202017. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szárazelemek, szerelt nyomtatott áramkörök és elektronikus alkatrészek újrahasznosítására
1 HU 202017 B 2 ges válogatás csupán az eljárás energia-egyensúlyára lenne bizonyos javító hatással. A pirolízis során a kemencébe adagolt zúzalék illó komponensei elpárolognak. Ezek ebben az esetben elsősorban víz, szén-dioxid, szén-monoxid, sósav, ammónium-klorid és a higanytartalom legnagyobb része, amelyek nem párolognak ki teljes mennyiségben. A pirolízis említett gáznemű termékeit mosóoszlopokban moshatjuk ki. A pirolízist 450 °C és 650 °C közötti, elsősorban 550 °C -os hőmérsékleten végezzük. Ezen a hőmérsékleten a műanyagok, a keményítő, a szerves komponen - sek és a festékek elszenesednek. A pirolízist inert gáz vagy redukáló atmoszféra alatt is végezhetjük, amelynek eredményeképpen a fémek oxidációját elkerülhetjük. Az első eljárási lépés, a pirolízis, mindig a kiinduló anyagoknak a megszabadítására irányul azoktól az anyagoktól, amelyeket a későbbi eljárás során nem tudunk kezelni. A találmány szerinti eljárás gyakorlati megvalósításának lehetőségeit a mellékelt rajzon ábrázolt példaképpeni kiviteli alakok alapján ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábra a pirolízis és a gáznemű termékek további kezelésének végrehajtására alkalmas elrendezés a 2. ábra az elektrolízis elvégzéséhez alkalmas elrendezést szemlélteti. Ennek megfelelően az A kiinduló anyag pirolízisét erre a célra alkalmas zárt 1 kemencében végezzük, amelynek belsejében 2,666 x 103 Pa és 6,666 Pa közötti értékű, csökkentett nyomás uralkodik, és amelyet 2 burkolat vesz körül. Az 1 kemence külső fala és a 2 burkolat között védő gázburok van atmoszférikus nyomáson. A pirolízis során keletkező G gáznemű reakciótermékeket 3 kondenzátoron keresztül vezetjük, ahol KM kondenzátumot és fémport összegyűjtjük és leeresztjük. A gáznemű alkotóelemeket ezután 4 mosóoszlopba vezetjük, ahol ellenáramban 5-10%-os B tetrafluorobórsawal mossuk ki azokat, majd hűtőanyagként visszavezetjük a 3 kondenzátorhoz. A 4 mosóoszlopban alkalmazott W mosósavat vagy a mosási folyamatba vezetjük vissza, vagy ha elhasználódott és jelentős mennyiségű fémes fluoroborátot tartalmaz a tetrafluorobórsav mellett, a pirolízissalak kezelésére használjuk a később részletesebben ismertetésre kerülő módon. A 3 kondenzátor hűtőberendezését elhagyó gázáramot 5 szellőzővel kivonjuk a 6 ciklon szeparátorból, 7 porszűrőn keresztülvezetjük, majd 8 égetőrendszerbe tápláljuk L levegő hozzáadásával, onnan pedig a gáznemű égéstermékek 9 kéményen keresztül távoznak. A 8 égetőrendszer beáramló gázáramának egy részét elágaztatjuk és mint Gs redukáló védőgázt a pirolízis 1 kemence burkolatához vezethetjük, melynek során adott esetben szükség lehet arra is, hogy a pirolíziskemencében a robbanás veszélyének megakadályozására Gv égésgázokat is keverjünk meghatározott mennyiségben az említett Gs redukáló védőgázhoz. A 7 porszűrőből kivezetett F port a pirolízis 1 kemencéből távozó S salakkal együtt a második eljárási lépésnek, az eletrolízisnek vetjük alá. Ennek során célszerű lehet a pirolízissalakot előzőleg vízzel vagy tetrafluorobórsav-oldatos W mosósavval kimosni. A szuszpenziót azután átszűrjük, a