با شتاب به روز رسانی محصولات الکترونیکی، تعداد دور ریخته شده ها تخته مدار چاپی (PCB)، جزء اصلی زباله های الکترونیکی نیز در حال افزایش است. آلودگی محیطی ناشی از زباله های PCB نیز توجه کشورهای مختلف را برانگیخته است. در ضایعات PCB، فلزات سنگین مانند سرب، جیوه و کروم شش ظرفیتی و همچنین مواد شیمیایی سمی مانند بی فنیل های پلی برومینه (PBB) و دی فنیل اترهای پلی برومینه (PBDE) که به عنوان اجزای بازدارنده شعله استفاده می شوند، در محیط طبیعی موجود هستند. . آب‌های زیرزمینی و خاک باعث آلودگی عظیمی می‌شوند که آسیب زیادی به زندگی و سلامت جسمی و روحی افراد وارد می‌کند. روی PCB زباله، نزدیک به 20 نوع فلز غیر آهنی و فلزات کمیاب وجود دارد که ارزش بازیافت و ارزش اقتصادی بالایی دارند و معدن واقعی در انتظار استخراج است.

نحوه دور انداختن بردهای مدار PCB استفاده شده

1 قانون فیزیکی

روش فیزیکی استفاده از وسایل مکانیکی و تفاوت در خواص فیزیکی PCB برای دستیابی به بازیافت است.

1.1 شکسته

هدف از خرد کردن جدا کردن فلز موجود در صفحه مدار ضایعات از مواد آلی تا حد امکان برای بهبود راندمان جداسازی است. این مطالعه نشان داد که وقتی فلز در 0.6 میلی متر شکسته شود، فلز اساساً می تواند به تفکیک 100٪ برسد، اما انتخاب روش خرد کردن و تعداد مراحل بستگی به فرآیند بعدی دارد.

1.2 مرتب سازی

جداسازی با استفاده از تفاوت در خواص فیزیکی مانند چگالی مواد، اندازه ذرات، رسانایی، نفوذپذیری مغناطیسی و ویژگی های سطح به دست می آید. در حال حاضر به طور گسترده استفاده می شود فن آوری لرزاننده باد، فن آوری جداسازی شناور، فن آوری جداسازی سیکلون، جداسازی شناور از سینک و فن آوری جداسازی جریان گردابی.

2 روش درمان تکنولوژی فوق بحرانی

فن آوری استخراج سیال فوق بحرانی به روشی اطلاق می شود که از تأثیر فشار و دما بر حلالیت سیالات فوق بحرانی برای انجام استخراج و جداسازی بدون تغییر ترکیب شیمیایی استفاده می کند. در مقایسه با روش‌های استخراج سنتی، فرآیند استخراج CO2 فوق بحرانی دارای مزایای سازگاری با محیط زیست، جداسازی راحت، سمیت کم، کم یا بدون باقی مانده است و می‌تواند در دمای اتاق عمل کند.

جهت‌های تحقیقاتی اصلی در مورد استفاده از سیالات فوق بحرانی برای تصفیه PCB‌های ضایعاتی در دو جنبه متمرکز است: اول، به این دلیل که سیال CO2 فوق بحرانی توانایی استخراج رزین و اجزای بازدارنده شعله برم دار در برد مدار چاپی را دارد. هنگامی که مواد پیوند رزین در برد مدار چاپی توسط سیال CO2 فوق بحرانی حذف می شود، لایه فویل مس و لایه فیبر شیشه در برد مدار چاپی را می توان به راحتی جدا کرد و در نتیجه امکان بازیافت کارآمد مواد در مدار چاپی را فراهم کرد. هیئت . 2. مستقیماً از سیال فوق بحرانی برای استخراج فلزات از PCB های زباله استفاده کنید. وای و همکاران استخراج Cd2+، Cu2+، Zn2+، Pb2+، Pd2+، As3+، Au3+، Ga3+ و Ga3+ از کاغذ فیلتر سلولزی شبیه سازی شده یا ماسه با استفاده از دی اتیل دی تیوکاربامات فلوئوردار لیتیوم (LiFDDC) به عنوان یک عامل کمپلکس کننده گزارش شده است. با توجه به نتایج تحقیقات Sb3+، راندمان استخراج بالای 90 درصد است.

فن آوری پردازش فوق بحرانی همچنین دارای عیوب بزرگی است مانند: انتخاب پذیری بالا در استخراج مستلزم افزودن مواد محرک است که برای محیط زیست مضر است. فشار استخراج نسبتاً بالا به تجهیزات بالا نیاز دارد. در فرآیند استخراج از دمای بالا و در نتیجه مصرف انرژی بالا استفاده می شود.

3 روش شیمیایی

فناوری تصفیه شیمیایی فرآیند استخراج با استفاده از پایداری شیمیایی اجزای مختلف در PCB است.

3.1 روش عملیات حرارتی

روش عملیات حرارتی عمدتاً روشی برای جداسازی مواد آلی و فلز با استفاده از دمای بالا است. این عمدتا شامل روش سوزاندن، روش ترک خلاء، روش مایکروویو و غیره است.

