PCB-Recyclinglinie – ToronEWR™ PCB
Die ToronEWR™ PCB-Recyclinganlage trennt Kupfer von Laminat in Leiterplattenabfällen und gewinnt 93 bis 98 Prozent des Metallgehalts als verkaufsfähiges Pulver zurück. Durch mehrstufiges Zerkleinern werden die Leiterplatten zu Granulat verarbeitet. Anschließend trennen Windsichtung und Vibrationsseparation die Metallfraktion von der Nichtmetallfraktion. Die Basiskonfiguration verarbeitet ca. 3,000 Tonnen pro Jahr und kann an den Kundenbedarf angepasst werden. Der Restmetallgehalt im gewonnenen Nichtmetallpulver liegt laut Herstellerangaben zwischen 2 und 5 Prozent.
Leiterplattenhersteller sind der Hauptabnehmer. Die Produktion erzeugt kontinuierlich Leiterplattenabfälle, Randrahmen und Bohrpulver. Alle drei enthalten wertvolles Kupfer, dessen Rückgewinnung sich lohnt, anstatt es entsorgen zu lassen. Elektronikschrottverarbeiter, die im Rahmen von Entsorgungsverträgen gesammelte Leiterplatten verarbeiten, arbeiten nach demselben Prinzip. Das Rohmaterial wird als unbestücktes Laminat und nicht als vollständig bestückte Baugruppen angeliefert, wodurch der Prozess durchgehend mechanisch bleibt.
Die geschlossene Konstruktion ist das grundlegende Designprinzip der gesamten Anlage. Das Material durchläuft einen geschlossenen Prozess vom Einlauf bis zum Auslauf, sodass Glasfasern, Harzstaub und Kupferfeinanteile im System verbleiben und nicht in den Arbeitsbereich gelangen. Ein Zyklonabscheider und ein Impulsstrahl-Entstauber erfassen diese Partikel und führen sie dem Produktstrom wieder zu. Die Staubkontrolle dient somit gleichzeitig der Ausbeuteoptimierung. Die Abluft wird vor dem Auslauf gereinigt.
PCB-Recyclinganlage – ToronEWR™ PCB-Anwendungen
Die ToronEWR™ PCB-Produktlinie dient Leiterplattenherstellern, die ihre eigenen Abfälle zurückgewinnen, und Verarbeitern, die Leiterplatten als zugekauftes Rohmaterial verwenden.
- Leiterplattenfertigungsanlagen: Gewinnt Kupfer von fehlerhaften Leiterplatten, Resten und Ausschussware zurück, die beim Ätzen, Laminieren und der Oberflächenbearbeitung anfallen.
- Rückgewinnung von Bohrpulver: verarbeitet das kupferhaltige Pulver, das sich bei Bohr- und Fräsarbeiten ansammelt
- Bearbeitung von Platinenrahmen und Kantenbeschnitt: Behandelt die nach dem Abtrennen der Paneele verbleibenden Laminatrahmen, die in nennenswertem Umfang rückgewinnbares Kupfer enthalten.
- Elektronikschrottverarbeiter: Bearbeitet Leiterplattenabfälle, die im Rahmen von Entsorgungs- und Rücknahmeverträgen gesammelt werden.
- Kupferraffinerien und -hütten: liefert konzentriertes Kupferpulver als Ausgangsmaterial für die nachfolgende Raffination
- Elektronikvertrag Manufacturers: schließt einen internen Kreislauf für Bordabfälle, die in mehreren Kundenprogrammen anfallen.
- Anbieter für die Entsorgung von IT-Anlagen: Fügt die Platinenverarbeitungsfunktion zusätzlich zur Gerätezerlegung und Datenvernichtung hinzu
- Metallrecyclingbetriebe: wandelt einen minderwertigen Mischrohstoff in ein hochwertiges Kupferkonzentrat um, das einen Marktpreis erzielt.
