Importanza del perché dovresti riciclare i circuiti stampati

Introduzione

Anche i rifiuti elettronici vengono ridotti al minimo nel riciclaggio dei circuiti stampati perché alcuni materiali vengono salvati per essere riutilizzati. Perché dobbiamo riciclare i circuiti stampati? Quali sfide affrontiamo e quali sono i metodi di riciclaggio dei circuiti stampati? Questo blog ne parlerà. Questi processi sono compresi per migliorare la sostenibilità e il recupero delle risorse nel settore dell'elettronica.

I circuiti stampati sono riciclabili?

Sì, è possibile riciclare parzialmente i PCB. La produzione di PCB è un processo complesso che utilizza materiali preziosi. Questi materiali diventano rifiuti sotto forma di acque reflue , soluzioni esauste e rifiuti solidi, e molti di essi presentano una biodegradabilità indesiderata. Tuttavia, è possibile riciclare molti di questi materiali. Tra questi, il recupero del rame dai bordi dei componenti, dello stagno dalle scorie di saldatura e dell'ossido di rame dai fanghi. Questi processi hanno avuto successo a livello commerciale, quando il riciclo di questi materiali, trasformandoli in risorse preziose.

Quali sono le sfide nel riciclaggio dei circuiti stampati?

Tuttavia, sebbene i PCB possano essere riciclati, non è un'operazione semplice. Uno dei problemi principali è il costo. Potrei elencare molti altri ostacoli al riciclo dei circuiti stampati, ma questi sono solo alcuni esempi. I costi di trasporto non coprono piccole quantità. Metalli preziosi come rame, oro e argento sono presenti in abbondanza sui PCB assemblati, ma in piccole quantità. Il rame riciclabile si trova più spesso sui PCB non assemblati. Inoltre, il materiale FR4 non è riciclabile. Pertanto, il riciclo dei PCB risulta spesso antieconomico, nonostante la necessità di riciclare i componenti elettronici.

Quantità di rifiuti dal processo di produzione di PCB

Questa tabella identifica e categorizza ogni tipo di rifiuto generato durante la produzione di PCB, specificando se si tratta di rifiuti pericolosi o non pericolosi, oltre a una stima della quantità creata per metro quadrato o litro di PCB prodotto.

Modi per riciclare i circuiti stampati

Questa parte consisterà nell'esaminare attentamente i diversi modi in cui possiamo riciclare i PCB. Nel comprendere questi approcci, arriveremo a conoscere la loro importanza nel recupero di materiali preziosi e nella riduzione dei rifiuti elettronici nell'ambiente.

• Recupero Termico

Questo processo riscalda il PCB ad alte temperature, permettendo ai metalli interni di rigenerarsi. Brucia il FR-4 ma lascia intatto il rame . Tuttavia, è una tecnica che produce gas cancerogeni, come piombo e diossina, quindi va usata con cautela.

• Recupero Chimico

Questo metodo utilizza un acido. Il circuito stampato viene immerso nell'acido, che decompone il materiale FR-4 e permette di recuperare il metallo. Tuttavia, il metodo genera una grande quantità di acque reflue, che devono essere trattate con un apposito impianto di depurazione industriale prima di poter essere smaltite correttamente.

• Recupero fisico

In questo processo le tavole vengono sminuzzate e rotte. Poi si separano i metalli dalle parti non metalliche. Ha il minimo impatto sull'ambiente. Ma è pericoloso per i lavoratori. L'aria può essere inquinata da polvere, metallo e particelle di vetro. Può causare problemi respiratori dopo un po' di esposizione. Tuttavia, conteneva ancora tutto il metallo.

• Riciclaggio meccanico

Successivamente, le tavole vengono sminuzzate e frantumate, cosa che avviene in questo processo. Si esaminano le proprietà all'interno dei materiali fisici e separati in base a queste proprietà. La sminuzzatura o la macinazione ridurranno prima le dimensioni della plastica. Viene quindi separata per gravità o tramite magneti. Un metodo per il recupero di metalli utili come oro, argento e rame. Tuttavia, alcuni metalli preziosi potrebbero essere persi durante la separazione.

• Riciclaggio pirometallurgico

Lo fa riscaldando le cose abbastanza da separare i metalli. Le fessure delle schede preferibilmente rimuovono il metallo in fusioni o incenerimenti. È anche molto utile per raddrizzare metalli di base come rame e stagno. Ma emette emissioni nocive e crea sottoprodotti pericolosi.

