بازیافت ضایعات الکترونیکی

بازیافت ضایعات الکترونیکی : ضایعات الکترونیکی مانند دورریز تجهیزات ارتباطی و قطعات تلفن و رایانه منبع ثانویه غنی از فلزات گران‌بها محسوب می‌شوند. علاوه بر جنبه‌های اقتصادی موجود مبنی بر قیمت بالای فلزات گران‌بها، جنبه‌های محیط زیست محیطی نیز عامل دیگری در بازیافت ضایعات الکترونیکی محسوب می‌شود. ترکیب شیمیایی این قراضه‌های متغیر بوده و اغلب حاوی 30 درصد پلاستیک، 30 درصد اکسیدهای دیرگداز و 40 درصد فلز است. فلزات گران‌بهای موجود شامل طلا، نقره و برخی از فلزات گروه پلاتین می‌شود. عملیات بازیافت روی این قراضه‌ها معمولاً شامل سه مرحله پیش عملیات، پرعیارسازی و تصفیه است. پس از طبقه بندی دستی ضایعات الکترونیکی ، پلاستیک و سایر مواد آلی آن به روش سوزاندن حذف می‌شوند. همچنین ممکن است جدایش به روش فیزیکی، طبقه بندی با هوا، جدایش مغناطیسی یا الکتریکی، سرند کردن و جدایش با جریان گردابی انجام شود. در صورتی که فرایند توجیه اقتصادی داشته باشد، جدایش با واسط سنگین در محیط کروزن و با استفاده از ذرات مغناطیسی انجام می‌گردد. در این فرایند ابتدا چگالی ویژه محیط به 2 سانده می‌شود تا اجزای غیرفلزی آن جدا شده و در مرحله بعد این مقدار به 3 می‌رسد تا به شناورسازی کنسانتره آلومینیوم ، بخش حاوی فلزات سنگین‌تر مانند مس، سرب و قلع ته‌نشین شود. سپس با انجام یک مرحله کاهش ابعاد به منظور آزادسازی مواد حاوی فلزات گران‌بها از سایر اجزا، نرخ بازیافت در فرایندهای استخراج بعدی افزایش می‌یابد.

فرایند سیانوره کردن

بازیافت فلزات گران‌بها از ضایعات کامپیوتر یا ضایعات موبایل به روش هیدرومتالورژی نیازمند یک مرحله سیانوره کردن و سپس استخراج حلالی است. سپس محلول آبی با حلال آلی مخلوط شده و در مرحله ته نشینی، فاز آلی حاوی فلز از فاز آبی عاری از فلز جدا می‌شود. پس از بازیابی فلز از محلول آلی به وسیله محلول بازپس‌گیر، از پودر روی برای ترسیب فلزات گران‌بها استفاده می‌گردد. اساس فرایند سیانوره کردن در مورد فلزات مختلف مشابه است. لذا به طور نمونه به بازیافت طلا اشاره می‌شود.

در بازیافت طلا به روش سیانوره کردن، پس از انجام مراحل آماده سازی بر روی منابع ثانویه، مواد اولیه با ترکیبات سیانیدی واکنش می‌دهند. در واقع جدایش طلا با انحلال ترجیحی آن در محلول‌های ضعیف سیانید سدیم یا پتاسیم صورت می‌گیرد. شایان ذکر است انحلال طلا در سیانید نیازمند حضور اکسیژن نیز است. لذا واکنش زیر را برای این فرایند می‌توان در نظر گرفت.

پس از واکنش طلا با محلول سیانیدی، برای پرعیارسازی محلول از دو روش سمانتاسیون با روی و کربن فعال است. پرعیارسازی محلول سیانیدی حاوی طلا به روش سمانتاسیون با روی: در روش سمانتاسیون با روی، ابتدا محلول سیانیدی کاملاً زلال و عاری از مواد کلوئیدی با استفاده از انواع کلاریفایرها و صافی‌ها تهیه می‌شود. در مرحله بعد، روی به صورت تراشه و یا پودر به محلول اضافه می‌گردد. عامل مهم در رسوب گیری طلا با این روش، ایجاد جوانه گازِ هیدروژن تحت تاثیر سیانید قلیایی بر روی است. طلا و نقره در محلول‌های سیانید نسبت به روی الکترونگاتیوتر هستند و رسوب می‌کنند. رسوب دهی تنها با حضور سیانید آزاد و همراه با آزاد شدن هیدروژن صورت می‌گیرد. همچنین درجه قلیایی محلول حین فرایند افزایش می‌یابد. واکنش زیر فرایند انجام شده در این روش را نشان می‌دهد.

شایان ذکر است مس و نقره در صورت حضور در ضایعات ، با حل شدن در سیانور تشکیل کمپلکس‌های ساینیدی می‌دهند. معمولاً در بازیابی طلا توسط سمانتاسیون با پودر روی، مخلوطی از مس و نقره نیز در رسوب حضور دارد. این رسوب پس از شستشو و حذف آب، در کوره القایی ذوب می‌شود. محصول نهایی معمولاً حاوی 85-60 درصد طلا است.