szűrletet kristályosító rendszerbe vezetjük a benne lévő sók kristályosítására, a szűrőpogácsát pedig az elektrolízishez továbbítjuk. Elméletileg erre a célra két elektrolíziseljárás alkal - más, mégpedig a magas hőmérsékleten végzett elektrolízis, ahol a pirolízissalakot megolvasztjuk és az olvadék alkotja az elektrolitot, vagy az alacsony hőmérsékleten végzett elektrolízis, ahol a pirolízissalakot elektrolitban feloldjuk. Mindkét eljárási változat lehetővé teszi a legfontosabb fémek kiválasztását, illetve visszanyerését a salakból úgy, hogy az eljárási lépés gazdaságUag is jövedelmező, mivel a viszonylag ritka és drága fémek előállítása ebben az eljárásban eléggé nagy mennyiségben történhet. Különösen előnyösnek találtuk az eljárásnál, ha alacsony hőmérsékleten végezzük az elektrolízist és elektrolitként tetrafluorobórsavat (HBF4) használunk. Szinte minden fém és azok összetevői oldódnak tetrafluorobórsavban. Ezt az eljárást a leírás következő részében ismertetjük részletesebben, hivatkozással a rajz 2. ábrájára. Az elektrolízis végrehajtásához a pirolízissalakot 10 elektrolíziscellába vezetjük, amely lehet teljesen zárt kivitelű és amely 11 térelválasztóval 17 anódtérre és 22 katódtérre van osztva. A 10 elektrolízis cellába töltött 13 elektrolízis oldat, mint fent említettük, tetrafluorobórsav, előnyösen 50%-os műszaki minőségű, de elvileg más elektrolízisoldatok is megfelelnek. A pirolízis S salakot 14 műanyag hengerbe töltjük, amelynek alső, az elektrolitba merülő vége műanyaggal bevont 15 ráccsal van lezárva. A pirolízis S salakot a darabolatlan elemek formájában fém vagy grafit 16 nyomólap által F nyomással nyomjuk lefelé. A 16 nyomólap alkotja az anódot, de nem érintkezik közvetlenül a 13 elektrolízisoldattal, a tetrafluorobórsav - val és ennek következtében hosszú élettartamú. Az anód mellett műanyagból kialakított 17 anódtér található, amelyben a 18 anód iszap összegyűlik. Ez főleg szilárd üledéket, mint például porított grafitot, mangán-oxidot, porcelánt, üveget, valamint kis mennyiségben szemcsés higanyt és szinterezett oxidokaí tartalmaz. Az anód körül a következő képlettel leírható folyamatok játszódnak le: Me° - 0e -* Me"+ amely képlet alkalmazható minden, a szárazelemgyártók által alkalmazott fémre. Az eljárás során a tetrafluorobórsav azon sói keletkeznek, amelyek nagyon kevés kivétellel könnyen oldódnak. így a szárazelemek elektrolitikusan szétbontásra kerülnek és az oldatba jutnak. Az eljárás során oxigén is felszabadul, ami a grafit elbontásához szükséges. A keletkezett anódiszapot ezt követően utókezeléssel dolgozhatjuk fel, vagy közvetlenül visszaszállíthatjuk a gyártókhoz újrahasznosításra. A ka tód fémlapból, például vasból kialakított 19 katódlemezként van kialakítva és a következő fémek rakódnak le rajta: Fe, Ni, Zn, Cd, Ag, Cu, Hg, Co, Sn, Pb és Au. Nem fordul elő azonban a bázikus fémek, mint például Al, K, Li, Na stb. lerakódása. A 20 nemesfémek lerakódása fémes formában a 19 katódlemezen vagy 21 katódiszapban történik, amely a műanyag gyűjtőteknőként kialakított 22 katódtérben gyűlik össze. Az említett fémeket metallurgiai eljárással választjuk szét, feldolgozzuk, majd visszaszállíthatjuk az iparba újrahasznosításra. 5 10 15 20 25 30 35 40 46 50 55 60 65 3
