Головна »Переробка відходів» Як здійснюється переробка електроніки?
Значна зміна клімату і зниження біологічного різноманіття є лише двома з багатьох серйозних екологічних проблем, які продовжують рости в глобальному масштабі. Населення планети на даний момент становить понад 7 мільярдів і в зв'язку з цим зростає занепокоєння з приводу нестачі продовольства, води, енергії та інших ресурсів. Щоб знизити шкоду, нанесену довкіллю, і дефіцит ресурсів, нам варто впритул зайнятися вторинної переробкою відслужили предметів. Дуже важлива переробка електроніки.
Що таке електронні відходи і навіщо потрібна переробка електроніки?
До електронних відходів відносяться в тому числі друковані плати, які хоча і становлять близько 3% від загальної кількості цього виду відходів, завдяки високій концентрації токсичних речовин є дуже небезпечними. Подібні відходи без належної утилізації негативно впливають на екосистему, як биотическую, так і на абиотическую її частини. Наявність різноманітних високотоксичних матеріалів і важких металів робить поховання на звалищі або просте спалювання неприйнятними методами управління подібними відходами. Тому найбільш оптимальний спосіб утилізації електронних відходів - це їх переробка.
Дані про кількість електронних відходів
За деякими оцінками, електронні відходи складають приблизно 8% від загальної кількості побутових відходів.
Крім того, кількість електронних відходів в нових індустріальних країнах, що розвиваються зростає через імпорт відходів з розвинених країн. Згідно з останніми дослідженнями, в даний час до 50- 80% електронних відходів, вироблених в розвинених країнах, поставляється в країни, що розвиваються для повторного використання та утилізації, що часто суперечить міжнародним законам.
переробка електроніки
Переробка електронних відходів проводиться як офіційно, так і неофіційно. При офіційної утилізації використовуються добре опрацьовані методи, що дозволяють відокремлювати необхідні фракції з відходів. Однак заводи, побудовані з дотриманням всіх необхідних вимог до технологічних процесів, виходять дорогими як при будівництві, так і при запуску. У різних слаборозвинених і країнах, що розвиваються, де переробка відходів не фінансується належним чином, вона часто реалізується неофіційно і проводиться без дотримання необхідних вимог і норм, причому на подібних заводах можуть працювати вагітні жінки і діти.
Небезпечні хімічні речовини при переробці електроніки
Найбільш поширені способи впливу небезпечних компонентів електронних відходів при переробці - це потрапляння всередину небезпечних речовин при контакті зі шкірою і при вдиханні, через забруднений грунт, воду, їжу і повітря.
Небезпечні хімічні речовини в електронних відходах можуть бути або в їх компонентах, або виділятися при їх переробці. Основними забруднюючими речовинами в електронних відходах є стійкими органічними забруднювачами (СОЗ), які володіють великим періодом напіврозпаду. Деякі з найбільш поширених СОЗ, що виділяються в процесі переробки, - бромовані антипірени (BFRS) (полібромовані ді-феніл ефіри), поліхлоровані біфеніли, гексабромціклододекани, полі-бромдіфеніли, ді-бромованих ді-феніл ефіри, поліхлоровані або полібромовані діоксини і ді-бензо фурани діоксинів. СОЗ, що утворюються в процесі розбирання та плавки, складаються з поліхлорованих дибензофуранов, поліхлорованих біфенілів і діоксинів. Поліциклічні ароматичні вуглеводні з'являються через неповного згоряння палива, такого як вугілля, газ, нафта і т.д. Важкі метали, такі як свинець, кадмій, хром, ртуть, мідь, марганець, нікель, миш'як, цинк, також несуть в собі небезпеку.
Технології переробки друкованих плат
Друковані плати є одним з найбільш важливих компонентів електронного устаткування. Вони являють собою платформу, на якій встановлюються і зв'язуються між собою мікроелектронні компоненти, такі як напівпровідникові мікросхеми і конденсатори. Переробка плат включає в себе три типи обробки: попередня обробка, фізична переробка і хімічна переробка. Попередня обробка включає в себе демонтаж багаторазових і токсичних елементів, подрібнення або поділ. Потім слід фізична переробка. Потім матеріали витягують шляхом хімічного процесу переробки.
фізичні методи
механічна переробка
Це фізичний метод переробки, при якому розібрані деталі розмелюють до необхідних розмірів, після чого вони надходять на установку тонкого подрібнення. Отриманий порошок піддають дії вихрових струмів в сепараторах, де метали відокремлюють завдяки їх електропровідності. Потім порошок поділяють в залежності від щільності і розмірів частинок. Розшарування на різні матеріали можна спостерігати на стовпі рідини.
Метод повітряної сепарації
У цьому методі розділення диспергованих твердих частинок відбувається завдяки різним розмірам частинок і їх різним плотностям. Підвішені в газі частинки, в основному в повітрі, займають різні положення в сепараторі під впливом різних сил в залежності від матеріалу. У важких частинок гранична швидкість осадження більше, ніж швидкість повітря, в той час як у більш легких частинок гранична швидкість осадження менше швидкості повітря. Отже важкі частки переміщаються вниз проти повітряного потоку, в той час як легкі частинки піднімаються разом з повітряним потоком у верхню частину сепаратора.
Електростатичний метод поділу
У цьому методі для поділу сипучих матеріалів використовується електростатичне поле, яке впливає не заряджені або поляризовані тіла. Ці технології застосовуються для переробки металів і пластмас з промислових відходів. Електростатичні технології поділу можуть використовуватися для відділення Cu, Al, Pb, Sn і заліза, і деяких благородних металів і пластику.