- Laminat- und Substrathersteller: gewinnt Material aus Produktionsabfällen in der Substratlieferkette zurück
- Automobilelektroniklieferanten: verarbeitet Platinenabfälle aus der Steuermodul- und Sensorfertigung
- Hersteller von Telekommunikationsgeräten: Behandelt Plattenabfälle, die bei der Produktion und der Erneuerung von Anlagen anfallen.
- Umweltdienstleister: bringt die Leiterplattenbearbeitung ins eigene Haus, anstatt das Material an einen Drittanbieter weiterzuleiten
PCB-Recyclinganlage – ToronEWR™ PCB-Hauptmerkmale
Die ToronEWR™ Leiterplattenlinie kombiniert eine dreistufige Größenreduzierung mit zwei Trennprinzipien in einem Gehäuse, das sowohl das Produkt als auch den Arbeitsbereich unter Kontrolle hält.
- Metallrückgewinnung von 93 bis 98 ProzentLaut Lieferantenangaben konnten über 93 Prozent des enthaltenen Metalls in der Kupferpulverfraktion zurückgewonnen werden.
- Geringer Restmetallgehalt in nichtmetallischem PulverDie zurückgewonnene Laminatfraktion enthält 2 bis 5 Prozent Metall, was den verbleibenden Wert begrenzt.
- Vollständig geschlossener ProzessDas Material bleibt vom Einlauf bis zum Auslauf versiegelt, sodass Staub und Fasern nicht in die Betriebsumgebung gelangen.
- Stufenweise Größenreduktion: Drei Zerkleinerungsschritte tragen die Platinen schrittweise ab, anstatt in einem Durchgang, wodurch das Kupfer vor Überzerkleinerung geschützt wird.
- Primär-Aktenvernichter ohne SiebDie zweischachtige Stufe arbeitet ohne Sieb, was für Rahmen und Hartlaminate geeignet ist, die eine Siebkammer verdecken würden.
- Doppelte TrennprinzipienWindsichtung und Vibrationsseparation arbeiten mit unterschiedlichen Partikelgrößen, anstatt sich gegenseitig zu duplizieren.
- Zyklon- und Schlauchfilter-WiederherstellungDer aufgefangene Staub gelangt zurück in den Produktstrom, daher trägt die Staubkontrolle direkt zur Ausbeute bei.
- Pulse-Jet-Filterreinigung: Umgekehrte Luftimpulse reinigen die Filtersäcke während des Betriebs, wodurch der Luftstrom konstant gehalten wird, ohne die Leitung zu unterbrechen.
- Abgasreinigung vor der EinleitungDie Prozessluft wird durch eine Aufbereitungsanlage geleitet, anstatt direkt aus dem Gebäude abgeleitet zu werden.
- Reduzierter Lärm und VibrationDie geschlossene Bauweise senkt beides, was für eine Produktionslinie innerhalb einer Fertigungsanlage von Bedeutung ist.
- Verarbeitet drei SchrottartenAusrangierte Bretter, Kantenrahmen und Bohrpulver durchlaufen alle die gleiche Maschinenanlage.
- Trockenes mechanisches VerfahrenBei der Rückgewinnung werden weder Auslaugungschemikalien noch Waschwasser verwendet, sodass kein Abwasserstrom behandelt werden muss.
- Hohe AutomatisierungDie Linie läuft mit minimalem manuellem Eingriff während des gesamten Prozessablaufs.
- Einfache WartungDie Geräte sind für einfache Wartung und routinemäßigen Betrieb ausgelegt.
- Konfigurierbare KapazitätDie Basisanlage verarbeitet jährlich etwa 3,000 Tonnen und kann an ein anderes Durchsatzziel angepasst werden.
