分层处理方法技术

一种用于回收聚合物基底上有金属的废旧电子材料的方法，该方法包括如下步骤：有水存在下，用颗粒撞击材料碾磨碎片状的废旧电子材料，获得清洁的聚合物基底；加水碾磨，将清洁的聚合物基底碎片从含金属的材料中分离出来；将清洁的聚合物基底去水并干燥；然后从含金属的材料中回收金属。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种循环利用如CDs和DVDs的光记录介质的废旧电子材料的处理方法。该方法还涉及为了回收废旧电子材料的组分而采取的分层处理。已知的用于循环利用废旧电子材料的方法包括熔炼法和化学分解处理，这能直接得到稀有金属。这些方法对塑料材料有破坏性，并且，塑料材料的处理会导致环境问题。相应的，化学处理方法也容易导致对环境的损害。转让给索尼音乐娱乐公司的美国专利NO.5,306,349，公开了一种将CD中漆涂层和铝层从聚碳酸酯基底中分离的方法。该方法将CD浸于碱液中，并在CD上加超声波能量。但是，当金存在下该方法的效果就不太理想；此外，该方法还会降解聚碳酸酯塑料。还用了利用物理机理的而不是化学机理的循环处理方法。例如，尝试使用切开和刮削技术将金属层和聚合物基底分离。但是，当大量物质用于循环处理时，利用这种技术的生产量很低并且也不经济。此外，出于安全的考虑，厂商通常先将产品(如CDs和DVDs)切成小块然后再运往循环处理厂。切开和刮削技术不能被用于切成小块的产品上。基于现有的这些技术，本专利技术提供的这种循环处理废旧电子材料的方法不涉及到有毒害的化学物质，不影响环境，处理量高，并且不需要材料以整体形式存在。该方法容易操作又经济。此外，进一步发现，我们希望回收的聚合物在循环处理过程中并不降解，这也使得我们能得到高质量的回收产物。说明书中术语“碾磨”用来表示废旧电子材料表面和颗粒材料接触进行磨损的任何处理。这种磨掉刮擦材料表面层是本专利技术的基本原理。在本
技术实现思路
中，术语“碾磨”和“磨损”除了他们在颗粒科学产业中的通常意思外，两者经常互换使用。用于碾磨的废旧材料是碎片状的。这意味这刮擦材料，例如CD或DVD被切成了一个个碎片。这可以使用传统的切碎机或制粒机来实现。切碎/制粒机整洁地切割材料，没有任何弯曲和变形，因此所得到的碎片也是平坦的(认定初始整体材料是平坦的)。刮擦材料在切碎/制粒中的弯曲和变形可以导致聚合物基质材料上的金属污点，和/或由于物质间的遮掩导致碾磨工序效率的降低。刮擦材料需要在回收时候被切成碎片或者以碎片状运送来用于回收处理。因此，本方法的预处理步骤包括将废旧电子材料运送到碎片加工厂切割成碎片。切割后的碎片然后被运送到回收厂进行前面描述的加工步骤。如果刮擦材料需要用于回收处理，很明显在加工处理过程之前的碎片制备是必需的。实际上，刮擦材料都是以碎片形式用于回收处理，根据碎片的大小，在回收处理前进行进一步的切割。在实施例中，碾磨之前的碎片大小通常是1-20mm，比如1-15mm，优选4-8mm，更优选4-6mm。合适的碎片大小有赖于诸如在碾磨中颗粒撞击材料的大小。如果碎片太小，有价值的聚合物材料会在后续的操作步骤中丢失。碎片大小和碾磨过程中的颗粒撞击材料大小是有关联的。对于大一点的碎片，碾磨所用的颗粒撞击材料大小和小碎片所用的颗粒撞击材料的大小是不同的。在一个优选的实施例中，碎片大小分布在一个很狭窄的范围内，因此相应地在碾磨步骤中颗粒撞击材料大小的分布也在一个狭窄的范围里。例如，至少50wt％，如至少75wt％的碎片具有4-8mm的大小，优选4-6mm。一般情况下，用于处理的一批碎片包含有一个较宽的碎片大小分布范围，为了碾磨充分，颗粒撞击材料也包含一定范围的大小分布。在专利技术的一个实施例中，用于处理的碎片可能包含一定范围分布的碎片大小，所以用第一种直径大小的颗粒撞击材料碾磨碎片能很有效地碾磨至预定尺度之上，然后用第二种直径大小的颗粒撞击材料碾磨碎片至预定尺度或预定尺度以下。该专利技术的实施例包括如下步骤有水存在下，用第一种直径大小的颗粒撞击材料碾磨碎片状的废旧电子材料，该废旧电子材料的碎片大小在预定尺度之上，碾磨后得到清洁的多聚物基底碎片；有水存在下，用第二种直径大小的颗粒撞击材料碾磨碎片状的废旧电子材料，该废旧电子材料的碎片大小为预定尺度或之下，碾磨后得到清洁的多聚物基底碎片；在磨料中加入水，并从含金属的材料中分离清洁的多聚物基底碎片；将清洁的多聚物基底碎片去水并干燥；处理含金属的材料来回收金属。