• Riciclaggio idrometallurgico

Si tratta di un metodo di estrazione dei metalli basato su reazioni chimiche. Il primo passaggio consiste nella lisciviazione chimica per dissolvere i metalli. Successivamente, questi vengono recuperati tramite precipitazione o elettrodeposizione . Con questa tecnica è possibile ottenere elevati tassi di recupero per alcuni metalli. Tuttavia, richiede anche un'attenta manutenzione, in quanto è necessario prestare particolare attenzione alle sostanze chimiche tossiche e ai rifiuti prodotti.

• Riciclaggio biotecnologico

In questo metodo i metalli vengono estratti usando enzimi o microrganismi. In questo modo è possibile recuperare selettivamente i metalli dai PCB. È una tecnologia efficiente dal punto di vista energetico e rispettosa dell'ambiente. Tuttavia, questo metodo è ancora in fase di ricerca e non è ampiamente utilizzato nell'industria.

Processo di riciclo dei circuiti stampati

Passaggio 1: raccolta

C'è una fase di raccolta per riciclare i circuiti stampati. Devi raccogliere tutti i PCB scartati insieme. Questo riguarda sia i vecchi dispositivi elettronici che quelli rotti. È importante riciclare correttamente in seguito. Migliore è il processo di riciclaggio, più ne raccogli. Ora che i PCB sono pronti per essere maneggiati, fai attenzione a non danneggiarli. Questa fase getterà le basi per un riciclaggio di successo.

Passaggio 2: ordinamento

I PCB raccolti vengono classificati per tipologia e materiale. Questo processo prevede la separazione tra schede multistrato, schede a singolo strato e schede a doppio strato. Successivamente, vengono ulteriormente smistati in base al materiale, come alluminio e rame . La selezione è fondamentale per il ciclo di riciclo, in quanto permette di utilizzare il tipo corretto di PCB.

Fase 3: Smantellamento e separazione

Successivamente, si smontano i PCB selezionati per estrarre i componenti. Sono inclusi circuiti integrati, connettori e altre parti. Recuperare materiali di valore significa separare questi elementi. Questa operazione è facilitata dall'utilizzo di strumenti adeguati.

Fase 4: Trattamento e recupero dei materiali

Tratta i materiali per rimuovere metalli preziosi da essi. Sono necessari metodi di trattamento diversi per ogni tipo di materiale. Puoi usare tecniche, come processi chimici o meccanici. Vogliamo recuperare quanto più metallo possibile.

Fase 5: Rielaborazione e riutilizzo

Ora, nell'ultimo passaggio del riciclaggio dei circuiti stampati, si rielaborano i materiali recuperati. Sono pronti per un uso futuro. Si puliscono e si raffinano i metalli, le plastiche. Vogliamo generare materiali di alta qualità. Possono essere utilizzati in nuovi prodotti. Questo è un passaggio che aiuta a ridurre gli sprechi e a conservare le risorse. Facilita un percorso sostenibile per l'elettronica.

Come riciclare il rame recuperato dai circuiti stampati

Bordatura

Questa parte contiene spesso rame prezioso. Il processo inizia con una soluzione di sverniciatura per facilitare tale operazione. I bordi di rifinitura, che sono placcati , vengono separati sminuzzati in pezzi più piccoli. Il rame, una volta sminuzzato, viene alimentato in un separatore ciclonico che lo separa da eventuali altri materiali. Questo garantisce il recupero della massima quantità possibile di rame in questa fase. In questo modo si ottiene rame puro pronto per essere riutilizzato.

Fanghi di acque reflue

Il primo passaggio consiste nel riscaldare il fango a circa 1200 gradi Fahrenheit. Il rame del fango si ossida ad alta temperatura in ossido di rame. Dopo aver superato questo passaggio, puoi avere una fonderia e convertire l'ossido di rame in metallo di rame puro. Questo è un buon processo per il recupero dei materiali di valore.

Soluzione di incisione di base usata

Innanzitutto, si crea idrossido di rame in condizioni debolmente acide. Questo aiuta a disciogliere il rame dalla finitura superficiale del PCB . Dopo aver formato l'idrossido di rame , si procede come descritto sopra con i fanghi di depurazione. Ciò consentirà un efficace recupero del rame. Infine, se rimane ancora del rame, è possibile catturarlo con resine a scambio ionico. Queste resine agiscono legando e trattenendo gli ioni di rame.

