3784503019

Wydziału Inżynierii Materiałowej Politechniki Warszawskiej LURKRNSkooiuikowi

Recykling materiałów elektronicznych

Wstęp

W świetle dynamicznego rozwoju technologicznego na świecie rośnie gwałtownie zapotrzebowanie na rzadkie i drogie metale. Największym odbiorcą tego typu metali jest przemysł elektroniczny. Na rynek nieustannie wchodzą nowe rozwiązania i sprzęt elektroniczny szybko ulega wymianie [1]. Ogromna masa metali, zgromadzona w zużytym sprzęcie elektronicznym, stanowić będzie wkrótce poważne źródło ich pozyskiwania. W pracy przedstawiono metodę mielenia, która może ułatwić procesy recyklingu. Instalacja takiego systemu byłaby łatwa, a obsługa prosta. Wyniki wstępnych badań wskazują na korzyści ze stosowania tej metody.

zdecydowanie przyspieszyć procesy odzysku. Przy dużym

Rozwinięcie

Prace w KN „WAKANS" zostały zrealizowane w oparciu o artykuł naukowy [2]. Japońscy badacze uzasadniają konieczność wykorzystania potencjału „miejskich rud". Proponują proces mielenia, jako etap recyklingu złomu elektronicznego. Jest on umiejscowiony po zbiórce i demontażu zużytego sprzętu elektronicznego, a jeszcze przed bezpośrednim odzyskiem surowców. Płyty z obwodami drukowanymi PWD umieszczono w komorach młynów kulowych, a następnie zasypano kulami. Młyny wprowadzono w ruch rota-cyjny. Źródłem energii był tylko prąd elektryczny. Nie po-trzeba użycia wody, ani środków chemicznych, a także nie trzeba dostarczać ciepła. Po procesie mielenia otrzymano granulat Polimetaliczny, który poddano analizie składu chemicznego.

Wyniki badań

Oddzielono granulat i dokonano analizy składu chemicznego proszku trzema metodami. Wyniki dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) były trudne w interpretacji i identyfikacji składu. Każda faza obecna w granulacie daje swój obraz niezależnie, a z teorii wiadomo, że złom elektroniczny może zawierać nawet 60 pierwiastków, które tworzą różne fazy. Analiza składu chemicznego drugą metodą energodyspersyjną spektroskopią (EDS) wykonaną na skaningowym mikroskopie elektronowym (SEM), wykazała duża obecność krzemu, tlenu, i tytanu. W mniejszej ilości wykryto miedź, nikiel, cynę i aluminium. Jednak dopiero trzecia metoda, jaką była spektrometria mas w plazmie indukcyjnie sprzężonej z wykorzystaniem ablacji laserowej (LA-ICP-MS), wykazała obecność metali szlachetnych (złota, srebra, platyny) oraz innych. Wyniki tego badania przedstawiono w tabeli 1. Przeprowadzono też pomiar i rozkład wielkości cząstek proszku na mikroanalizatorze laserowym. Otrzymano wynik średniej wielkości cząstek na poziomie 30 pm. Uzyskany granulat można poddać konwencjonalnym sposobom odzysku (pirometalurgia oraz hydro-metalurgia). Jednak postać proszku stwarza korzystne warunki do prowadzenia procesów separacji. Można wykorzystać separację magnetyczną, grawitacyjną, flotację lub inne metody. Forma granulatu powinna

Rozdrobnieniu materiału uzyskujemy ogromną rzeczywistą powierzchnię kontaktu. Zatem przemiany fizyczne i reakcje chemiczne będą zachodzić szybciej. Proszek daje także możliwość łatwego transportu surowców.

Podczas pracy zdiagnozowano liczne problemy, które należy rozwiązać w celu poprawy efektywności procesu. Duży ciężar skupia się na etapie demontażu i przygotowaniu złomu do mielenia. Dobór parametrów procesu oraz rodzaj użytych młynów również potrzebuje głębszego zbadania. Należy także zauważyć, że istnieje konieczność lepszego zorganizowania oraz realizowania systemu gospodarowania zużytymi odpadami.

Zakończenie

W pracy przedstawiono wyniki analiz składu chemicznego „miejskich rud", czyli granulatu otrzymanego przez zmielenia złomu elektronicznego. Badania przeprowadzono w oparciu o artykuł naukowy [2j. W ostatnich latach obserwuje się błyskawiczny wzrost ilości zużytego sprzętu elektronicznego. Wiele grup badawczych pracuje nad udoskonalaniem technologii recyklingu e-złomu. Jedną z nich jest propozycja mielenia płyt elektronicznych z obwodami drukowanymi, tak aby uzyskać z nich granulat metaliczny. Następnie może być on poddany konwencjonalnym procesom odzysku lub dalszej separacji, ze względu na rodzaj metali.

Składam serdeczne podziękowania na ręce prof. Marcina Leonowicza, który zainteresował mnie tym tematem. Pod jego kierownictwem mogłem zrealizować badania. Dziękuję także dr inż. Rafałowi Wróblewskiemu oraz zespołowi doktorantów mgr inż. Marcie Izydorzak, mgr inż.

Bartoszowi Michalskiemu, mgr inż.

Krzysztofowi

Sielickiemu, którzy pomogli w przeprowadzeniu badań.

Literatura

[1] A. Hołdys, "Śmietnik high-tech," Świat Nauki, kwiecień 2010.

[2] N. Katagiri, K. Ijima K. Halada, "Production of Urban Ores Using Bali Mili for Saving Time and Effort," NIMS NOW International, June 2009.

Koordynator projektu i artykułu: Mateusz Szymański

Projekty Naukowe