S ubrzanjem ažuriranja elektroničkih proizvoda, broj odbačenih tiskana pločica (PCB), glavna komponenta elektroničkog otpada, također raste. Zagađenje okoliša uzrokovano otpadnim PCB-ima također je izazvalo pozornost raznih zemalja. U otpadnim PCB-ima, teški metali kao što su olovo, živa i heksavalentni krom, kao i otrovne kemikalije kao što su polibromirani bifenili (PBB) i polibromirani difenil eteri (PBDE), koji se koriste kao komponente otporne na plamen, sadržani su u prirodnom okruženju . Podzemne vode i tlo uzrokuju velika onečišćenja, što nanosi veliku štetu životu ljudi te tjelesnom i psihičkom zdravlju. Na otpadnom PCB-u nalazi se gotovo 20 vrsta obojenih metala i rijetkih metala, koji imaju visoku reciklažnu i ekonomsku vrijednost, a pravi je rudnik koji čeka na eksploataciju.

Kako zbrinuti rabljene PCB ploče

1 Fizički zakon

Fizička metoda je korištenje mehaničkih sredstava i razlika u fizičkim svojstvima PCB-a za postizanje recikliranja.

1.1 Slomljena

Svrha drobljenja je što je više moguće odvojiti metal u ploči za otpad od organske tvari kako bi se poboljšala učinkovitost odvajanja. Studija je pokazala da kada je metal slomljen na 0.6 mm, metal u osnovi može doseći 100% disocijacije, ali izbor metode drobljenja i broj faza ovisi o naknadnom procesu.

1.2 Razvrstavanje

Odvajanje se postiže korištenjem razlika u fizikalnim svojstvima kao što su gustoća materijala, veličina čestica, vodljivost, magnetska propusnost i karakteristike površine. Trenutno se široko koriste tehnologija vjetrotresa, tehnologija flotacijskog odvajanja, tehnologija odvajanja ciklonom, odvajanje plutajućih ponora i tehnologija odvajanja vrtložnim strujama.

2 Metoda obrade superkritičnom tehnologijom

Tehnologija ekstrakcije superkritičnog fluida odnosi se na metodu pročišćavanja koja koristi utjecaj tlaka i temperature na topljivost superkritičnih tekućina za obavljanje ekstrakcije i odvajanja bez promjene kemijskog sastava. U usporedbi s tradicionalnim metodama ekstrakcije, superkritični proces ekstrakcije CO2 ima prednosti ekološke prihvatljivosti, praktičnog odvajanja, niske toksičnosti, malo ili nimalo ostataka i može se raditi na sobnoj temperaturi.

Glavni smjerovi istraživanja upotrebe superkritičnih tekućina za obradu otpadnih PCB-a koncentrirani su u dva aspekta: Prvo, jer superkritična tekućina CO2 ima sposobnost ekstrakcije smole i bromiranih komponenti za usporavanje plamena u tiskanoj pločici. Kada se materijal za vezivanje smole u tiskanoj pločici ukloni superkritičnim CO2 fluidom, sloj bakrene folije i sloj staklenih vlakana u tiskanoj pločici mogu se lako odvojiti, čime se pruža mogućnost učinkovite recikliranja materijala u tiskanom krugu. ploča . 2. Izravno koristite superkritičnu tekućinu za ekstrakciju metala iz otpadnih PCB-a. Wai i sur. izvijestili su o ekstrakciji Cd2+, Cu2+, Zn2+, Pb2+, Pd2+, As3+, Au3+, Ga3+ i Ga3+ iz simuliranog celuloznog filter papira ili pijeska koristeći litij fluorirani dietilditiokarbamat (LiFDDC) kao sredstvo za stvaranje kompleksa. Prema rezultatima istraživanja Sb3+, učinkovitost ekstrakcije je iznad 90%.

Tehnologija superkritične obrade također ima velike nedostatke kao što su: visoka selektivnost ekstrakcije zahtijeva dodavanje entrainera koji je štetan za okoliš; relativno visok tlak ekstrakcije zahtijeva visoku opremu; u procesu ekstrakcije koristi se visoka temperatura i stoga velika potrošnja energije.

3 Kemijska metoda

Tehnologija kemijske obrade je proces ekstrakcije pomoću kemijske stabilnosti različitih komponenti u PCB-u.

3.1 Metoda toplinske obrade

Metoda toplinske obrade je uglavnom metoda odvajanja organske tvari i metala pomoću visoke temperature. Uglavnom uključuje metodu spaljivanja, metodu vakuumskog pucanja, metodu mikrovalne pećnice i tako dalje.