3.1.1 روش سوزاندن

روش سوزاندن زباله های الکترونیکی به این صورت است که زباله های الکترونیکی را به اندازه ذرات معین خرد می کنند و برای سوزاندن به یک زباله سوز اولیه می فرستند، اجزای آلی موجود در آن را تجزیه می کنند و گاز را از جامد جدا می کنند. باقیمانده پس از سوزاندن فلز لخت یا اکسید و الیاف شیشه آن است که پس از خرد شدن با روش های فیزیکی و شیمیایی قابل بازیابی است. گاز حاوی اجزای آلی برای تصفیه احتراق وارد زباله سوز ثانویه شده و تخلیه می شود. عیب این روش این است که گازهای زائد و مواد سمی زیادی تولید می کند.

3.1.2 روش ترک خوردگی

پیرولیز در صنعت تقطیر خشک نیز نامیده می شود. این است که زباله های الکترونیکی را در یک ظرف تحت شرایط ایزوله هوا گرم می کنند، دما و فشار را کنترل می کنند تا مواد آلی موجود در آن تجزیه شده و به نفت و گاز تبدیل شود که پس از تراکم و جمع آوری قابل بازیافت است. برخلاف سوزاندن زباله های الکترونیکی، فرآیند پیرولیز خلاء در شرایط بدون اکسیژن انجام می شود، بنابراین تولید دیوکسین ها و فوران ها را می توان سرکوب کرد، مقدار گاز زائد تولید شده کم است و آلودگی محیطی کم است.

3.1.3 فناوری پردازش مایکروویو

روش بازیافت مایکروویو به این صورت است که ابتدا زباله های الکترونیکی را خرد می کنند و سپس از گرمایش مایکروویو برای تجزیه مواد آلی استفاده می کنند. حرارت دادن به حدود 1400 ℃ فیبر شیشه و فلز را ذوب می کند و یک ماده منجمد شده را تشکیل می دهد. پس از سرد شدن این ماده، طلا، نقره و سایر فلزات به صورت مهره‌هایی جدا می‌شوند و ماده شیشه‌ای باقی‌مانده را می‌توان برای استفاده به عنوان مصالح ساختمانی بازیافت کرد. این روش تفاوت قابل توجهی با روش های گرمایش سنتی دارد و دارای مزایای قابل توجهی از جمله راندمان بالا، سرعت، بازیابی و استفاده زیاد از منابع و مصرف کم انرژی است.

3.2 هیدرومتالورژی

فناوری هیدرومتالورژی عمدتاً از ویژگی های فلزاتی استفاده می کند که می توانند در محلول های اسیدی مانند اسید نیتریک، اسید سولفوریک و آکوا رژیا حل شوند تا فلزات را از زباله های الکترونیکی حذف کرده و آنها را از فاز مایع بازیابی کند. در حال حاضر پرکاربردترین روش برای پردازش زباله های الکترونیکی است. در مقایسه با پیرومتالورژی، هیدرومتالورژی دارای مزایای انتشار گازهای خروجی کمتر، دفع آسان بقایای پس از استخراج فلز، مزایای اقتصادی قابل توجه و جریان فرآیند ساده است.

4 بیوتکنولوژی

بیوتکنولوژی از جذب میکروارگانیسم ها در سطح مواد معدنی و اکسیداسیون میکروارگانیسم ها برای حل مشکل بازیافت فلزات استفاده می کند. جذب میکروبی را می توان به دو نوع تقسیم کرد: استفاده از متابولیت های میکروبی برای بی حرکت کردن یون های فلزی و استفاده از میکروب ها برای تثبیت مستقیم یون های فلزی. اولی استفاده از سولفید هیدروژن تولید شده توسط باکتری ها برای تثبیت است، زمانی که سطح باکتری یون ها را جذب می کند تا به اشباع برسد، می تواند لخته تشکیل دهد و ته نشین شود. دومی از خاصیت اکسید کنندگی یون‌های آهن برای اکسید کردن سایر فلزات در آلیاژهای فلزات گرانبها مانند طلا استفاده می‌کند و محلول می‌شود و وارد محلول می‌شود و فلز گرانبها را برای تسهیل بازیابی در معرض دید قرار می‌دهد. استخراج فلزات گرانبها مانند طلا توسط بیوتکنولوژی دارای مزایای فرآیند ساده، هزینه کم و عملیات راحت است، اما زمان شستشو طولانی تر و سرعت شستشو پایین است، بنابراین در حال حاضر عملاً مورد استفاده قرار نگرفته است.

نتیجه گیری

زباله های الکترونیکی یک منبع گرانبها هستند و تقویت تحقیق و کاربرد فناوری بازیافت فلزات برای زباله های الکترونیکی، هم از نظر اقتصادی و هم از نظر زیست محیطی، اهمیت زیادی دارد. با توجه به ویژگی‌های پیچیده و متنوع زباله‌های الکترونیکی، بازیابی فلزات موجود در آن با هر فناوری به تنهایی دشوار است. روند توسعه آینده فناوری پردازش زباله های الکترونیکی باید به این صورت باشد: صنعتی سازی اشکال پردازش، حداکثر بازیافت منابع و فناوری پردازش علمی. به طور خلاصه، مطالعه بازیافت PCB های زباله نه تنها می تواند از محیط زیست محافظت کند، از آلودگی جلوگیری کند، بلکه بازیافت منابع را تسهیل کند، انرژی زیادی را ذخیره کند و توسعه پایدار اقتصاد و جامعه را ارتقا دهد.