Die Aufbereitung von Leiterplatten (PCBs) stellt heute eine der komplexesten Herausforderungen im Recycling-Engineering dar. Im Gegensatz zu anderen WEEE-Fraktionen sind Leiterplatten ein besonders anspruchsvolles Verbundmaterial: eine glasfaserverstärkte Harzmatrix (FR-4), in die Edel- und Industriemetalle wie Kupfer, Zinn, Gold und Palladium eingebettet sind.
Das zentrale Ziel ist nicht die reine Zerkleinerung, sondern die Liberation: die physische Trennung der Metalle von der inerten Fraktion, um eine effiziente Rückgewinnung zu ermöglichen. In diesem Zusammenhang entscheidet die Wahl der Mahl- und Zerkleinerungstechnologie über den wirtschaftlichen Erfolg oder Misserfolg der gesamten Recyclinganlage.
In dieser technischen Analyse erläutern wir, warum herkömmliche Technologien (Schneidmühlen, Hammermühlen, Vertikalschredder) an ihre Grenzen stoßen und weshalb die Stokkermill IM100 Prallmühle die definitive Lösung darstellt.
Viele Betreiber versuchen, Standardmaschinen für die Aufbereitung von Leiterplatten (PCBs) einzusetzen, stoßen jedoch schnell auf konstruktive und prozesstechnische Grenzen. Nachfolgend eine vergleichende Analyse der wichtigsten Problemstellungen.
A. Schneidmühlen: Das Abrasions- und Staubproblem
Die erste Technologie, die ausgeschlossen werden muss, ist die Schneidmühle. Obwohl sie für Kunststoffe sehr effizient ist, ist ihr Einsatz bei PCBs aus zwei Gründen technisch nicht tragfähig:
Schneller Verschleiß: Die Glasfaserbasis wirkt wie eine abrasive Schleifscheibe auf die Schneidmesser. Da das System über Schneidwirkung arbeitet, sind die Schneidkanten bereits nach wenigen Betriebsstunden zerstört, was zu häufigen Stillständen und inakzeptablen Nachschleifkosten führt.
Verlust von Edelmetallen: Das Erzwingen eines Schneidprozesses bei einem derart harten Material erzeugt große Mengen an Feinstaub. Die wertvollsten Metalle (Gold und Palladium) gelangen in diese Feinstfraktionen, werden vom Filtersystem abgeschieden und gehen dauerhaft verloren – mit drastischen Einbußen bei der Gesamtausbeute.
B. Hammermühlen (HM-Serie): Begrenzung der Korngröße
Klassische Hammermühlen sind robuste Maschinen für die Grobzerkleinerung, jedoch für die Feinaufbereitung von Leiterplatten ungeeignet.
Unzureichende Liberation: Hammermühlen liefern typischerweise eine Austragskorngröße von 40–50 mm. In diesem Bereich sind Metall und Kunststoff weiterhin fest miteinander verbunden und können mit Dichtetrenntischen nicht effektiv separiert werden.
Das „Turbinenproblem“: Um diesen Nachteil auszugleichen, wird häufig eine nachgeschaltete Turbine eingesetzt. Turbinen arbeiten jedoch mit intensiver Reibung, wodurch dünne Goldbeschichtungen (Gold-Flash) pulverisiert und in die Staubabsaugung eingetragen werden.
C. Vertikalmühlen (VM-Serie): Reibungsbedingter Verschleiß
Vertikalmühlen erzielen hervorragende Ergebnisse bei Elektromotoren, bei denen Kupfer durch Reibung und Rollbewegung zu kompakten „Kupferknollen“ verdichtet wird. Bei Leiterplatten versagen sie jedoch aufgrund des „Glasfaktors“.
Die Glasfaseranteile verwandeln die Mahlkammer in eine hochabrasive Umgebung, welche Panzerungen und interne Verschleißteile rasch erodiert und die Wartungskosten wirtschaftlich nicht mehr vertretbar macht.