Livellamento ad aria calda

Questo processo inizia con il riscaldamento di una fornace a circa 3,000 gradi Fahrenheit. È una temperatura sufficientemente alta per separare la saldatura e lo stagno. Il risultato è una scoria di saldatura di stagno mentre lo fai. Può essere ulteriormente elaborata. Quindi, puoi usare lo stagno per separarlo dal rame. Con questo metodo, estrarre materiali utili diventa facile. Lavora sempre correttamente con alte temperature.

Cosa puoi riciclare dai circuiti stampati

I tuoi circuiti stampati possono essere riciclati per recuperare molti materiali utili. Il riciclaggio di questi materiali aiuta l'ambiente e ci fa risparmiare risorse. Questi includono:

• Stagno ricavato dal processo di livellamento ad aria calda.
• Idrossido di rame proveniente da processo di placcatura tramite fori passanti.
• Rame estratto dai bordi.
• Rame recuperato dal processo di sverniciatura.
• Ossido di rame recuperato dai fanghi di trattamento.
• Rame ottenuto dalla acquaforte soluzione.
• Rame recuperato dal processo di spogliatura del rack.

Vantaggi del riciclaggio dei circuiti stampati

Il riciclaggio dei circuiti stampati aiuta a ridurre l'inquinamento dell'aria e dell'acqua.

Spesso, i circuiti stampati contengono ingredienti come piombo e cadmio. La saldatura a stagno-piombo può essere utilizzata dai produttori per proteggere il rame. Anche le batterie e gli interruttori contengono mercurio e litio. I circuiti stampati contengono inoltre ritardanti di fiamma, che sono diossine tossiche. Riciclare i dispositivi elettronici è un modo per contribuire a impedire che queste tossine danneggino l'ambiente.

Il riciclaggio consente di ottenere più metalli preziosi rispetto all'estrazione mineraria.

Questo metodo ti fa ottenere più metalli preziosi rispetto all'estrazione mineraria. C'è una tonnellata di rame in 30 o 40 volte di più di quanto troverai nel minerale estratto. Può contenere anche da 40 a 800 volte più oro. Ciò indica che i circuiti stampati sono una fonte migliore per questi metalli. Infatti, le schede ad alte prestazioni contengono persino più metalli preziosi. Riciclando, i metalli preziosi rimangono fuori dalle discariche.

Riciclare i circuiti stampati costa meno che estrarre i metalli.

Riciclare i circuiti stampati è più economico che estrarne i metalli. I circuiti stampati contengono metalli preziosi come oro, rame e argento. Le industrie che utilizzano questi metalli producono transistor , piste e circuiti integrati . L'estrazione mineraria dei metalli è più costosa, richiede molto tempo ed è meno redditizia, mentre estrarli dai circuiti stampati è più economico e veloce. Questo riciclo dei rifiuti elettronici contribuisce a realizzare nuovi componenti elettronici utilizzando materiali di recupero.

Come rendere i PCB più riciclabili

Un altro problema è lo smaltimento dei rifiuti di circuiti stampati. Sono pericolosi e difficili da riciclare. Hanno contenuti di cui abbiamo bisogno. Producono oltre 50 milioni di tonnellate di rifiuti elettronici all'anno. Circa il 10% di questi sono PCB. Sono in corso lavori di riciclaggio dei PCB e gli scienziati stanno cercando modi migliori per farlo. Stanno sviluppando nuovi materiali più facili da riciclare. Ad esempio, l'uso di polimeri biodegradabili aiuta. Possono essere scomposti e riutilizzati. Inoltre, possono aiutare a recuperare metalli preziosi.

Domande frequenti sul riciclaggio dei circuiti stampati

• Qual è la tossicità del circuito stampato?

