Brevet FR2684589A1 — publié le 19930611

Procédé et dispositif de retraitement de chutes de matière plastique plaquée de métal Avec les procédés de production de l'industrie électronique et électrique, on utilise, en quantités toujours croissantes, des matières plastiques plaquées de métal, en particulier des matières plastiques plaquées de cuivre et d'aluminium, comme des cartes de circuits imprimés, des plaquettes de connexions intégrées, ou similaires, et, en conséquence, il se produit, avec ces procédés de production, de grandes quantités de chutes et de déchets, qui posent toujours de gros problèmes pour leur élimination. Egalement, les appareils fabriqués, de ce type, causent les mêmes problèmes quand ils ont fini leur service et ont été mis au rebut Leur stockage sur des décharges d'ordures conduit, à cause de leur haute teneur en métaux, à de trop grands risques pour l'environnement et n'est plus autorisé Le stockage sur des décharges spécialisées est, d'autre part, extrêmement coûteux et ne constitue pas, avec les quantités toujours croissantes, une solution au problème. En partant de ce stade de la technique, la présente invention s'est fixé pour but de créer un nouveau procédé de retraitement, d'un coût favorable, avec lequel on élimine ces pièces de matière plastique plaquées de métal se produisant en quantités énormes, et on sépare et récupère les métaux, et avec lequel on fragmente les pièces de matière plastique - dans la mesure o il s'agit de résines thermodurcissables - et on les réutilise comme charges de remplissage dans d'autres matériaux de matière plastique ou, dans la mesure o il s'agit de thermoplastiques, on les transforme, de même, en nouveaux produits en matière plastique. Ce problème est résolu selon l'invention avec un procédé de traitement et de séparation chutes de matière plastique plaquée de métal et/ou de débris de radios, de télévisions ou d'ordinateurs, caractérisé en ce que les débris sont chauffés, dans un récipient, à une température à laquelle la liaison matière plastique-métal et, le cas échéant, les liaisons métal-métal se défont, et, ensuite, les parties métalliques sont séparées des parties de matière plastique avec des procédés de séparation usuels. Les coefficients de dilatation différents de la couche de métal, d'une part, et de la matière plastique, d'autre part, conduisent ainsi à un décollement étonnamment rapide de la couche de métal par rapport à la matière plastique. La séparation du matériau de chute, obtenu par exemple dans le procédé de coulée, chauffé pour séparer les parties métalliques des parties en matière plastique, peut se faire de différentes manières Un procédé relativement simple repose sur la grande différence de poids spécifique des parties métalliques, d'une part, et des matières plastiques, d'autre part Ainsi, par exemple, le matériau chauffé peut être mis dans un liquide dans lequel les parties de matière plastique flottent et les parties métalliques, par contre, plongent Une séparation pneumatique est également possible et assure une bonne séparation du métal et de la matière plastique. Il s'est montré particulièrement avantageux que les chutes dont on vient de parler soient chauffées dans un récipient fermé, sous atmosphère de gaz inerte Pour cela, une atmosphère d'azote peut être utilisée, ce qui permet d'éviter qu'il se ne produise une oxydation des parties métalliques pendant le chauffage De plus, on obtient, par cette forme d'exécution avantageuse du procédé selon l'invention, que des produits de décomposition et d'autres produits volatils provenant, par exemple, des colles ou matières plastiques utilisées, ne se répandent pas dans l'atmosphère. Le chauffage des chutes de métal et matière plastique à retraiter a lieu avantageusement dans un récipient tournant, chauffé par l'extérieur. Pour le chauffage, on peut utiliser, par exemple, des brûlleurs alimentés par du gaz liquéfié ou du fuel. Une autre forme d'exécution, particulièrement avantageuse du procédé selon l'invention, utilise, pour le chauffage des déchets, la haute fréquence qui chauffe ainsi de manière rationnelle les parties métalliques et provoque une rapide séparation des couches de celles-ci d'avec les parties en matière plastique. Un autre procédé avantageux pour chauffer les chutes de métal et matière plastique à retraiter consiste à chauffer les chutes avec un courant de gaz inerte chaud que l'on fait passer au travers du récipient Le gaz inerte circule avantageusement en cycle fermé et est chauffé à la température de traitement par une source de chaleur électrique ou par un échangeur de chaleur dimensionné en conséquence. A son