Theorie und Methode
Eine Leiterplatte ist ein Laminat, das auf Langlebigkeit ausgelegt ist. Kupferfolie ist mit gewebten Glasfasern verbunden, die in Epoxidharz ausgehärtet sind. Diese Verbindung verhindert eine Trennung, da sie für die Stabilität der Leiterplatte konzipiert wurde. Durch mechanisches Zerkleinern wird das Laminat so weit reduziert, bis Kupfer und Substrat als separate Partikel vorliegen. Dies geschieht durch stufenweises Zerkleinern: Die Leiterplatten werden zunächst von 20 auf 50 mm, dann unter 10 mm und schließlich zu Granulat verkleinert. Dadurch wird ein zu starkes Zerkleinern verhindert, das Kupfer zu nicht mehr rückgewinnbaren Feinstpartikeln verschmieren würde.
Die Trennung basiert auf einem Dichteunterschied von etwa 4,5 zu 1. Kupfer hat eine Dichte von ca. 8.96 Gramm pro Kubikzentimeter, während das ausgehärtete Laminat ca. 1.8 bis 2.0 Gramm pro Kubikzentimeter aufweist. Zwei Verfahren nutzen diesen Unterschied bei verschiedenen Partikelgrößen. Der Windsichter arbeitet mit der Sinkgeschwindigkeit und trennt zunächst leichte, nichtmetallische Feinanteile ab. Die Vibrations-Schwerkraft-Trennung verarbeitet das klassierte Material: Ein oszillierendes Deck und aufsteigende Luft verflüssigen das Bett, sodass sich das dichtere Kupfer nach unten schichtet und einen anderen Weg nimmt als das darüber liegende Laminat.
Die Staubabsaugung ist integraler Bestandteil des Aufbereitungsprozesses und kein bloßes Zubehör. Beim Mahlen von ausgehärtetem Laminat werden lungengängige Glasfasern und Harz sowie feine Kupferpartikel freigesetzt. Daher enthält die Abluft jeder Stufe neben Produktpartikeln auch Verunreinigungen. Der Zyklon trennt Feststoffe aus diesem Luftstrom durch Rotation: Ein tangentialer Einlass versetzt das Gas in einen Wirbel, und Partikel mit ausreichender Trägheit prallen gegen die Wand und spiralen nach unten. Filtersäcke fangen den vom Zyklon durchgelassenen Staub auf, der durch Gegendruckimpulse wieder abgeschüttelt wird.
PCB-Recyclinganlage – Technische Spezifikationen der ToronEWR™-Leiterplatten
Systemübersicht
| Parameter | Normen |
|---|---|
| System Typ | Trockene mechanische Zerkleinerungs- und Trennanlage für Leiterplattenabfälle |
| Jährliche Verarbeitungskapazität | Ungefähr 3,000 Tonnen pro Jahr (Basiskonfiguration) |
| Verarbeitbarer Rohstoff | Leiterplattenabfälle, Leiterplattenrandrahmen, Produktionsbohrpulver, Elektronikschrott aus Leiterplatten |
| Ausgabematerialien | Kupfer- und Metallpulver, Nichtmetallpulver, gesammelter Staub |
| Metallrückgewinnungsrate | 93 bis 98 Prozent (Angabe des Lieferanten) |
| Metallgehalt in nichtmetallischem Pulver | 2 bis 5 Prozent (Angabe des Lieferanten) |
| Primäre Schredderleistung | 20 zu 50 mm |
| Ausstoß des Grobbrechers | Innerhalb von 10 mm |
| Endgültige Reduktion | Granulatgröße für die Trennung |
| Prozessgehäuse | Vollständig abgedichtet von der Zufuhr bis zur Ausfuhr |
| Trennmethoden | Windsichtung und Vibrationsschwachtrennung |
| Staubkontrolle | Zyklonabscheider mit Impulsstrahl-Schlauchfilter |
| Abgasbehandlung | Reinigung vor der Entlassung |
| Prozesstyp | Trocken, ohne Auslaugung von Chemikalien oder Waschwasser |
| Automatisierungsstufe | Hoch, mit begrenzter manueller Intervention |
| Konfiguration | Die Produktionslinie wurde gemäß den Durchsatz- und Layoutanforderungen des Kunden konzipiert. |
Maschinenaufstellung
Die Produktionslinie setzt sich aus den unten aufgeführten Modulen zusammen. Jede Stufe wird mit ihrer Funktion, Arbeitsweise und den verfügbaren Parametern beschrieben.
