichtlich der Größe des im
Mahlschritt verwendeten Perlenprallmaterials. Für relativ große Flocken
kann somit das Mahlen optimiert werden, indem ein Perlenprallmaterial
mit anderer Größe verwendet
wird, wenn es mit der Größe des Perlenprallmaterials
verglichen wird, das für
das Abreiben kleinerer Flocken am geeignetsten ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
fällt die
Flockengröße in eine
schmale Verteilung, so dass eine entsprechend schmale Verteilung
der Größe des Perlenprallmaterials
im Mahlschritt verwendet werden kann. Beispielsweise ist es bevorzugt,
dass wenigstens 50 Gew.-%, zum Beispiel wenigstens 75 Gew.-%, der
Flocken eine Größe von 4–8 mm und vorzugsweise
4–6 mm
aufweisen. Es wird jedoch erkannt, dass eine gegebene Partie von
zu behandelnden Flocken gut eine breite Verteilung der Flockengröße aufweisen
kann und zur Optimierung des Mahlschritts ein Perlenprallmaterial
mit einem Partikelgrößenbereich
verwendet werden kann.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung können
die zu verarbeitenden Flocken eine Verteilung der Flockengröße beinhalten,
so dass es am effizientesten ist, Flocken über einer vorher festgelegten Größe mit einem
Perlenprallmaterial mit einer ersten Durchmessergröße zu mahlen
und Flocken bei oder unter der vorher festgelegten Größe mit einem
zweiten Größendurchmesser
eines Perlenprallmaterials zu mahlen. Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
würde somit
die folgenden Schritte umfassen:
Mahlen von geflocktem elektronischen
Abfallmaterial, das über
einer vorher festgelegten Flockengröße liegt, mit einem Perlenprallmaterial
mit einem Durchmesser erster Größe in Gegenwart
von Wasser, um Flocken von gereinigtem polymerem Substrat zu erzeugen;
Mahlen
von geflocktem elektronischen Abfallmaterial, das bei oder unter
der vorher festgelegten Flockengröße liegt, mit einem Perlenprallmaterial
mit einem Durchmesser zweiter Größe in Gegenwart
von Wasser, um Flocken von gereinigtem polymerem Substrat zu erzeugen;
Zusetzen
von Wasser zum gemahlenen Material und Trennen der Flocken aus gereinigtem
polymerem Substrat vom metallhaltigen Material;
Entwässern und
Trocknen der Flocken aus gereinigtem polymerem Substrat; und Behandeln
des metallhaltigen Materials, um das Metall zurückzugewinnen.
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In
dieser Ausführungsform
beträgt
die vorher festgelegte Größe typischerweise
etwa 3 mm. Die erste Größe des Perlenprallmaterials
ist normalerweise größer als
1000 μm
und die zweite Größe des Perlenprallmaterials
ist normalerweise geringer als 1000 μm. Die erste Abreib- oder intensive
Scherstufe führt
im Allgemeinen zu einer 80–90%igen
Entfernung des Metalls vom polymeren Substrat.
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Als
weiteres Merkmal dieser Ausführungsform
kann das Verfahren vor dem ersten Mahlschritt umfassen:
Transportieren
eines Abfallstroms aus elektronischem Abfallmaterial zu einer Zerteilungsstation;
Zerteilen
des Materials zu Flocken an der Zerteilungsstation; und
Transportieren
der Flocken zu einer Mahlstation.
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Für die betrachtete
typische Flockengröße (1 bis
20 mm) kann der Mahlschritt unter Verwendung eines Perlenprallmaterials
mit einer so geringen Partikelgröße wie 50 μm ausgeführt werden.
Wenn die Flocken oder ein signifikanter Anteil der Flocken (beispielsweise
mehr als 50 Gew.-%) eine Partikelgröße von 20 mm aufweist, kann
die Partikelgröße des Perlenprallmaterials
so groß wie
3 mm sein. Die Funktion des Perlenmaterials ist es, durch Reiben
das Metall und jegliche zusätzliche
Schicht(en), die über
dem Metall liegen, zu entfernen, und ein Fachmann auf dem Gebiet
wäre fähig, eine
geeignete Größe des Perlenprallmaterials
oder Verteilung dessen auf der Basis dieser geplanten Funktion und
der folgenden Beschreibung weiterer relevanter Betriebsparameter auszuwählen.
