Dengan pecutan kemas kini produk elektronik, bilangan yang dibuang papan litar bercetak (PCB), komponen utama sisa elektronik, juga semakin meningkat. Pencemaran alam sekitar yang disebabkan oleh sisa PCB juga telah membangkitkan perhatian pelbagai negara. Dalam sisa PCB, logam berat seperti plumbum, merkuri, dan kromium heksavalen, serta bahan kimia toksik seperti polybrominated biphenyl (PBB) dan polybrominated diphenyl ethers (PBDE), yang digunakan sebagai komponen kalis api, terkandung dalam persekitaran semula jadi. . Air bawah tanah dan tanah menyebabkan pencemaran yang besar, yang membawa kemudaratan besar kepada kehidupan manusia dan kesihatan fizikal dan mental. Pada PCB sisa, terdapat hampir 20 jenis logam bukan ferus dan logam nadir, yang mempunyai nilai kitar semula yang tinggi dan nilai ekonomi, dan ia adalah lombong sebenar yang menunggu untuk dilombong.

Cara melupuskan papan litar PCB terpakai

1 Undang-undang Fizikal

Kaedah fizikal ialah penggunaan cara mekanikal dan perbezaan sifat fizikal PCB untuk mencapai kitar semula.

1.1 Patah

Tujuan penghancuran adalah untuk mengasingkan logam dalam papan litar sisa daripada bahan organik sebanyak mungkin untuk meningkatkan kecekapan pengasingan. Kajian mendapati apabila logam dipecahkan pada 0.6mm, logam pada asasnya boleh mencapai 100% disosiasi, tetapi pilihan kaedah penghancuran dan bilangan peringkat bergantung kepada proses seterusnya.

1.2 Menyusun

Pemisahan dicapai dengan menggunakan perbezaan dalam sifat fizikal seperti ketumpatan bahan, saiz zarah, kekonduksian, kebolehtelapan magnet, dan ciri permukaan. Pada masa ini digunakan secara meluas ialah teknologi penggoncang angin, teknologi pemisahan pengapungan, teknologi pemisahan siklon, pemisahan apung-sinki dan teknologi pemisahan arus pusar.

2 Kaedah rawatan teknologi superkritikal

Teknologi pengekstrakan cecair superkritikal merujuk kepada kaedah penulenan yang menggunakan pengaruh tekanan dan suhu ke atas keterlarutan cecair superkritikal untuk melakukan pengekstrakan dan pengasingan tanpa mengubah komposisi kimia. Berbanding dengan kaedah pengekstrakan tradisional, proses pengekstrakan CO2 superkritikal mempunyai kelebihan keramahan alam sekitar, pemisahan yang mudah, ketoksikan rendah, sedikit atau tiada sisa, dan boleh dikendalikan pada suhu bilik.

Arahan penyelidikan utama mengenai penggunaan cecair superkritikal untuk merawat PCB sisa tertumpu dalam dua aspek: Pertama, kerana cecair CO2 superkritikal mempunyai keupayaan untuk mengekstrak komponen kalis api resin dan bromin dalam papan litar bercetak. Apabila bahan ikatan resin dalam papan litar bercetak dikeluarkan oleh cecair CO2 superkritikal, lapisan kerajang tembaga dan lapisan gentian kaca dalam papan litar bercetak boleh dipisahkan dengan mudah, dengan itu memberikan kemungkinan kitar semula bahan yang cekap dalam litar bercetak papan . 2. Gunakan cecair superkritikal secara langsung untuk mengekstrak logam daripada sisa PCB. Wai et al. melaporkan pengekstrakan Cd2+, Cu2+, Zn2+, Pb2+, Pd2+, As3+, Au3+, Ga3+ dan Ga3+ daripada kertas penapis selulosa simulasi atau pasir menggunakan litium fluorinated diethyldithiocarbamate (LiFDDC) sebagai agen pengkompleks. Menurut hasil penyelidikan Sb3+, kecekapan pengekstrakan adalah melebihi 90%.

Teknologi pemprosesan superkritikal juga mempunyai kecacatan besar seperti: selektiviti pengekstrakan yang tinggi memerlukan penambahan entrainer, yang berbahaya kepada alam sekitar; tekanan pengekstrakan yang agak tinggi memerlukan peralatan yang tinggi; suhu tinggi digunakan dalam proses pengekstrakan dan oleh itu penggunaan tenaga yang tinggi.

3 Kaedah kimia

Teknologi rawatan kimia ialah proses pengekstrakan menggunakan kestabilan kimia pelbagai komponen dalam PCB.

3.1 Kaedah rawatan haba

Kaedah rawatan haba adalah terutamanya kaedah mengasingkan bahan organik dan logam dengan cara suhu tinggi. Ia terutamanya termasuk kaedah insinerasi, kaedah retak vakum, kaedah gelombang mikro dan sebagainya.