1. Fütterungssystem
Plattenreste, Rahmen und Bohrpulver werden in den Einlauf gegeben und dem Primärzerkleinerer dosiert zugeführt. Die kontrollierte Zuführung hält den Zerkleinerer innerhalb seines optimalen Drehmomentbereichs, was insbesondere bei starren Laminatplatten mit ungleichmäßigen Abmessungen wichtig ist.
| Parameter | Normen |
|---|---|
| Funktion | Zählerplatinenabfälle werden in die primäre Zerkleinerungsstufe gegeben. |
| Futtermaterial | Abfallbretter, Kantenrahmen, Bohrpulver |
| Discharge | Direkt in den Doppelwellen-Häcksler |
| Konfiguration | An Durchsatz und Materialformat angepasst |
2. Doppelwellen-Häcksler
 | Der Doppelwellenzerkleinerer führt eine Vorzerkleinerung von Platten, Rahmen und anderen harten Materialien durch und bringt diese auf eine Größe von 20 bis 50 mm. Diese Stufe arbeitet ohne Sieb, sodass das Material nur einmal durchlaufen wird, anstatt im Kreislauf geführt zu werden. Dies ist besonders geeignet für starre Laminate, die eine Siebkammer sonst verstopfen würden. |
| Parameter | Normen |
|---|---|
| Funktion | Primäre Größenreduzierung von Platten- und Rahmenmaterial |
| Wellenanordnung | Doppelwellen |
| Ausgabegröße | 20 zu 50 mm |
| Bildschirm | Keine passenden Teile |
| Akzeptiertes Material | Leiterplattenabfälle, Platinenrahmen, andere Hartlaminatmaterialien |
| Discharge | Zum Grobzerkleinerungsstadium |
3. Grobbrecher
Das Material aus dem Schredder gelangt in die Grobzerkleinerung, wodurch die Partikelgröße unter 10 mm reduziert wird. Dieser Zwischenschritt bereitet den Materialstrom für die Feinzerkleinerung vor, und die stufenweise Zerkleinerung anstatt eines einzigen Durchgangs begrenzt die Hitzeentwicklung und das Übermahlen, die bei einer aggressiven einstufigen Zerkleinerung auftreten.
| Parameter | Normen |
|---|---|
| Funktion | Zwischenzerkleinerung vor der Feinzerkleinerung |
| Ausgabegröße | Innerhalb von 10 mm |
| Feed Quelle | Auswurf des Doppelwellen-Zerkleinerers |
| Prozesszweck | Bereitet das Material für den Brechseparator vor. |
4. Brechseparator
 | Der Brechseparator schließt die Zerkleinerung zu Granulat ab und leitet die Trennung von Metall und Nichtmetall ein. Durch die Granulierung des Materials wird Kupfer aus dem umgebenden Laminat freigesetzt, und die weitere Trennung erfolgt in derselben Stufe, bevor der Materialstrom zur endgültigen Klassifizierung weitergeleitet wird. |
| Parameter | Normen |
|---|---|
| Funktion | Endgültige Zerkleinerung zu Granulat mit anfänglicher Metallabtrennung |
| Ausgabeformular | Granulat mit aus dem Laminat freigesetztem Kupfer |
| Trennwirkung | Anfängliche Trennung der Metall- von der Nichtmetallfraktion |
| Feed Quelle | Grober Brecheraustrag |
| Prozesszweck | Erzeugt die für die Klassifizierungsstufen erforderliche Partikelgröße. |
5. Luftklassierer
 | Der Windsichter klassifiziert das Pulver anhand seines Verhaltens in strömender Luft. Leichtes, feines, nichtmetallisches Pulver wird zuerst abgetrennt, da die feinen Laminatpartikel geringer Dichte zu wenig Masse besitzen, um dem Luftstrom Widerstand zu leisten. Durch die frühzeitige Abtrennung dieser Fraktion wird die Belastung des nachfolgenden Schwerkraftabscheiders verringert. |