магнітна сепарація
Магнітні сепаратори широко використовуються для відділення феромагнітних металів від кольорових металів і інших немагнітних відходів. Недоліком магнітного поділу є агломерація частинок, внаслідок якої магніт витягує разом з феромагнітними металами і неметалеві включення. Отже цей метод не дуже ефективний.
хімічні методи
Піроліз - це хімічної метод, який широко використовується для переробки синтетичних полімерів, включаючи полімери зі скловолокном. При піролізі таких полімерів утворюються гази, вуглеводні і обвуглений залишок. Ці речовини в подальшому можна використовувати як хімічна сировина або палива. Плати нагрівають до досить високої температури, щоб розплавити припій, який використовується для зв'язування електричних компонентів. Обвуглений конгломерат, який називається також «чорним металом», містить в собі великий відсоток міді, а також невелика кількість заліза, кальцію, нікелю, цинку і алюмінію, які можна потім відновити.
гідрометалургійний метод
Цей метод головним чином використовується для переробки плат з метою вилучення металевої фракції. Метод полягає в вилуговуванні металів із застосуванням розчинів кислот і лугів, за яким слід електрорафінування бажаних металів. Цей метод вважається більш гнучким і енергозберігаючим, отже, економічно ефективним. Широко використовуються вищелачівателямі є царська горілка, азотна кислота, сірчана кислота і ціанисті розчини. У разі неметалевих підкладок метали вилуговуються в розчин з підкладки. У разі металевої підкладки для відновлення металів може застосовуватися електрохімічна обробка. Таким чином, гідрометалургійний метод дозволяє відновлювати метали без будь-якої додаткової обробки, решта ж матеріали в платі перед повторним використанням або похованням повинні піддаватися додатковій термічній обробці. Основним недоліком цього методу є їдкість і отруйність використовуваних рідин.
Біометаллургіческій метод сепарації
Цей метод використовується для добування дорогоцінних металів і міді з руди вже давно, проте до цих пір він не дуже добре розвинений. Мікроорганізми використовують метали, присутні в зовнішньому середовищі і на поверхні клітин, для своїх внутрішньоклітинних функцій. Кожен тип мікроорганізму має характерну тенденцію переносити конкретний метал в певному середовищі. Біовилуження і біосорбції - в цілому два основних напрямки біометаллургіі, які використовують для добування металів. Біовилуження успішно застосовується для добування дорогоцінних металів і міді з руд протягом багатьох років. Та ж методика може застосовуватися для вилучення міді та інших цінних металів з відходів друкованих плат.
газифікація
Основне застосування процесу газифікації - це генерація синтез-газу (CO, H2). Газифікація протікає приблизно при температурі 1600 ° С і тиску близько 150 бар. Багатий воднем синтез-газ - основний продукт газифікації, який є цінною сировиною для виробництва метанолу. Після відповідної обробки деякі фракції цього газу можуть використовуватися для виробництва теплової та електричної енергії.
Застосування фізичних і хімічних методів переробки
Переваги фізичних методів переробки. таких як магнітні сепаратори, сепаратори, що відокремлюють матеріали в залежності від щільності, і т.д. щодо хімічної переробки полягають в тому, що вони не вимагають великих фінансових вкладень, вони відносно прості, зручні, менше забруднюють навколишнє середовище, вимагають менших витрат енергії. Металеві фракції, отримані фізичними методами переробки, можна використовувати в комерційних цілях без значних процедур відновлення. Однак для використання в комерційних цілях неметалічних фракцій вони повинні піддатися хімічної переробки. Таким чином, фізичні методи переробки є більш економічно вигідними для переробки металевих фракцій, ніж неметалічних. Основна мета хімічних методів переробки, таких як піроліз, полягає в перетворенні полімерів, що містяться в неметалічних фракціях, в хімічну сировину або паливо. Хімічні методи переробки мають переваги в перетворенні бром антипіренів і витяганні важких металів, які залишилися після фізичних методів переробки.
Використання неметалевих фракцій друкованих плат
Велика кількість неметалевих відходів друкованих плат, які часто є небезпечними для людей і навколишнього середовища (через наявність бромованих антипіренів і важких металів, таких як свинець, кадмій, берилій тощо.), Скидаються на звалищах. Щоб цьому запобігти, необхідно знайти їм оптимальне застосування.
Неметалеві фракції виходять легше, ніж цемент і пісок, їх гранули набагато менше, отже, вони мають більш надійної микроструктурой. Механічна міцність матеріалу підвищується в присутності грубих скловолокна. Тому, завдяки вищевказаним властивостям, неметалеві фракції можуть успішно використовуватися в якості наповнювача в будівельних матеріалах, для виготовлення клеїв і декоративних агентів.
Розроблено методику використання неметалевих фракцій друкованих плат у виробництві неметалевих пластини, які можуть використовуватися для отримання композитних плит. Композитні плити знаходять застосування в багатьох областях, включаючи автомобільну промисловість, меблі, різне обладнання та оздоблювальні матеріали.
Фенольні компаунди використовується у виробництві радіодеталей і кухонного начиння. У зв'язку зі зменшенням лісових ресурсів і підвищення їх вартості виробники шукають альтернативи дерев'яній підлозі. Неметалеві фракції друкованих плат на паперовій основі здаються хорошим варіантом заміни дерев'яної підлоги.
висновок