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Als
Perlenprallmaterial kann jedes Material verwendet werden, der der
geplanten Funktion der Entfernung des Metalls und jeglicher zusätzlicher Schicht(en),
die über
dem Metall liegen, dient. Somit sollte das Perlenprallmaterial eine
geeignete Oberflächenhärte besitzen.
Wechselwirkungen zwischen einzelnen Flocken können auch zum Reibvorgang beitragen.
Für einen
optimalen Effekt ist es bevorzugt, dass das Perlenprallmaterial
in Form von Partikeln vorliegt, die unregelmäßige Oberflächen aufweisen. Es ist auch
bevorzugt, dass das Perlenprallmaterial eine aufgeraute anstatt
einer glatten Oberfläche aufweist.
Da der Mahlschritt in Wasser stattfindet, sollte das Material auch
in Wasser ausreichend stabil sein. Das Verfahren der Erfindung wird
auch typischerweise bei erhöhter
Temperatur ausgeführt
und daraus folgt, dass das Perlenprallmaterial auch die notwendige
Intaktheit bei der Höchsttemperatur
aufweisen sollte, bei der das Verfahren ausgeführt wird.
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Beispiele
des Perlenprallmaterials, die verwendet werden können, beinhalten Kunststoff,
siliciumhaltige Materialien, Keramiken und Metallpulver. Beispiele
beinhalten Bims, Sand, pulverisiertes Glas, Kieselgur und Siliciumcarbid.
Solche Materialien sind im Handel erhältlich. Es ist auch möglich, von
im Handel erhältlichen
Scheuermitteln, wie Ajax und Jif, Gebrauch zu machen, die Schleifpartikel
in einem Trägerfluid/-paste
beinhalten. Es ist bevorzugt, Bims mit einer Partikelgröße von etwa
300 μm oder
weniger oder Siliciumdioxid mit einer Partikelgröße von etwa 150 μm oder weniger
zu verwenden. Die Verwendung von Metallen als Perlenprallmaterial
kann manchmal zur Verfärbung
des polymeren Substrats auf Grund eines Schmierens führen. Keramikmaterialien
zeigen ausgezeichnete Schleifeigenschaften, obwohl dies mit ihrer
Neigung, brüchig
zu sein, ausgeglichen sein sollte. In einer Ausführungsform der Erfindung ist
es möglich,
das polymere Material selbst, möglicherweise
aus dem hier beschriebenen Verfahren wiederverwertet, als Perlenprallmaterial
zu verwenden. Somit kann bei CDs und DVDs, bei denen das polymere
Substrat ein Polycarbonat ist, das Perlenprallmaterial wiederverwertetes
Polycarbonat sein.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung ist es bevorzugt, dass die Dichte des Perlenprallmaterials
nicht zu unähnlich
(±50%)
dem des polymeren Substrats ist, das wiederzuverwerten gewünscht wird.
Der Effekt davon ist, dass es ein gesteigertes Vermischen und Dispergieren
des Perlenprallmaterials und der Flocken gibt. Wenn die Dichte des
Perlenprallmaterials und des polymeren Substrats wesentlich unterschiedlich
sind, kann eine Teilung der beiden auftreten, was zu weniger wirksamem
Abrieb führt.
Die Größe des Perlenprallmaterials
und der Flocken kann auch angepasst sein, um das Mischen und Dispergieren
der beiden zu steigern.
