202017. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szárazelemek, szerelt nyomtatott áramkörök és elektronikus alkatrészek újrahasznosítására
1 HU 202017 B 2 A találmány tárgya: eljárás szárazelemek, elsősorban tetszőleges szerkezeti felépítésű, méretű és vegyi összetételű készülékekben alkalmazott nagy teljesítményű szárazelemek, továbbá szerelt nyomtatott áramkörök és elektronikus alkatrészek újrahasznosítására. Az elhasznált villamos szárazelemekkel kapcsolatos környezetszennyezés problémája főleg a berendezésekben alkalmazott nagy teljesítményű elemeknél régóta ismert. Svájcban az évente 5000 tonna eladott szárazelemből például csak kb. 1000 tonnányi kerül vissza a begyűjtőhelyekre. A többi ellenőrizetlen módon szeméttelepekre kerül, viszont a szemétégető berendezésekben történő elégetésre alkalmatlanok. A szárazelemek újrahasznosítására vonatkozó ismert eljárások során először egy kezdeti szakaszban a visszajuttatott szárazelemek összetétel szerinti szétválogatását végzik el. Ez a kezdeti szakasz azonban nagyon költséges, mert azt gyakorlatilag lehetetlen mechanikusan végrehajtani. Azonkívül a hasonló felépítésű és külső megjelenésű szárazelemek esetében is különböző lehet az összetétel, mivel mintegy 200 eltérő alakú és típusú szárazelem kapható a piacon. Az ismert eljárásoknál a fémek koncentrációját folyamatosan csökkentik az eljárás különböző szakaszaiban hozzáadott vegyületekkel, ami azonban energetikai szempontból nézve nem gazdaságos és így kerülendő. Egy laboratóriumi próbának alávetett eljárás során ezért az elemeket először szétválogatják és később mechanikusan feldarabolják. Ennek eredményeként azonban a szerves komponensek csak a következő lépésekben kerülnek osztályozásra. Más ismert eljárásokban adott összetételű hulladék elemeket mechanikusan feldolgozzák, hevítik, kilúgozzák és elektrolizálják (158,627 számú közzétett Európai Szabadalmi bejelentés, 69,117 számú Európai Szabadalmi bejelentés, 894,278 számú BE szabadalmi bejelentés, 880,419 számú JP szabadalmi bejelentés). Ezt követő reakciók eredményeként néhány értékes fémkomponenst visszanyernek, a visszamaradó üledéket azonban továbbra is hulladék kategóriának tekintik, ami a lehető legkevesebb problémát jelenti. Az eljárás gazdaságosságának kérdését csaknem teljesen figyelmen kívül hagyják a hagyományos hulladékfeldolgozási rendelkezések, mivel csak politikai és kömyzetvédelmi megfontolások játszanak szerepet benne. A találmány célja olyan eljárás megvalósítása, amelynek segítségével mind a szárazelemek, mind pedig a szerelt nyomtatott áramkörök és elektronikus alkatrészek szinte teljes újrahasznosítása lehetővé válik és amely a következő előnyökkel jár: Az újrahasznosításra begyűjtött anyag kezdeti szétválogatása szükségtelenné válik, gyakorlati magvalósítása robusztus és érzéketlen bármely előforduló szennyeződéssel szemben, semmilyen környezetszennyező maradékot nem eredményez és ezenkívül anyagi szempontból is jövedelmező. A találmány célját olyan eljárással érthetjük el, amelynek során a rendezetlen keveréket 450 °C és 650 °C közötti hőmérsékleten pirolizáljuk, ezután a pirolízissalakot elektrolizáljuk és ezt követően az elektrolitikus termékeket szétválasztjuk, illetve az elektródon összegyűlt termékeket leválasztjuk. A találmány szerinti eljárás egyik előnyös megvalósítása során a pirolízis gáztermékeit először kondenzátoron keresztül vezetjük, majd 5-10 %-os tetrafluorobórsawal ellenáramban kimossuk és visszavezetjük a kondenzátorba hűtőanyagként, ezt követően ciklonszeparátorral és hulladékszűrővel extraháljuk és végül levegővel elégetjük. A találmány szerinti eljárás további előnyös változata szerint a pirolízissalakot tetrafluorobórsavból vízzel hígított mosósavval kezeljük, szűrjük és a szűrőpogácsát elektrolízisnek vetjük alá, míg a szűrletet kristályosító rendszerbe vezetjük a jelen lévő sók kinyerésére. A piroh'zissalak elektrolízisét az elektrolit oldatában végezzük és szükség esetén a nevezett elektrolitban oldott anyagokat az elektrolit regenerálására kikristályosítjuk. Az elektrolit hígítására előnyösen tetrafluorobórsavat használunk és az elektrolízist 50 °C és 80 °C közötti hőmérsékleten tartott oldattal végezzük. Különösen előnyös a találmány szerinti eljárás olyan változata, melynek során a tetrafluorobórsawal oldott elektrolitot desztilláció útján regeneráljuk és a regenerált tetrafluorobórsavat az elektrolit oldószereként újrahasznosítjuk, az üledékeket pedig pirolízissel az iparban újra hasznosítható fluoridokká alakítjuk. A találmány szerinti eljárás további előnyös változatánál a pirolízissalakot nagyolvasztóban megolvasztjuk, és az elektrolízist a pirolízissalakkal végezzük el. Az elektrolízis folyamán a katódtérben felgyülemlő fémeket később ipari hasznosításhoz metallurgiai, elektrokémiai vagy kémiai úton választjuk le, és az elektrolízis során az elektrolitban oldott bázikus fémeket folyamatosan vagy szakaszosan higanykatódon amalgámként kiválasztjuk. Az elektrolízis folyamán az anódtérben felgyülemlő üledéket leválasztjuk és az elemgyártóhoz juttatjuk vissza újrahasznosításra, ahol is előnyösen az anódiszapot tetralluorobórsawal kezeljük az elemgyártókhoz újrahasznosításra visszajuttatható fémnyomok és fel nem oldódott maradék elválasztására. A pirolízist célszerűen inert gáz alatt, vagy redukáló atmoszférában végezzük. A különböző készülékekben alkalmazható nagy teljesítményű szárazelemek lehetséges összetételére vonatkozó információ például, többek között, a következő publikációkban található: H. A. Kiehne és társai: „Készülékek szárazelemei; Alapok és elmélet, valamint az aktuális technika állása és a fejlődés tendenciái”, Export Verlag GmbH 1983 és a Varta Batterie AG által a VDI-Verlag GmbH Düsseldorf kiadásában publikált „Zárt nikkel kadmium elemek”, 1982. További részletek tárgyalása ezért szükségtelennek tűnik, de a fent idézett források ismeretanyagát a találmány szerinti eljárás kidolgozásánál minden esetben figyelembe vettük. Az eljárás első fázisában a leírás bevezető részében említett komponensek keverékét, amint azok a gyűjtőhelyeken előfordulnak, pirolizáljuk. A gyűjtőhely adottságaitól függően, a pirolízis előtt, előzetes válogatást végezhetünk, de ez csak egy alárendelt szerepet játszik a találmány szerinti eljárásnál, mivel a részle5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