3.1.1 Metoda spaljivanja

Metoda spaljivanja je drobljenje elektroničkog otpada do određene veličine čestica i slanje u primarnu spalionicu na spaljivanje, razlaganje organskih komponenti u njemu i odvajanje plina od krutine. Ostatak nakon spaljivanja je goli metal ili njegov oksid i staklena vlakna, koja se nakon drobljenja mogu obnoviti fizikalnim i kemijskim metodama. Plin koji sadrži organske komponente ulazi u sekundarnu spalionicu radi obrade izgaranjem i ispušta se. Nedostatak ove metode je što proizvodi mnogo otpadnih plinova i otrovnih tvari.

3.1.2 Metoda pucanja

Piroliza se u industriji naziva i suhom destilacijom. To je zagrijavanje elektroničkog otpada u spremniku pod uvjetom izolacije zraka, kontrola temperature i tlaka, tako da se organska tvar u njemu razgrađuje i pretvara u naftu i plin, koji se nakon kondenzacije i prikupljanja mogu povratiti. Za razliku od spaljivanja elektroničkog otpada, proces vakuumske pirolize provodi se u uvjetima bez kisika, pa se proizvodnja dioksina i furana može suzbiti, količina nastalog otpadnog plina je mala, a zagađenje okoliša je malo.

3.1.3 Tehnologija mikrovalne obrade

Metoda recikliranja u mikrovalnoj pećnici je prvo drobljenje elektroničkog otpada, a zatim korištenje mikrovalnog grijanja za razgradnju organske tvari. Zagrijavanje na oko 1400 ℃ topi staklena vlakna i metal da nastane staklena tvar. Nakon što se ova tvar ohladi, zlato, srebro i drugi metali se odvajaju u obliku kuglica, a preostala staklena tvar se može reciklirati za korištenje kao građevinski materijal. Ova metoda se značajno razlikuje od tradicionalnih metoda grijanja, a ima značajne prednosti kao što su visoka učinkovitost, brzina, visok povrat i iskorištenost resursa te niska potrošnja energije.

3.2 Hidrometalurgija

Hidrometalurška tehnologija uglavnom koristi karakteristike metala koji se mogu otopiti u kiselim otopinama kao što su dušična kiselina, sumporna kiselina i aqua regia za uklanjanje metala iz elektroničkog otpada i njihovo ponovno dobivanje iz tekuće faze. To je trenutno najraširenija metoda za obradu elektroničkog otpada. U usporedbi s pirometalurgijom, hidrometalurgija ima prednosti manje emisije ispušnih plinova, jednostavnog odlaganja ostataka nakon ekstrakcije metala, značajne ekonomske koristi i jednostavnog tijeka procesa.

4 Biotehnologija

Biotehnologija koristi adsorpciju mikroorganizama na površini minerala i oksidaciju mikroorganizama kako bi riješila problem oporavka metala. Mikrobna adsorpcija se može podijeliti u dvije vrste: korištenje mikrobnih metabolita za imobilizaciju metalnih iona i korištenje mikroba za izravnu imobilizaciju metalnih iona. Prvi je korištenje sumporovodika koji proizvode bakterije za fiksiranje, kada površina bakterije adsorbira ione kako bi postigla zasićenje, ona može formirati flokule i taložiti se; potonji koristi oksidacijsko svojstvo željeznih iona za oksidaciju drugih metala u legurama plemenitih metala kao što je zlato. Postaje topljiv i ulazi u otopinu, izlažući plemeniti metal kako bi se olakšao oporavak. Ekstrakcija plemenitih metala kao što je zlato biotehnologijom ima prednosti jednostavnog procesa, niske cijene i praktičnog rada, ali je vrijeme ispiranja duže, a brzina ispiranja niska, tako da trenutno nije stavljena u upotrebu.

Zaključne napomene

E-otpad je dragocjen resurs i od velikog je značaja jačanje istraživanja i primjene tehnologije recikliranja metala za e-otpad, kako s ekonomskog tako i s ekološkog stajališta. Zbog složenih i raznolikih karakteristika e-otpada, teško je oporaviti metale u njemu samo bilo kojom tehnologijom. Budući trend razvoja tehnologije obrade e-otpada trebao bi biti: industrijalizacija oblika obrade, maksimalno recikliranje resursa i znanstvena tehnologija obrade. Ukratko, proučavanje recikliranja otpadnih PCB-a ne može samo zaštititi okoliš, spriječiti onečišćenje, već i olakšati recikliranje resursa, uštedjeti mnogo energije i promicati održivi razvoj gospodarstva i društva.