202017. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szárazelemek, szerelt nyomtatott áramkörök és elektronikus alkatrészek újrahasznosítására
1 HU 202017 B 2 Mivel a ka tód körűi hidrogén és kis mennyiségű klór is felszabadul a folyamat közben, ajánlatos a cella egyik oldalán található 23 szellőzőn keresztül friss levegőt befúvatni és a gázokat az ellentétes oldalon elszívni, hogy ne keletkezhessen robbanó gázkeverék. Az elszívott gáz- és porkeveréket 24 szűrőn vezetjük keresztül a légnemű és a lerakodott szilárd anyagok szétválasztására és végül 25 mosóoszlopban tisztítjuk. Ezt előnyösen nátriumot és kálum-hidroxidot tartalmazó mosófolyadékkal végezhetjük, amelyet a pirolízis S salak kezelésére használtunk. Dy módon a jelen levő kloridokat kivontuk a folyamatból. A 10 elektrolíziscella alján 26 melléktermékek kis mennyisége, mint például higanykolloid és lehetséges hidrolízistermékek, mint például instabü Hg(BF4>2 komponensekből származó HgO gyűlik össze. Az elektrolitot folyamatosan keringtethetjük 27 szűrőrendszeren keresztül. Az „elektrolitikus szétválasztást” tovább gyorsíthatjuk a rajzon nem ábrázolt keverők és ultrahangos sugárzók segítségével. Az elektrolízisnél alkalmazott feszültség igen alacsony lehet. Kísérleti rendszerekben +6 V körüli feszültségeket alkalmaztunk, de a gyakorlatban ennél alacsonyabb feszültségeket is alkalmazhatunk. Az áramsűrűség 20-50 A/dmz közötti értékekre állítható. A ka tódon 1 g fém kiválasztásához körülbelül 1-1,5 Ah szükséges. A belső ellenállás következtében az elektrolit a szükséges 40-80 °C közötti üzemi hőmérsékletre melegszik. Ezen a hőmérsékleten a grafit oxidálódik és porlasztódik a tetrafluorobórsavban az anód körül. Az elektrolitként alkalmazott tetrafluorobórsav oldókapacitása a fémtől függően 200-400 g fém/1 között változik. A találmány szerinti eljárás jövedelmezősége magában foglalja annak a lehetőségét is, hogy az elektrolitként használt tetrafluorobórsavat regeneráljuk. Ilyen regenerálás először magában az elektrolíziscellában történik ionjaik formájában az elektrolitban oldott fémek lerakódása közben, így az eljárás során nincs akadálya a savegyensúly kialakulásának. Azok a fémek, amelyek elektrokémiai tulajdonságuk folytán nem válnak ki a savas közegben, mint például az alumínium, a kálium, a lítium és nátrium, akkor távolíthatók el, amikor a kristályosodás bekövetkezik az amalgám katódon a fluoroborátok nagy koncentrációjának következtében nátrium, kálium és lítium lerakódása formájában. Az amalgám katódon összegyűlt fémek nehézség nélkül leválaszthatók. Idővel azonban további szennyeződések, mint például különböző fluoroborátok és nyomelemek is összegyűlnek az elektrolitban. Az elektrolit ezután egyszerű desztilláció útján regenerálható, amely vákuumban végezhető és így a tetrafluorobórsav termikus bomlása nem következik be. A desztilláció során alul összegyűlő fémes fluoroborátok a meg' ilelő fluoridok képzéséhez ezt követően mintegy 150 °C hőmérsékleten pirolizálhatók. Vízben oldódó bórtrifluoridgáz is felszabadul, amely ismét tetrafluorobórsawá alakítható hidrogénfluorid hozzáadásával, és amely azután ismét visszavezethető az elektrolízis folyamatba. A desztilláció alján összegyűlő pirolízistermékek és a fémek fluoridjai frakcionált desztülációval választhatókéi egymástól, miután visszaszállíthatok ipari újrahasznosításra. Az eljárás azzal a nagy előnnyel rendelkezik, hogy technikailag egyszerű módszerekkel a szárazelemek, szerelt nyomtatott áramkörök és elektronikus alkatrészek minden komponense visszanyerhető környezetszennyező maradékok termelése nélkül. A szükséges reagensek zárt ciklusban újra felhasználhatók. A találmány szerinti eljárás alkalmazása ezért nemcsak ökológiai szempontból igen értékes a környezetre veszélyes hulladékok kezelésének szükségtelenné válása következtében, hanem jövedelmező is, mivel a kiinduló termékek, mint elhasznált szárazelemek, régi elektronikus alkatrészek és hibás szerelt nyomtatott áramkörök költség nélkül összegyűjthetők, és az ezekben lévő relatív nagy koncentrációjú értékes fémek gazdaságos energiafelhasználással nyerhetők vissza, és mert olyan félkész termékek állíthatók elő, melyek az iparban újrahasznosíthatok. Az eljárás energetikai és anyagi szempontból is igen gazdaságos, mivel a fémek magas koncentrációja az egész eljárás folyamán megmarad és nem történik olyan oldószeres kezelés, amely az entrópiában jelentős növekedést okozna. Annak a ténynek a következtében, hogy a találmány szerinti eljárás alkalmazása a feldolgozott anyagok teljes lebontását és minden fontos alkotóelem visszanyerését lehetővé teszi, előnyös továbbá, hogy a mind ez idáig többé-kevésbé értéktelennek tekintett hulladékok olyan hasznos nyersanyagforrásnak bizonyultak, amelyeket különben csak más országokból lehetett volna importálni. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Eljárás szárazelemek, elsősorban tetszőleges szerkezeti felépítésű, méretű és vegyi összetételű, készülékekben alkalmazott nagy teljesítményű szárazelemek, továbbá szerelt nyomtatott áramkörök és elektronikus alkatrészek újrahasznosítására, melynek során a kiinduló anyagokat felhevítik és a visszamaradt anyagban jelenlévő fémeket elektrolitikusan szétválasztják, ázzál jellemezve , hogy a) a rendezetlen keveréket 450 °C és 650 °C közötti hőmérsékleten pirolizáljuk, ezután b) a pirolízissalakot elektrolizáljuk és ezt követően c) az elektrolitikus termékeket szétválasztjuk, illetve az elektródon összegyűlt termékeket leválasztjuk. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a pirolízis gáztermékeit először kondenzátoron keresztül vezetjük, majd 5-10%-os tetrafluorobórsawal ellenáramban kimossuk és visszavezetjük a kondenzátorba hűtőanyagként, ezt követően ciklon szeparátorral és hulladékszűrővel extraháljuk és végül levegővel elégetjük. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a pirolízissalakot tetrafluorobórsavból vízzel hígított mosósavval kezeljük, szűrjük és a szűrőpogácsát elektrolízisnek vetjük alá, míg 6 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