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Die
Menge an Perlenprallmaterial kann basierend auf der Menge an vorhandenem
Flockenmaterial variieren, und dies beeinflusst die Abreiberate. Somit
ist, wenn der Anteil an Perlenprallmaterial gegenüber der
Menge an vorhandenen Flocken relativ hoch ist, ist die Rate der
Entfernung von Metall und jeglicher darüberliegender Schicht(en)I entsprechend
hoch. Die Abreiberate sollte jedoch auch mit der Verschleißrate des
Materials und/oder der Vorrichtung ausgeglichen sein, die wahrscheinlich
folgt. Typischerweise beträgt
das Gewichtsverhältnis
von Perlenmaterial zu Flocken 1:30, beispielsweise 1:20. In der
Praxis wird das gewählte
Gewichtsverhältnis von
der gewünschten
Verfahrenszeit beeinflusst, die wiederum durch Dinge, wie Elektrizitätskosten,
beeinflusst wird.
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Ein
wichtiger Aspekt der Erfindung ist, dass der Mahlschritt in Gegenwart
von Wasser stattfindet. Das Wasser wirkt als Schmiermittel und als
Wärmeübertragungsmedium
sowie zum Unterstützen
des Transports der gemahlenen Produkte. Ohne zu wünschen,
auf die folgende Hypothese beschränkt zu werden, wird angenommen,
dass der Abrieb mit hoher Intensität auf Grund des Perlenprallmaterials
zu einem schnellen Verwinden und Aufheizen der Flocken an der Grenzfläche zwischen
den verschiedenen vorhandenen Schichten, beispielsweise an der Grenzfläche Metall/polymeres
Substrat, führt,
was zu Haftungsverlust und Delaminierung führt. Es kann auch mit dem Schneiden
von oxidierter Farbe von Oberflächen
mit einem Poliermittel für
Autos verglichen werden. Typischerweise beträgt das Gewichtsverhältnis von
Wasser zu Flocken von 1:3 bis 3:1 und vorzugsweise 1:1. Wenn der
Wasseranteil dieses sehr übersteigt,
arbeitet das Verfahren der Erfindung weniger effektiv.
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Das
Verfahren der Erfindung kann unter Umgebungsbedingungen der Temperatur
und des Drucks ausgeführt
werden, obwohl erkannte wird, dass der Mahlschritt selbst einen
Temperaturanstieg auf Grund von Reibungswechselwirkungen bewirkt. Typischerweise
ist für
eine gegebene Verfahrenszeit, bei der geringere Temperaturen angewendet
werden, mehr Perlenprallmaterial erforderlich. Es ist möglich, das
Verfahren bei erhöhter
Temperatur auszuführen, und
dies kann teilweise unter Verwendung von erhitztem Wasser im Mahlschritt
erreicht werden. In der Tat stellte sich heraus, dass eine erhöhte Temperatur,
die entweder von außen,
beispielsweise durch die Verwendung von heißem Wasser oder Wärmeverkleidung,
auferlegt wird oder in situ erzeugt wird, mit einer Beschleunigung
des Abreibevorgangs verbunden ist. Im Falle von CDs, die eine äußere Acrylatschicht
aufweisen, die über
der Metallschicht liegt, verringert die Anwendung einer erhöhten Temperatur auch
vorteilhafterweise die Intaktheit der Acrylatschicht, wodurch ihre
Entfernung erleichtert wird. Es wird angenommen, dass bei erhöhter Temperatur das
Acrylat klebrig/klebend wird und diese Eigenschaft zu einer gesteigerten
Entferung der darunterliegenden Metallschicht führen kann, wenn die Acrylatschicht
selbst entfernt wird. Das Verfahren der Erfindung kann daher bei
erhöhter
Temperatur ausgeführt
werden, vorausgesetzt, dass das polymere Substrat, das wiederzuverwerten
gewünscht
wird, nachteilig beeinflusst wird. Folglich kann, wo das polymere
Substrat ein Polycarbonat ist, das Verfahren bei einer Temperatur
von beispielsweise bis zu 120°C ausgeführt werden
(in welchem Fall das Verfahren unter Druck ausgeführt werden
muss). Wenn das Verfahren bei Atmosphärendruck ausgeführt wird, beträgt die Höchsttemperatur
100°C. Bei
der Ermittlung der Temperatur, bei der das Verfahren ausgeführt wird,
muss die Temperaturerhöhung
auf Grund des Mahlvorgangs selbst berücksichtigt werden.