在这一实施例中，预定的大小通常是3mm。第一种直径大小的颗粒撞击材料通常大于1000μm，第二种直径大小的颗粒撞击材料通常小于1000μm。第一步的磨损或切割步骤能将聚合物基底的金属去掉80-90％。作为这个实施例的进一步特征，在第一步的碾磨之前，还包括如下步骤将废旧电子材料运送到碎片加工厂；在加工厂将刮擦材料切割成碎片；然后将碎片运送到碾磨厂。对于一般预定的碎片尺度(1-20mm)，碾磨过程可能会使用颗粒大小如50μm小的颗粒撞击材料。如果碎片或碎片大部分(例如超过50wt％)具有20mm的尺度大小，颗粒撞击材料的颗粒大小就需要高达3mm。颗粒撞击材料的功能是通过磨损分离出金属、以及金属外的膜层。本领域的普通技术人员根据需要以及下文表述的其它相关操作参数，可以选择出合适的颗粒撞击材料的颗粒大小。任何能去除金属的以及除任何金属外的其它涂层颗粒撞击材料都可以使用。因此，颗粒撞击材料需要有合适的表面硬度。不同碎片间的相互作用在磨损中也起到一定的作用。为了有最好的效果，优选颗粒撞击材料的颗粒具有不规则的表面。同样优选颗粒撞击材料具有较硬的表面。当碾磨过程在水中进行时，该材料在水中也应该是稳定的。在本专利技术的过程中，通常温度会逐渐升高，要求颗粒撞击材料在反应的最高温度也能保持完整性。颗粒撞击材料可以使用塑料、含硅材料、陶瓷和金属粉末。实施例中包括浮石、沙、玻璃粉、硅藻土和硅碳化物。这些材料都是可以买到的。也可以使用市场上有的洗涤剂，这种洗涤剂在液体或者膏中包含有研磨颗粒，例如Ajax和Jif。优选使用颗粒大小在大约300μm或更小的浮石，或者颗粒大小在150μm或更小的硅。使用金属作为颗粒撞击材料常常由于研磨导致聚合物基底的漂白退色。陶瓷材料表现出了极好的磨损特性，但是这一点往往被它易碎的特性所抵消。在一个实施例中，还使用了此文描述的回收方法的聚合物材料本身作为颗粒撞击材料。由此，在聚合物材料是聚碳酸酯的CDs和DVDs中，颗粒撞击材料可以是回收的聚碳酸酯。在本专利技术的一个实施例中，优选颗粒撞击材料的密度和要回收的聚合物基底材料密度基本相似(±50％)。这样做的效果是有利于颗粒撞击材料和碎片的混合与分散。如果颗粒撞击材料的密度和聚合物基底不相同，两者分离可能会导致磨损效率降低。为了有利于颗粒撞击材料和碎片间的混合与分散，两者的大小应相互匹配。颗粒撞击材料的数量会根据碎片材料的数目而变化，这会影响磨损的速度。因此，相对于碎片数目，颗粒撞击材料的比例高时，去除金属和外膜层的速度也相应的会快。但是，磨损的速度也要和材料和/或后续的设备的损耗速率相平衡。通常情况下，颗粒撞击材料和碎片的质量比为1∶30，比如1∶20。实际上，处理质量受到处理时间的影响，而处理时间又是受到诸如耗电影响。本专利技术一个重要方面是碾磨步骤在有水存在下进行。水在此起到润滑剂和热传导介质以及碾磨产物的辅助传输作用。如果不想被下述的假说所限制，可以相信，高强度的磨损是由于颗粒撞击材料导致在各种膜层之间的界面的碎片产生的快速变性和高温，例如在金属/聚合物基质界面，导致连接和分层减少。通常，水和碎片的重量比范围在1∶3到3∶1，优选1∶1。如果水的比例远本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于回收聚合物基底上有金属的废旧电子材料的方法，该方法包括如下步骤： 有水存在下，用颗粒撞击材料碾磨碎片状的废旧电子材料，获得清洁的聚合物基底； 加水碾磨，将清洁的聚合物基底碎片从含金属的材料中分离开来； 将清洁的聚合物基底去水并干燥；然后从含金属的材料中回收金属。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼思希特，马克R霍奇，约翰悉尼霍尔，迈克尔斯科特麦克雷威廉斯，
申请(专利权)人：迈特斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]