3.1.1 Kaedah insinerasi

Kaedah pembakaran adalah untuk menghancurkan sisa elektronik kepada saiz zarah tertentu dan menghantarnya ke insinerator utama untuk pembakaran, mengurai komponen organik di dalamnya, dan memisahkan gas daripada pepejal. Sisa selepas pembakaran ialah logam kosong atau oksida dan gentian kacanya, yang boleh diperoleh semula melalui kaedah fizikal dan kimia selepas dihancurkan. Gas yang mengandungi komponen organik memasuki insinerator sekunder untuk rawatan pembakaran dan dilepaskan. Kelemahan kaedah ini ialah ia menghasilkan banyak gas buangan dan bahan toksik.

3.1.2 Kaedah retak

Pirolisis juga dipanggil penyulingan kering dalam industri. Ia adalah untuk memanaskan sisa elektronik dalam bekas di bawah keadaan mengasingkan udara, mengawal suhu dan tekanan, supaya bahan organik di dalamnya terurai dan ditukar menjadi minyak dan gas, yang boleh diperoleh semula selepas pemeluwapan dan pengumpulan. Tidak seperti pembakaran sisa elektronik, proses pirolisis vakum dijalankan di bawah keadaan bebas oksigen, jadi pengeluaran dioksin dan furan dapat ditindas, jumlah gas buangan yang dihasilkan adalah kecil, dan pencemaran alam sekitar adalah kecil.

3.1.3 Teknologi pemprosesan gelombang mikro

Kaedah kitar semula gelombang mikro adalah terlebih dahulu menghancurkan sisa elektronik, dan kemudian menggunakan pemanasan gelombang mikro untuk mengurai bahan organik. Pemanasan kepada kira-kira 1400 ℃ mencairkan gentian kaca dan logam untuk membentuk bahan vitrified. Selepas bahan ini disejukkan, emas, perak dan logam lain diasingkan dalam bentuk manik, dan bahan kaca yang tinggal boleh dikitar semula untuk digunakan sebagai bahan binaan. Kaedah ini berbeza dengan ketara daripada kaedah pemanasan tradisional, dan mempunyai kelebihan ketara seperti kecekapan tinggi, kepantasan, pemulihan dan penggunaan sumber yang tinggi, dan penggunaan tenaga yang rendah.

3.2 Hidrometalurgi

Teknologi hidrometalurgi terutamanya menggunakan ciri-ciri logam yang boleh dilarutkan dalam larutan asid seperti asid nitrik, asid sulfurik dan aqua regia untuk mengeluarkan logam daripada sisa elektronik dan memulihkannya daripada fasa cecair. Ia kini merupakan kaedah yang paling banyak digunakan untuk memproses sisa elektronik. Berbanding dengan pyrometallurgy, hidrometalurgi mempunyai kelebihan kurang pelepasan gas ekzos, pelupusan sisa yang mudah selepas pengekstrakan logam, faedah ekonomi yang ketara, dan aliran proses yang mudah.

4 Bioteknologi

Bioteknologi menggunakan penjerapan mikroorganisma pada permukaan mineral dan pengoksidaan mikroorganisma untuk menyelesaikan masalah pemulihan logam. Penjerapan mikrob boleh dibahagikan kepada dua jenis: penggunaan metabolit mikrob untuk melumpuhkan ion logam dan penggunaan mikrob untuk melumpuhkan ion logam secara langsung. Yang pertama adalah untuk menggunakan hidrogen sulfida yang dihasilkan oleh bakteria untuk menetapkan, apabila permukaan bakteria menyerap ion untuk mencapai tepu, ia boleh membentuk flok dan menetap; yang kedua menggunakan sifat pengoksidaan ion ferik untuk mengoksidakan logam lain dalam aloi logam berharga seperti emas Ia menjadi larut dan memasuki larutan, mendedahkan logam berharga untuk memudahkan pemulihan. Pengekstrakan logam berharga seperti emas oleh bioteknologi mempunyai kelebihan proses yang mudah, kos rendah, dan operasi yang mudah, tetapi masa larut lesap lebih lama dan kadar larut lesap adalah rendah, jadi ia sebenarnya belum digunakan pada masa ini.

Mengakhiri ucapan

E-waste ialah sumber yang berharga, dan sangat penting untuk mengukuhkan penyelidikan dan aplikasi teknologi kitar semula logam untuk e-waste, kedua-duanya dari sudut ekonomi dan alam sekitar. Oleh kerana ciri-ciri e-waste yang kompleks dan pelbagai, adalah sukar untuk mendapatkan semula logam di dalamnya dengan sebarang teknologi sahaja. Trend pembangunan masa depan teknologi pemprosesan e-sisa hendaklah: perindustrian bentuk pemprosesan, kitar semula maksimum sumber, dan teknologi pemprosesan saintifik. Ringkasnya, mengkaji kitar semula PCB sisa bukan sahaja dapat melindungi alam sekitar, mencegah pencemaran, tetapi juga memudahkan kitar semula sumber, menjimatkan banyak tenaga, dan menggalakkan pembangunan ekonomi dan masyarakat yang mampan.