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Das
Mahlen findet in irgendeiner geeigneten Vorrichtung statt, die fähig ist,
ein starkes Scheren zwischen den Flocken und dem Perlenprallmaterial zu
bewirken. Somit können
ein Mischer mit starkem Scheren, eine gerührte Reibungsmühle, ein
Stiftmühlenmischer
oder eine Perlmühle
verwendet werden. Die Dauer des Mahlens variiert abhängig von
solchen Faktoren, wie dem durch den Mischer verliehenen Scheren,
der Art und dem Anteil des Perlenprallmaterials, der Flockengröße und der
Temperatur, und kann für
optimale Ergebnisse auf der Basis Fall für Fall ermittelt werden.
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Vor
dem Mahlen ist es bevorzugt, dass die Flocken in einem wässrigen
Medium gewaschen werden, das ein Detergens oder ein oberflächenaktives
Mittel enthält,
das geeignet ist, jegliches teilchenförmigen und absorbierten Verunreinigungen
von der Flockenoberfläche
zu entfernen.
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Nach
dem Mahlen wird den Flocken aus polymerem Substratmaterial Wasser
hinzugefügt.
Dies wäscht
wirksam die Flocken, um jegliche Abriebprodukte und das Perlenprallmaterial
zu entfernen. Vorzugsweise werden die Flocken dem scherwaschen mit
Wasser unterzogen. In diesem Schritt verwendetes Wasser kann zum
Mahlschritt zurückgeführt werden,
um den Verlust an möglicherweise
wertvollen Bestandteilen zu minimieren.
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Die
Flocken aus gewaschenem polymeren Substrat werden dann vom metallhaltigen
Material und anderen Materialien, wie sie aus irgendeiner (irgendwelchen)
darüberliegenden
Schicht(en) abgeleitet werden, unter Verwendung herkömmlicher
Techniken getrennt. Die getrennten Flocken aus polymerem Substrat
können
dann durch herkömmliche Techniken
entwässert
und getrocknet werden. Das polymere Substrat liegt nun in einer
Form vor, die für weitere
Anwendungen nützlich
sein kann. Abhängig von
der Qualität
des resultierenden Polymers kann dies Wiederverwendung in einem
elektronischen Material, wie einer CD oder DVD, beinhalten. Alternativ kann
das polymere Substrat bei Anwendungen verwendet werden, bei denen
die Qualität
des Materials nicht so kritisch ist.
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Das
metallhaltige Material wird behandelt, um das Metall zurückzugewinnen.
Dies kann unter Verwendung eines Eindickers, wie eines Lamelleneindickers,
erreicht werden, der gestattet, dass sich Metallfeststoffe absetzen
und überfließendes Wasser entfernt
wird. In diesem Schritt kann ein herkömmliches Flockungsmittel verwendet
werden. Das Metall kann dann durch Filtriertechniken, wie durch
Verwendung eines Druckfilters, Trommelfilters oder Bandfilters,
weidergewonnen werden. Es wird ein Metallkuchen erhalten.
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Im
Falle von CDs und DVDs beinhaltet das elektronische Abfallmaterial
hauptsächlich
Polycarbonat-Polymere, Aluminium und Gold. Es kann jedoch auch eine
Anzahl von weiteren Materialien vorhanden sein. Diese beinhalten
verschiedene Haftmittel, polymere Materialien, Lacke und Drucktinten.
Um den Wert des Polycarbonat-Polymers zu maximieren, ist es wichtig
und bevorzugt, dass es in seinem wiedergewonnenen Zustand frei von
Verunreinigungen ist und auch dass sein Molekulargewicht durch den Wiedergewinnungsvorgang
nicht nachteilig verringert wurde. Jede unerwünschte Verringerung des Molekulargewichts
kann behoben werden, wobei das Molekulargewicht gemäß herkömmlicher
Techniken erhöht
wird. Es ist weniger wichtig, das Gold frei von anderen Materialien
zu haben, da die Gewichtskonzentration des Golde relativ gering
ist, typischerweise nur 100 ppm.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung kann das Verfahren verwendet werden, um Polycarbonat und
Metall aus einer CD oder DVD wiederzugewinnen. CDs weisen typischerweise
eine Substratschicht aus Polycarbonat auf, das auf einer Seite mit einer
Metallrückenschicht
(normalerweise Aluminium) beschichtet ist. Die CD beinhaltet auch
als äußere Schicht über der
Metallrückenschicht
eine Acrylatschicht. Die vorliegende Erfindung kann angewendet werden,
um die Acrylatschicht und die Metallschicht zu entfernen. Das Metall
kann ebenfalls wiedergewonnen werden. DVDs können ein- oder doppelseitig sein.