پرعیارسازی محلول سیانیدی حاوی طلا به روش جذب با کربن فعال : در این روش از قابلیت جذب سطحی کمپلکس طلا توسط کربن فعال استفاده می‌شود. پس از تکمیل مرحله جذب طلا بر روی کربن، محلول فیلتر می‌شود. سپس طلای جذب شده توسط سود حل و جدا می‌گردد. در ادامه با ترسیب طلا بر روی کاتدهای پشم فولادی و سپس حل کردن پشم فولادی در اسید نیتریک، طلا به دست می‌آید. شایان ذکر است که روش پرعیارسازی طلا با استفاده از روی به حضور اکسیژن، فلزات پایه مانند مس و غلظت سیانید حساس است. در حالی که در روش پرعیارسازی طلا با کربن این حساسیت وجود نداشته و طلا تا 98 درصد قابل بازیابی است.

روش‌های جدایش فیزیکی

بازیافت فلزات از ضایعات الکترونیکی با روش‌های جدایش فیزیکی متداول در کانه‌آرایی انجام می‌شود. ضایعات مدارهای چاپی حاوی 25 درصد وزنی مس همراه با پایه سرامیکی است. این قراضه در دستگاه سنگ‌شکن مخروطی تا ابعاد کمتر از 20 مش خرد می‌شود. کاهش ابعاد سرامیک در آسیای گلوله‌ای تا حد ثابت ماندن توزیع اندازه ذرات مس انجام می‌گیرد. سپس مس به روش جدایش ثقلی با استفاده از میز لرزان موزلی تا حدود 84-80 درصد بازیافت می‌شود. حدود 50 درصد  مس به روش فلوتاسیون با کلکتور ایزوپروپیل زانتات بازیابی می‌گردد.

صفحات مدارهای رایانه‌ای

ترکیب شیمیایی ضایعات رایانه‌ای بسیار متغیر است. معمولاً رایانه‌های ساخته شده پیش از دهه 1980، حاوی مقادیر بیشتری از فلزات گران‌بها هستند. به طوری که نسبت نقره به طلا در محدوده 1:1 و 2:0 متغیر است. مقدار فلزات گران‌بها در قطعات رایانه‌ای از مقادیر قابل توجه تا مقادیر کم تغییر می‌کند. با پیشرفت‌های صورت گرفته در رایانه‌های جدید مقدار فلزات گران‌بها در آنها به میزان زیادی کاهش یافته است. علاوه بر این ابعاد کوچکتر مدل‌های جدیدتر نیز در کاهش میزان فلزات گران‌بها موثر است، لذا بازیافت این فلزات از ضایعات کامپیوتر رو به کاهش است.

فناوری‌های مرتبط به بازیافت از باطله‌های عکاسی

دو منبع عمده از باطله‌های عکاسی وجود دارد. منبع اول شامل فیلم‌های اشعه ایکس، میکرو فیلم و محلول‌های مرتبط با فرآوری آنها و منبع دوم شامل فیلم‌های سیاه و سفید یا رنگی است. در واحدهای کوچک فرآوری الکترولیتی محلول‌های ظهور ـ ثبوت و پوسته‌های نقره‌ای ناخالص به دست می‌آیند. این محصول قابل فروش به واحدهای تصفیه است. با فرآوری محلول باقی‌مانده، سولفید نقره رسوب می‌کند. از خاکستر حاصل سوزاندن صفحات اشعه ایکس مراکز درمانی نیز نقره بازیابی می‌شود. شایان ذکر است که سوزاندن فیلم به دمای کنترل شده نیازمند است تا از تبخیر نقره موجود در آن جلوگیری شود. البته امکان جدایش نقره به روش شیمیایی و سپس الکترولیز نقره موجود در محلول است.

فیلم‌های سیاه و سفید یا رنگی نیز معمولاً پس از خردایش، سوزانده شده و یا با روش‌های شیمیایی حل می‌شوند. سپس مرحله الکترولیز یا ترسیب سولفید نقره انجام شده و ممکن است تصفیه بیشتر نیز بر روی آن صورت گیرد. اغلب حجم محلول خروجی تولید شده زیاد بوده و خواص این محلول‌ها به علت تنوع فرایندهای عکاسی، متغیر است. برای بازیافت نقره از روش‌های جانشینی فلز به صورت سمانتاسیون با آهن، الکترولیز، تعویض یونی، ترسیب سولفید (توسط سود سوزآور و سولفید سدیم یا پراکسید هیدروژن) و ترسیب سولفید به روش الکتروشیمیایی استفاده می‌شود.

روش دیگری برای بازیافت طلا و نقره از باطله‌های عکاسی ارائه شده است. در این روش، مواد بر روی پلیمری اکسید شده (مانند پلی آنیلین تهیه شده به روش اکسیداسیون الکتروشیمیایی آنیلین) رسوب داده می‌شوند. با این روش حدود 99 درصد طلاح استخراج می‌شود. البته به جزئیات جدایش فلز از پلیمر اشاره‌ای نشده است. با این حال یک روش ممکن سوزاندن پلیمر آلی و بازیافت طلا است.