Przerób odpadów płytek obwodów drukowanych z zastosowaniem procesu pirolizy niskotemperaturowej jako obróbki wstępnej do dalszego przerobu na drodze mechanicznej

• Autorzy: Mikłasz W. , Kozłowski J. , Lewandowski D. , Mrozek A.

Warianty tytułu

EN

Processing of the scrap printed circuit boards by low-temperature pyrolysis process as a pre-treatment for further mechanical processing

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przerób odpadów płytek obwodów drukowanych z zastosowaniem procesu pirolizy niskotemperaturowej jako obróbki wstępnej do dalszego przerobu na drodze mechanicznej Przedstawiono wyniki badań przerobu mechanicznego odpadów płytek obwodów drukowanych z zastosowaniem procesu pirolizy niskotemperaturowej z użyciem azotu jako atmosfery ochronnej [maks. temp. 650 0 C] jako wstępnej obróbki powodującej eliminację spoistości budowy płytek obwodów drukowanych poprzez usunięcie z ich składu frakcji organicznej. W wyniku przeprowadzonej operacji zmniejszono o ok. 23% masę badanego materiału. Brak ciągłości materiałowej i rozluźnienie wzajemnych wiązań powoduje że otrzymany produkt ulega łatwo dalszej obróbce mechanicznej. Zastosowano procesy mielenia w młynie kulowym [9 kul o śr. ø 60,0 – 65,0mm i masie 6400,0g] , ucierania i przesiewania wibracyjnego. Frakcje 0,5 - 5,0mm (4 porcje) otrzymane po mieleniu w młynie kulowym zostały jako jedyne poddane dodatkowo separacji powietrznej. Dodatkowo pobrano próbki z frakcji 0,1-0,2mm i pon.0,1mm, które zostały poddane procesowi wypalania węgla w temperaturze 7000 C w czasie 1 godz. Obróbka ta powoduje dalszy spadek masy [do max.20%] zależnie od momentu pobrania próbki. Należy wziąć pod uwagę, że w trakcie procesu wypalania węgla zachodzi również zjawisko utleniania metali z wyjątkiem metali szlachetnych. Przeprowadzone procesy separacji pozwoliły na wydzielenie frakcji metalicznej magnetycznej [4,79% masy wyjściowej] i frakcji metalicznej niemagnetycznej [14,01% masy wyjściowej]. Obie te frakcje o wielkości ziarna pow.0,2mm zostały przetopione do postaci wlewków. Określono skład chemiczny uzyskanych stopów w postaci litej oraz 7-miu frakcji pylistych [< 0,2mm] przed i po procesie wypalania węgla. Głównym celem przeprowadzonych badań było ustalenie parametrów technologii pozwalającej na przeprowadzenie procesu przerobu w maksymalnie hermetycznych warunkach celem uniknięcia strat metali szlachetnych.

EN

This paper presents results of tests with mechanical processing of scrap printed-circuit boards conducted by low-temperature pyrolysis process under protective atmosphere of nitrogen at the maximum temperature of 6500C, as a preliminary treatment aimed at disintegrating PCBs by separation of an organic fraction from them. This operation reduced mass of the material under tests by about 23 %. The material discontinuity and loosening of the bonds between scrap components facilitates further mechanical processing. The processes of milling conducted in a ball mill [nine balls, 60-65 mm in diameter and 6400 g in mass] followed by grinding and vibration screening have been applied. Four samples were taken from the fractions 0.5 - 5 mm in size obtained after milling in a ball mill and additionally subjected to air separation. Moreover, samples were taken from the fractions 0.1-0.2 mm and below 0.1 mm, which were subjected to carbon burning at the temperature of 7000C for 1 hour. This treatment resulted in further mass reduction [up to 20 %] depending in the moment in which a given sample was taken. It should be remembered that the process of carbon burning is accompanied by oxidation of metals, except for precious metals. The separation processes were carried out, which enabled separation of a magnetic metallic fraction [4.7 % of the initial mass] and non-magnetic metallic fraction [14.01 % of the initial mass]. Both these fractions with a grain size over 0.2 mm in size were smelted into ingots. Chemical composition of the alloys in a solid form and of seven dust fractions below 0.2 mm in size was determined before and after carbon burning process. The main objective of this investigation was to determine technological parameters for process conducting in the hermetic condition so as to eliminate precious metal losses.