entrée dans le récipient, le gaz inerte transmet largement son énergie thermique aux pièces de métal et de matière plastique à chauffer et quitte le récipient de réaction en même temps que les produits de décomposition volatils formés le cas échéant Après avoir quitté le récipient, le gaz inerte est ensuite refroidi, lavé de façon appropriée dans une colonne avec de l'eau, et renvoyé ensuite, après avoir été chauffé en conséquence, de nouveau dans le récipient de réaction. Les produits de décomposition et d'autres constituants volatils se rassemblent dans l'eau de lavage de la colonne, sans empoisonner l'atmosphère. Il s'est montré particulièrement opportun que les déchets soient soumis, pendant le chauffage dans le récipient, à un travail mécanique Cela peut, par exemple, se faire par la rotation du récipient, de telle façon que les matériaux se trouvant à l'intérieur soient constamment retournés Des palettes de guidage spéciales, qui sont rapportées à l'intérieur du récipient aident à ce brassage mécanique des matériaux à chauffer De plus, des billes d'acier, des chaînes d'acier, ou des éléments analogues, peuvent être placés dans le récipient et, en raison de la rotation, aider au brassage mécanique. Il est avantageux de réaliser le récipient sous la forme d'un tube rotatif. Pour le retraitement de chutes de matière plastique plaquées de métal, il s'est montré avantageux que la température dans le récipient se tienne dans une zone comprise entre 150 et 1900 C. Pour utiliser le moins d'énergie possible pour le chauffage des chutes de métal et matière plastique à retraiter, il s'est montré particulièrement avantageux de réaliser le récipient sous la forme d'un tube rotatif, qui tourne autour de son axe longitudinal et est entouré d'une enveloppe chauffante. L'enveloppe chauffante est fixe et présente avantageusement, sur sa surface externe, encore une isolation thermique pour maintenir la plus faible possible la perte d'énergie calorifique. Pour le retraitement de débris de radios, de télévisions ou d'ordinateurs, on peut utiliser de la même manière le procédé selon l'invention Il faut simplement élever la température de chauffage dans le récipient dans la zone des 250 à 3500 C, pour que les liaisons métal-métal existant dans ces parties d'appareils, en particulier les liaisons par soudures, fondent. Les produits de soudure fondus se rassemblent, sous la forme de métal liquide, sur le fond du récipient et sont évacués séparément, et, le cas échéant, coulés dans des moules en forme de barres. Les matières plastiques et les parties métalliques sont séparées des composants électroniques et ces derniers sont retraités dans une préparation en voie humide Pour cela, les composants métalliques sont transformés, en même temps que des boues contenant du métal, en ions métalliques et récupérés par des procédés d'échanges d'ions On obtient ainsi en particulier du germanium, du nickel, du molybdène, etc Les matières plastiques, constituées pour la plupart de matières plastiques thermodurcissables, sont fragmentées, elles sont, en particulier, moulues et réutilisées sous la forme de produits de charge, en même temps que d'autres matériaux en matière plastique. Le dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention est constitué par un récipient chauffable, équipé d'un orifice d'alimentation obturable et d'un orifice de vidange et muni d'une arrivée et d'un dispositif de sortie pour gaz inerte, et qui possède un dispositif de lavage de gaz pour le gaz inerte quittant le récipient. Dans ce cas, le récipient est avantageusement réalisé sous la forme d'un tube rotatif, qui présente à son intérieur des palettes de transport pour retourner les débris. Pour le chauffage des matériaux introduits dans le récipient, se présentant sous la forme d'un tube rotatif, ce récipient en tube rotatif peut, d'une part, être disposé, de façon à tourner, dans une enveloppe chauffante, dans laquelle sont prévus des brûleurs à gaz ou à fuel pour le chauffage du récipient se présentant sous la forme d'un tube rotatif Au lieu de ce chauffage extérieur, on peut aussi utiliser le gaz inerte lui-même pour chauffer les matériaux à retraiter. Suivant une forme d'exécution avantageuse de la présente invention, on fait circuler en continu le gaz inerte, en circuit fermé, au travers du récipient et au travers d'une installation de lavage de gaz Le gaz inerte, débarrassé de cette façon de produits de décomposition et autres constituants volatils, traverse ensuite un dispositif de chauffage, y est porté à la température de traitement et est renvoyé dans le récipient, o il cède son énergie thermique aux