Viele PCB-Komponenten haben Kontakte, die mit Gold oder Edelmetallen mit einer Dicke von einigen Mikrometern beschichtet sind.
- Die abrasive Wirkung des Turbos neigt dazu, diese Beschichtungen durch Reibung zu entfernen und das Edelmetall in mikronisiertes (feines) Pulver umzuwandeln.
- Dieses Pulver, das zu leicht ist, um durch Schwerkraft abgeschieden zu werden, wird von den Absaugsystemen aufgefangen und geht schließlich in den Filtern verloren.
Sobald Schneid-, Hammer- und Reibungstechnologien ausgeschlossen sind, stellt die IM100 Prallmühle die optimale ingenieurtechnische Lösung dar. Diese Maschine wurde speziell kalibriert, um die „Gleichung des PCB-Recyclings“ zu lösen.
Wie funktioniert die Pralltechnologie?
Im Gegensatz zu Systemen mit Zieh-, Schneid- oder Reibungswirkung arbeitet die IM100 über ballistische Prallwirkung. Durch Nutzung der Rotorträgheit und Zentrifugalbeschleunigung wird das Material mit hoher Geschwindigkeit gegen interne Oberflächen geschleudert.
Dieser Prozess zertrümmert die spröde Glasfasermatrix, während die duktilen Metalle plastisch verformt werden, wodurch eine effektive Liberation erzielt wird – ohne abrasives Reiben. Dadurch werden Verschleiß reduziert und die Integrität und der Wert der Metalle bewahrt.
1. Perfekte Delamination (2–4 mm)
Die IM100 reduziert das Material in einem einzigen Durchgang auf eine feine Korngröße von 2–4 mm. Auf dieser Größe sind die Metalle vollständig von der Kunststoffmatrix getrennt, sodass Dichtetrenntische die Materialien mit chirurgischer Präzision sortieren können.
2. Maximale Ausbeute (Gold und Palladium)
Da die Zerkleinerung durch Prallwirkung und nicht durch Abrasion erfolgt, behalten die Edelmetalle ihre physische Integrität und werden nicht pulverisiert. Dies ermöglicht die Rückgewinnung von Gold und Palladium, die bei anderen Systemen häufig im Staub verloren gehen.
3. Energieeffizienz
Die Pralltechnologie benötigt deutlich weniger Energie als Schneid- oder Verdichtungssysteme. Zum Beispiel können mit nur 150 kW 800–1.000 kg/h Leiterplatten verarbeitet werden, wodurch die Energieeffizienz (kW pro Tonne) optimiert wird.
4. Thermische Kontrolle
Die kinetische Energie wird durch Bruch und nicht durch Reibungswärme abgeführt. Dadurch entfällt das Risiko des Schmelzens von Harzen und der damit verbundenen Maschinenverstopfungen oder -stillstände.
Modulare Strategie: Über 300 kg/h
Wenn die Produktionsanforderungen steigen, setzt Stokkermill auf einen modularen Ansatz. Statt eine einzelne, überdimensionierte Mühle zu bauen – die übermäßige und zerstörerische kinetische Energie auf die Verschleißteile übertragen würde – werden mehrere IM100-Module in Reihe installiert.
Diese Konfiguration bietet entscheidende betriebliche Vorteile:
Kontinuierliche Produktion: Stillstände einer einzelnen Einheit für Wartungsarbeiten unterbrechen nicht die gesamte Anlage.
Schnelle und kostengünstige Wartung: Die Instandhaltung kompakter Maschinen ist schneller und wirtschaftlicher als bei großen, monolithischen Systemen.
Im PCB-Recycling entscheidet die Wahl der Technologie über die Gewinnspanne. Während Schneidmühlen und Vertikalmühlen hohe Betriebskosten verursachen und zu erheblichen Verlusten wertvoller Metalle führen, bietet die Stokkermill IM100 Prallmühle optimale Metallfreisetzung, niedrige Betriebskosten (OPEX) und maximale Rückgewinnung von Gold und Palladium.