Słowa kluczowe

PL

piroliza; odpady; obwód drukowany; rozdrabnianie; separacja

EN

pyrolysis; wastes; printed circuit; comminution; separation

• Wydawca: Mastermedia sp. z o.o.
• Czasopismo: Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 15, nr 3
• Strony: 51--62
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Mikłasz W.

• Instytut Metali Nieżelaznych ul. Sowińskiego 5, 44-101 Gliwice

autor

Kozłowski J.

• Instytut Metali Nieżelaznych ul. Sowińskiego 5, 44-101 Gliwice

autor

Lewandowski D.

• Instytut Metali Nieżelaznych ul. Sowińskiego 5, 44-101 Gliwice

autor

Mrozek A.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Katedra Technologii i Urządzeń Zagospodarowania Odpadów, Konarskiego 18, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• 1. Valorization of Printed Circuit Boards from Waste Electrical and Electronic Equipment by Pyrolysis. Paul T.Williams, Waste Biomass Valor [2010] 1:107-120.
• 2. Leaching of copper and Tin from used printed circuit boards after thermal treatnent. Journal of Hazardous Materials 183 (2010) 866-873. T.Havlik, M.Petranikova D. Orac, A. Miskufova, F. Kukurugya, Z. Takacova.
• 3. Can we decrease the ecological footprint of base metal production by recycling?. D.R.Groot, and P.C.Pistorius,Thje Journal of the Southem African Institiute of Mining and Metallurgy Volume 108 March 2008.
• 4. Using Mechanical Processing in Recycling Printed Wiring Boards. Hugo M.Veit, Carolina de C.Pereira, and Andrea M.Bernardes, Journal of Metals 2002 June.
• 5. Chemical composition and liberation characterization of printed circuit board comminution fines for benefication investigations .I.O Ogunniyi, M.K.G. Vermak, D.R. Groot. Waste Management 29[2009] p.2140-2146.
• 6. Assesment of Precious Metal Flows During Preprocessing of Waste Electrical and electronic Equipment. Perrine Chancerel, Christina E.M.Meslers, Christian Hagelüken, and Vera Susanne Rotter, Journal of Industrial Ecology Volume13, Number 5.October 2009.
• 7. Pyrolysis characteristics of integrated circuit boards at various particie sizes and temperatures.Chiang Hung-Lung, Lin kuo-Hsiung, Lai Mei-Hsiu, Chen Ting-Chien, Ma Sen-Yi. journal of Hazardous Materials 149 [2007] p.151-159
• 8. Kinetic study of the Pyrolysis of Waste Printed Circuit Boards Subject to Conventional and Microwave Heating. Jing Sun, Wenlong Wang, Zhen Liu, Qingluan Ma, Chao Zhao, Chunyuan Ma, Energies 2012, 5,3295-3306 www.mdpi.com/journal/energies
• 9. Pyrolysis of Printed Circuit Boards. T.R. Manakhand, K.K. Sngh, Sumit Kumar Gupta, Somanth Das. International Journal of Metallurgical Engineering 2012, 196): 102-107
• 10. A Review on Printed Circuit Board Recycling technology. Johan Sohaili, Shantha Kumari Muniyandi and Siti Suhaila Mohamad.Journal of emerging Trends in Engineering and applied sciences ( JETEAS) 3 (1):12-18, © Scholarlink Research Institute Journals, 2012 (ISNN; 2141-7016),
• 11. Pyrolysis and combustion of electronic wastes. J. Molto, R.Font, A.Galvez, J.A. Conesa. J. Anal. Appl. Pyrolysis 2008
• 12. Pyrolysis kinetics and TG - FTIR analysis of waste epoxy printed circuit boards. Zhan Zhi-hua, Qiu Ke-qiang. J. Cent. South. Univ. Technol. (2011) 18: 331-336
• 13. Pyrolysis of scrap printed circuit board plastic particles in fluidized bed. Quinjie Guo, Xuehai Yue, Minghua Wang, Yongzhuo Liu. Poder Techology 198 (2010) 422-428
• 14. Pyrolysis of electrical and electronic waste I.de Marco, B.M.Caballero, M.F.Laresgoiti, A.Torres, G.Fernandez, S.Arnaiz. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 82 [2008] p. 179-183.