matériaux à retraiter. Dans ce cas, le chauffage du gaz inerte peut se faire directement, par des dispositifs de chauffage électriques, ou bien il est prévu un échangeur de chaleur réalisé en conséquence, qui échauffe le gaz inerte à la température nécessaire. Un dispositif, prévoyant un chauffage à haute fréquence pour le chauffage des déchets, s'est avéré particulièrement avantageux Le récipient, réalisé avantageusement en matériau céramique, présente, dans ce cas, sur sa paroi extérieure, des chauffages à haute fréquence réalisés en conséquence, qui transmettent, de préférence, leur énergie aux parties métalliques et provoquent ainsi la suppression de la liaison métal-matière plastique. Indépendamment de la méthode de chauffage utilisée, il s'est montré particulièrement avantageux de soumettre les matériaux à retraiter, pendant leur chauffage, à un travail mécanique Pour cela, on peut utiliser des billes de métal ou de lourds maillons de chaîne métallique qui sont introduits dans le tube rotatif et sont soulevés au cours de la rotation par les palettes de guidage et retombent ensuite sur les matériaux à retraiter. Les billes de métal ou les maillons de chaîne métallique sont, dans ce cas, fixés à la paroi du récipient tournant au moyen d'organes de fixation flexibles, de telle façon qu'ils conservent le rayon d'action qui leur a été assigné et qu'on soit sur qu'il se produise un travail mécanique des matériaux chauffés, sur toute la longueur du récipient se présentant sous la forme d'un tube rotatif. On décrira ci après, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une vue schématique du dispositif, selon l'invention, de retraitement de chutes de matière plastique à plaquées de métal. La figure 2 est une vue de profil, partiellement en coupe, du dispositif constitué d'un récipient se présentant sous la forme d'un tube rotatif. la figure 3 est une vue en bout, en coupe, du dispositif de la figure 2. Dans le cas du dispositif représenté sur la figure 1, le tube rotatif 1, chauffé de l'extérieur, est alimenté au moyen d'un sas d'alimentation 2, avec les déchets de matière plastique plaqués de métal Les déchets de matière plastique, traités thermiquement, quittent le tube tournant par le sas 3 De l'azote, comme gaz inerte, est envoyé, aussi bien par le sas 2 que par le sas 3, dans le tube tournant et le quitte de nouveau par la canalisation 5, lorsqu'il est chargé d'impuretés. Le gaz inerte, ainsi chargé de produits de décomposition et de constituants volatils est refroidi et est ensuite lavé avec de l'eau dans une colonne 6 et renvoyé, en circuit fermé, dans le récipient 1. Des pertes en azote, se produisant par suite de défauts d'étanchéité dans le dispositif, sont automatiquement compensées de nouveau avec de l'azote. On évacue séparément l'eau retombant de la colonne 6 et chargée en phénol et autres produits de décomposition. Le chauffage du récipient 1 se fait au moyen de brûleurs à gaz ou à fuel, non représentés, les gaz de combustion étant évacués par la cheminée 7. Dans le cas de la forme d'exécution représentée sur les figures 2 et 3, le récipient réalisé sous la forme d'un tube rotatif est disposé dans une enveloppe 9 et tourne sur les couples de galets 10 et 11 Les brûleurs à gaz 12 assurent le chauffage du récipient 8, qui est équipé à son intérieur de palettes de guidage 13, brassant ainsi d'une façon continue les matériaux à retraiter qui ont été introduits. De plus, pour travailler mécaniquement le matériau à retraiter, il est prévu une chaîne, tournant en continu, équipée de courts éléments de chaîne 14, ce qui soumet le matériau à un traitement mécanique. Les matériaux à retraiter, introduits par l'orifice d'alimentation 16, quittent le récipient se présentant sous la forme d'un tube rotatif par l'orifice d'évacuation 17 et sont ensuite séparés, par sédimentation dans des liquides appropriés, en métaux, plus lourds par nature, et en matières plastiques, plus légères par nature Dans le cas des matières plastiques récupérées de cette manière, il s'agit, en règle générale, de plastiques thermodurcissables qui, réduits en dimension, sont ajoutés comme charges avec d'autres matières plastiques Les parties métalliques, en particulier des tôles de cuivre, sont coulées en barres et envoyée de cette manière à la réutilisation. Dans le cas de la forme d'exécution représentée sur les figures 2 et 3, le volume intérieur du récipient 8 est complètement séparé du volume formé par enveloppe 9, dans lequel les brûleurs à gaz 12 assurent le chauffage nécessaire. L'orifice d'alimentation 16 et l'orifice d'évacuation 17 du récipient 8 sont équipés de sas à air Les deux