| Parameter | Normen |
|---|---|
| Funktion | Gradiententrennung von feinem Nichtmetallpulver aus dem Materialstrom |
| Funktionsprinzip | Differenz zwischen Luftstrom und Partikel-Sinkgeschwindigkeit |
| Getrennter Bruch | Feines und leichtes Nichtmetallpulver |
| Position | Vor der Vibrationsgravitationstrennung |
| Prozesszweck | Verringert das Volumen des Materials, das die Schwerkraftstufe erreicht. |
6. Vibrations-Schwerkraft-Separator
 | Der Schwerkraftabscheider trennt die Fraktionen, bei denen der Dichteunterschied zwischen Kupfer und Laminat direkt genutzt werden kann. Ein oszillierendes Deck in Kombination mit aufsteigender Luft fluidisiert das Materialbett, sodass dichtere Kupferpartikel nach unten sinken, während leichteres Laminat darüber schwimmt. Die beiden Fraktionen gelangen durch unterschiedliche Wege zu getrennten Austragspunkten. |
| Parameter | Normen |
|---|---|
| Funktion | Präzise Trennung von Metallpulver von Nichtmetallpulver |
| Funktionsprinzip | Dichteschichtung unter Vibration mit Luftfluidisierung |
| Schwere Fraktion | Kupfer- und Metallpulver |
| Lichtanteil | Nichtmetallisches Laminatpulver |
| Feed Quelle | Luftklassierer-Abgas |
| Prozesszweck | Produziert das endgültige, abgestufte Kupferpulverprodukt |
7. Zyklonabscheider
 | Der Zyklon trennt Feststoffe von der Förderluft. Die Luft strömt tangential ein und bildet im Inneren einen Wirbel. Partikel mit ausreichender Trägheit können der gekrümmten Gasströmung nicht folgen, prallen gegen die Wand und spiralen zum Auslass. Gereinigte Luft verlässt den Zyklon durch den oberen Auslass. |
| Parameter | Normen |
|---|---|
| Funktion | Abscheidung von Feststoffpartikeln aus dem Förderluftstrom |
| Funktionsprinzip | Tangentialer Einlass erzeugt Wirbelströmung und Trägheitsablösung |
| Feststoffabfuhr | Unterer Auslass zur Produktsammlung |
| Luftaustritt | Oberer Auslass zum Staubabscheider |
| Prozessnutzen | Das mitgeführte Produkt wird dem Materialstrom wieder zugeführt. |
8. Impulsstrahl-Staubabscheider
 | Der Beutelfilter fängt den Feinstaub auf, den der Zyklon durchlässt. Staubhaltige Luft tritt unten in das Gehäuse ein und strömt durch die Filtersäcke nach oben, wobei sich Partikel an der Außenseite des Gewebes ablagern. Gegenströmende Luftimpulse lösen diese Ablagerungen, sodass sie in den Trichter fallen. Gereinigte Luft strömt durch die Filtersäcke, ohne den Prozess zu unterbrechen. |
| Parameter | Normen |
|---|---|
| Funktion | Abschließende Abscheidung von Feinstaub aus der Prozessluft |
| Filtermedien | Gewebefilterbeutel |
| Luftstrompfad | Einstieg von unten, von unten nach oben durch die Säcke |
| Reinigungsmethode | Impulsluftstrahlen lösen den angesammelten Staub |
| Handhabung von Staub | Das gesammelte Material fällt zur Rückgewinnung in den Trichter. |
| Luftaustritt | Gereinigte Luft wird nach Filtration und Abluftreinigung freigesetzt |