In der doppelseitigen Version ist eine Metallschicht, typischerweise
Gold oder eine Goldlegierung, zwischen zwei Substratschichten aus
Polycarbonat dazwischengelegt, und es können Acrylatschichten als äußere Schichten
auf den jeweiligen Polycarbonat-Substratschichten bereitgestellt
sein. Das Metall ist normalerweise mit einem Klebemittel an die
Polycarbonatschichten gebunden. Um Zugang zur Metallschicht zu haben,
ist es notwendig, die DVD-Struktur zu delaminieren. Ein Zerschneiden
der DVD zu Flocken initiiert dies normalerweise und ein nachfolgendes
Mahlen fördert
es. Das Polycarbonat kann unter Verwendung des Mahlens/Abreibens
wie beschrieben isoliert werden.
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Als
praktisches Beispiel ist es bei der Wiederverwertung einer CD oder
DVD der beschriebenen Art bevorzugt, dass die CD oder DVD zu Flocken mit
einer gleichmäßigen Partikelgrößenverteilung von
etwa 6 mm geschnitten wird. Das verwendete Gewichtsverhältnis von
Wasser:Flocken beträgt
typischerweise 1:1 und die Verfahrenstemperatur etwa 80°C. Als Perlenprallmaterial
können
ein Siliciumdioxidpulver mit einer maximalen Partikelgröße von 150 μm oder Polycarbonatpellets
mit einer Partikelgröße von 1
bis 2 mm verwendet werden. In jedem Fall beträgt das Gewichtsverhältnis von
Perlenprallmaterial zu Flocken etwa 1:20.
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Obwohl
sie leicht auf das anwendbar ist, was als herkömmliche elektronische Materialien
betrachtet wird, kann die Erfindung auf jedes Abfallmaterial angewendet
werden, in dem ein Metall auf einem polymeren Substrat bereitgestellt
ist. Beispielsweise kann die Erfindung verwendet werden, um Flugzeugfenster
und reflektierende Rückenteile
von Fahrzeugscheinwerfern wiederzuverwerten.
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Die
Erfindung wird nun durch die folgenden nicht einschränkenden
Beispiele veranschaulicht. In den Beispielen wurden Schätzungen
der Probenreinheit visuell mit der Hilfe einer Lupe vorgenommen.
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Beispiel 1
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Es
wurden 100 DVD-Scheiben in einer mechanischen Mahleinrichtung zu
geschnitzelten Flocken mit einer maximalen Abmessung von 10 mm reduziert.
Die Schnitzel wurden dann in einer Waschstation chemisch gereinigt,
um Oberflächenverunreinigungen
zu entfernen. Das Material wurde dann unter Verwendung eines Siebs
nach Größe auf über und
unter 3 mm getrennt. Der Anteil mit weniger als 3 mm wurde unter
Verwendung von Ballotini-Medien (Glasperlen mit einem Durchmesser
von weniger als 1 mm) eine Stunde lang gemahlen. Der Anteil mit mehr
als 3 mm wurde unter Verwendung von Ballotini-Medien getrennt gemahlen. Die gereinigten
Flocken wurden dann einer gerührten
Perlmühle
zugeführt,
wo sie 15 Minuten lang mit Ballotini-Medien gemahlen wurden. Überraschenderweise
wurde geschätzt,
dass wenigstens 80% der anhaftenden Oberflächenschicht durch die Wirkung
der Perlen und des nun erhitzten Wasser entfernt worden waren.