sas - alimentés en azote présentent une légère surpression, cette surpression pouvant se transmettre vers l'intérieur du tambour, car il s'y produit une dépression De cette manière, on obtient que le volume intérieur du récipient tournant 8 soit complètement isolé de l'environnement extérieur Ainsi, l'air extérieur et son oxygène ne parviennent pas dans le volume intérieur, de telle façon que l'on évite une oxydation des métaux D'autre part, l'azote introduit dans le récipient 8, après qu'il se soit chargé avec les produits de décomposition et les constituants volatils, ne passe pas du volume intérieur vers l'extérieur. il REVENDICATIONS 1 Procédé de retraitement de chutes de matière plastique plaquée de métal et/ou de débris de radios, de télévisions ou d'ordinateurs, caractérisé en ce que les débris sont chauffés, dans un récipient, à une température à laquelle la liaison matière plastique-métal et, le cas échéant, les liaisons métal-métal se défont, et en ce qu'ensuite, les parties métalliques sont séparées des parties de matière plastique avec des procédés physiques de séparation usuels. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les débris sont chauffés sous atmosphère inerte dans un récipient fermé. 3 Procédé suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le chauffage des débris se fait dans un récipient tournant, chauffé de l'extérieur. 4 Procédé suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le chauffage des débris se fait par haute fréquence. Procédé suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le chauffage des débris se fait par un gaz inerte chauffé auquel on fait traverser le récipient. 6 Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le gaz inerte est chauffé à la température de traitement au moyen d'une source de chaleur électrique. 7 Procédé suivant la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que le gaz inerte est refroidi après avoir quitté le récipient, qu'il est lavé avec de l'eau dans une colonne et qu'il est ensuite renvoyé dans le récipient. 8 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les débris sont soumis à un traitement mécanique pendant le chauffage. 9 Procédé de retraitement de chutes de matière plastique plaquée de métal suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les débris sont chauffés à une température se situant dans la zone d'environ 1 o 1500 à 1900 C. Procédé de retraitement de débris de radios, de télévisions ou d'ordinateurs suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les débris sont chauffés à une température se situant dans une zone d'environ 2500 à 350 WC. 11 Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce qu'après séparation des matières plastiques et des produits de soudage fondus, les métaux sont séparés des composants électroniques et ces derniers sont retraités dans une installation de préparation par lavage. 12 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par un récipient chauffable ( 1) muni d'orifices d'alimentation ( 2) et d'évacuation ( 3) obturables, ce récipient étant équipé d'une arrivée ( 4) et d'un dispositif d'évacuation ( 5) pour le gaz inerte ( 1) et d'un dispositif de lavage de gaz ( 6) pour le gaz inerte quittant le récipient ( 1). 13 Dispositif suivant la revendication 12, caractérisé en ce que le récipient ( 1) est réalisé sous la forme d'un récipient en tube rotatif, présentant à son intérieur des palettes de transport pour brasser les débris. 14 Dispositif suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le récipient se présentant sous la forme d'un tube rotatif ( 8) tourne dans une enveloppe chauffante ( 9), dans laquelle sont prévus des brûleurs à gaz ou à huile pour chauffer le récipient en tube rotatif ( 8). Dispositif suivant la revendication 12, caractérisé en ce que le gaz inerte est recyclé en continu au travers du récipient ( 1) et du dispositif de lavage de gaz ( 6). 16 Dispositif suivant la revendication 15, caractérisé en ce que le chauffage des débris se fait par du gaz inerte recyclé, qui traverse, avant son entrée dans le récipient ( 1, 8) une installation de chauffage. 17 Dispositif suivant la revendication 16, caractérisé en ce que, pour le chauffage des débris, il est prévu une installation de chauffage fonctionnant à l'électricité. 18 Dispositif suivant la revendication 12 ou la revendication 13, caractérisé en ce que, pour le chauffage des débris, il est prévu un chauffage par haute fréquence. 19 Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 12 à 18, caractérisé en ce que, dans le récipient, sont prévus des moyens permettant de travailler mécaniquement le matériau à retraiter.