回收电子废物的新策略：新工艺可提高回收率-泊祎回收网

我们连接的社会消费者会产生大量电子废物全世界每年约有5000万吨甚至从目前来看废物在一年到下一年的增长速度最快根据材料价格的不同该废物所含原材料的价值估计为50至600亿元得益于扩展的生产者责任制许多国家都针对这种废物制定了立法和回收渠道但是目前只有20的废物通过认证流程进行了回收此外在电子废物中存在的60种化学元素中只有少数被回收利用其中有十种是金银铂钴锡铜铁铝和铅其他一切最终都浪费在垃圾填埋场中

从循环经济的角度来看理想的一方面是尽可能地延长这些电子设备的寿命特别是通过延长首次使用的时间另一方面是促进和支持再利用或维修事实仍然是这些垃圾掩埋场代表着真正的城市矿山对于那些知道如何开采它们的人来说是潜在的矿藏

我们如何处理电子废物

回收电子废物意味着分离材料分子或化学元素以便将它们作为生产新产品的原材料出售首先您必须拆除设备和组件对它们进行分类研磨最后分离材料通常是通过焚化然后是基于溶液的化学过程

从城市矿山获得更多的化学品说起来容易做起来难电子垃圾的性质千差万别经常与其他类型的垃圾混合因此要处理的废物的成分从一铲垃圾焚化炉的灰渣或从一批废物到另一批废物都不同这与传统矿山的开采形成对比在传统矿山中至少相比之下矿石的成分更简单更稳定

化学家面临着极其复杂的分离问题这部分解释了为什么回收行业目前将重点放在要回收的最集中或最具经济吸引力的金属上因此是上面列出的

新策略拆除分类研磨溶解

分类的目的是使待处理混合物的化学复杂性及其可变性最小化它可以在各种规模上完成设备类型世代其模块印刷电路电池外部信封框架等其基本电子组件电缆电阻电容芯片裸板等或什至是研磨产生的粉末水平都可以在上述所有规模上进行

从理论上说完全拆卸设备是最有效的方法但是由于设备的多样性和复杂性很难自动执行此步骤拆卸仍主要是手动进行的这意味着其成本通常过高而无法分类到基本组件的水平

因此在进行任何化学处理之前回收商MTBPaprecVolia中最常见的方法是在设备或其模块的规模上进行研磨然后通过利用密度差异通过物理方法分离颗粒的步骤或磁性然后根据所得粉末的纯度使用热处理或化学处理来精制最终产物的组成

在后一种情况下在化学元素溶液中最常用的分离方法是所谓的液液萃取它通常包括首先将金属或它们的氧化物溶解在一种酸例如硝酸中然后制成一种乳液即相当于法国香醋的乳液将酸性溶液醋与有机溶剂例如煤油油在萃取塔中与一种或多种具有促进某些金属风味从酸到溶剂由于该分离步骤很少是完美的因此将其串联重复以达到所需的纯度有时需要几十次甚至几百次连续萃取才能达到所需的纯度

为了优化此类过程的成本和效率需要研究大量参数例如化学物质的浓度酸度温度等的影响以便确定代表最佳折衷方案的组合

新工艺可提高回收率

在实验室SCARCE中我们正在研究新的过程这些过程最终将允许增加回收的化学元素的数量并提高其回收率一方面是机械过程分解和分类的自动化另一方面是化学过程溶液中的萃取过程

例如如我们所见电子废物的化学成分变化很大针对特定化学成分的萃取过程的开发很容易需要五到十年的研究和优化而现有过程对新成分例如新金属的适应需要几个月到几年的时间这几乎与废物量资源和可用于废物回收的时间不兼容

微观管道优化元素提取

为了减少开发新提取工艺的时间和成本我们将微型化和集成在单个设备中的微流控技术自动化了进行工艺研究所需的所有设备在微流控设备中管道的直径小于一毫米在我们的示例中为100m的厚度两根头发的厚度或更小这样就可以使用非常少量的材料用几微升的溶剂和酸代替毫升用几毫克的化合物代替克通过集成分析方法X射线红外线和传感器我们可以连续自动和快速地研究参数的不同组合这使我们可以在几天之内进行研究这通常可能需要几个月的时间

与传统设备相比微流体技术的另一个优势是我们更好地了解了水和油之间的界面处化学元素转移的现象实际上由于使用了多孔膜我们既控制了水与油之间的交换表面又利用了计算机控制的注射泵将两相之间的接触时间控制在微流体通道中然后可以精确计算物料流量

稀土的回收珍贵且很少回收的材料

最近这种方法使我们能够研究手机中战略金属的提取这些对现代技术必不可少的金属主要在中国生产目前很少回收不到5更加不幸的是由于它们的生产非常昂贵并且可能带来社会和环境问题

我们的结果表明两种特定的提取分子的组合使提取稀土的效率比单独使用分子的提取效率高近100倍此外我们已经证明在酸浓度比工业使用的酸浓度低10至100倍的情况下可以进行有效提取从而减少污染我们还确定了参数组合这些参数组合使稀土彼此之间更有效地分离成为可能而这通常很难在几个步骤中完成我们现在正在研究以很小的规模将这些结果转换为工业生产工具的结果

最后我们的微流体方法是模块化的这意味着每个模块都可以在其他情况下找到其用处例如液液萃取模块可用于研究有机分子精油的萃取过程或用于在线监测农业食品或制药过程的红外光谱模块它使您能够确定未结合的水的量水是包围溶解在其中的分子的水但不与它们相互作用这是这些行业的许多公式中要遵循的关键参数