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Das
Material aus diesen Mahlvorgängen wurde
auf Größenbasis
in goldreiche und Polymerreiche Bruchteile getrennt. Der Polymerbruchteil
wurde entwässert
und getrocknet, um eine Mischungsqualität mit hoher Reinheit von Polycarbonat
zu ergeben.
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Beispiel 2
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0,2
kg von Flocken mit 6 mm einer CD und 0,24 kg Wasser (auf 80°C erhitzt)
wurden unter Verwendung einer Stiftimpeller in einem Behälter mit
90 mm Durchmesser gemahlen, der mit einem Behälter mit 110 mm Durchmesser
als Wasserummantelung umgeben war. Das Perlenprallmedium war Blockbims
mit einer maximalen Partikelgröße von etwa 300 μm. Der Impeller
wurde bei etwa 1500 U/min betrieben. Über den Verlauf einer Stunde
wurde ein Temperaturanstieg von 8°C
beobachtet (die Wassertemperatur fiel anfangs auf 72°C). Nach
nicht mehr als einer Vietelstunde wurden die Flocken als zu 99% rein
abgeschätzt.
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Beispiel 3
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Beispiel
2 wurde wiederholt, außer
dass der Behälter
einen Durchmesser von 88 mm hatte, der Impeller bei 2095 U/min betrieben
wurde und der Test 60 Minuten lang lief. Die Temperatur des Wassers nach
Hinzufügen
zum Behälter
wurde mit 35°C,
nach insgesamt 60 Minuten auf 65°C
ansteigend, aufgezeichnet. Eine bei 30 Minuten entnommene Probe wurde
als zu 97% rein abgeschätzt.
Eine nach 60 Minuten entnommene Probe wurde als zu 99% rein abgeschätzt.
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Beispiel 4
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Beispiel
3 wurde wiederholt, außer
dass der Bims durch 10 g Siliciumdioxid mit einer maximalen Partikelgröße von 150 μm ersetzt
wurde. Nach 15 Minuten betrug die Wassertemperatur 75°C, die nach weiteren
15 Minuten auf 87°C
stieg. Es wurden bei 5 und 30 Minuten Proben entnommen und als zu
95% bis 97% rein abgeschätzt.
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Beispiel 5
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Beispiel
3 wurde wiederholt, wobei die Wassertemperatur nach 5 Minuten 72°C betrug,
die auf 95° nach
15 Minuten anstieg. Eine nach 5 Minuten entnommene Probe wurde als
zu 99% rein abgeschätzt.
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Beispiel 6
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0,1
kg Flocken mit 6 mm einer DVD und 0,28 kg Wasser wurden unter Verwendung
eines Stiftimpellers in einem PVC Behälter mit 83 mm unter Verwendung
von 5 g Bims mit einer maximalen Partikelgröße von 300 μm gemahlen. Nach 5 Minuten betrug die
Wassertemperatur 35°C,
die nach insgesamt 30 Minuten auf 65°C stieg. Proben, die bei 15
und 30 Minuten entnommen wurden, wurden als wenigstens 96% bzw.
wenigstens 98% rein abgeschätzt.
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Als
unabhängiger
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass die Flocken aus
Abfallmaterial als Perlenprallmaterial wirken, d.h. es ist nicht
wichtig, ein fremdes Schleifmittel dazuzunehmen, um den gewünschten
Abrieb zu erreichen. Die vorliegende Beschreibung kann damit im
Sinn verstanden werden. Dies ist besonders bei der Wiederverwertung
von CDs nützlich.
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Über diese
gesamte Beschreibung und die Ansprüche, die folgen, wird der Begriff "umfassen" und Variationen,
wie "umfasst" und "umfassend" so verstanden, dass
er die Aufnahme einer genannten ganzen Zahl oder eines Schritts
oder einer Gruppe von ganzen Zahlen oder Schritten, aber nicht den Ausschluss
irgendeiner anderen ganzen Zahl oder eines Schrittes oder einer
Gruppe von ganzen Zahlen oder Schritten bedeutet, wenn es der Kontext
nicht anders erfordert.