I circuiti stampati possono essere tossici. Nella loro progettazione e produzione vengono utilizzate numerose sostanze chimiche. Il rame, derivato da laminati rivestiti di rame, è il materiale principale. Il rame in eccesso viene rimosso, generando rifiuti contenenti sostanze inquinanti. Nelle dimensioni più piccole, questi PCB diventano molto più complessi. Più complessi sono questi polimeri, più processi sono coinvolti e maggiore è la quantità di sostanze chimiche nocive rilasciate. Il principale inquinante delle acque reflue derivanti dalla lavorazione dei PCB è il rame. Questo viene prodotto tramite la lavorazione di fogli di rame e la foratura . È necessario rivestire di rame ogni strato. Altri metalli pesanti che possono inquinare l'acqua includono nichel, oro, stagno e piombo. I processi di incisione e saldatura utilizzano composti organici. Questi composti possono essere presenti in alte concentrazioni in queste acque reflue. Alcuni, tuttavia, possono raggiungere concentrazioni da 10 a 20 grammi per litro. Infine, ci sono i processi che producono ammoniaca e cloruro di ammonio, quest'ultimo principalmente nelle soluzioni di incisione.

• Quali parti del circuito stampato valgono soldi?

I componenti di un circuito stampato sono la parte più preziosa. Al suo interno si trovano transistor, resistori, condensatori e diodi . Il circuito stampato stesso è prezioso, in quanto contiene metalli come rame, oro e argento. Il suo valore dipende dalla purezza e dalla quantità. Oro, rame e altri metalli sono presenti nei circuiti stampati. Possono essere estratti e riutilizzati. Diversi circuiti stampati contengono componenti di valore differente.

• Si può guadagnare riciclando i circuiti stampati?

Esistono diversi modi per guadagnare riciclando i circuiti stampati. Questi circuiti hanno un valore considerevole. Storicamente, le leghe utilizzate contenevano tipicamente il 30% di plastica, il 30% di ossido inerte e il 40% di metallo. L'obiettivo principale è recuperare i metalli. Oltre a questi, sono presenti anche altri metalli, come il 20% di rame e l'8% di ferro. Inoltre, è possibile ottenere metalli preziosi come oro e argento. Il rame può essere venduto a circa 5,400 dollari a tonnellata, mentre il ferro a circa 145 dollari a tonnellata. Si possono inoltre vendere fibra di vetro e resina in polvere. Il profitto, tuttavia, dipende dal tipo di circuito stampato e dalla regione.

• I processi di riciclaggio dei PCB possono danneggiare l'ambiente?

Il riciclaggio dei PCB ha effetti ambientali positivi e negativi. E di solito è positivo per l'ambiente e positivo per l'economia. I PCB sono, ovviamente, rifiuti elettronici e possono essere una fonte da cui recuperare metalli preziosi. Tuttavia, alcuni metodi di riciclaggio sono dannosi per l'ambiente. Generano anche emissioni di carbonio quando i materiali delle case delle persone compiono il viaggio verso gli impianti di riciclaggio. Potremmo ridurre di meno utilizzando energia rinnovabile. E nella maggior parte dei casi il riciclaggio dei PCB è in realtà migliore per l'ambiente rispetto all'estrazione di metalli dalla terra.

• I PCB riciclati possono danneggiarsi?

Quando si rimuovono i componenti dai PCB riciclati, le estremità possono danneggiarsi. Essendo un po' pignoli, è difficile estrarre piccoli pezzi senza romperli. Ogni componente viene sostituito e successivamente testato per verificarne il corretto funzionamento. Inoltre, la rimozione di componenti danneggiati può rendere i nuovi componenti di qualità inferiore una scelta migliore. Un PCB medio è composto per circa il 40% da metalli, il 30% da ceramiche e il 30% da materiali organici. Ciò significa che i vecchi dispositivi elettronici non possono essere smaltiti in discarica, poiché potrebbero rilasciare sostanze chimiche nel terreno. Negli impianti di riciclaggio, gli operatori selezionano e tagliano i PCB in pezzi più piccoli per separarli dai rifiuti. Vengono utilizzati separatori magnetici per separare i metalli dai materiali di scarto. Le norme di sicurezza impongono diversi metodi di riciclaggio. Sebbene il riciclaggio sia costoso e complesso, è anche migliore per il nostro pianeta e contribuisce alla sostenibilità.

Conclusione

Ora puoi scoprire vantaggi e insidie ​​del riciclaggio di circuiti stampati. Con la riduzione dell'impatto ambientale, molti sarebbero stati in grado di recuperare metalli preziosi. Tuttavia, le complessità ricercate per estrarre componenti dai PCB sarebbero state troppo esigenti e avrebbero causato danni e costi aggiuntivi. Ma ricorda che era necessario bilanciare i vantaggi con le difficoltà nel riciclaggio dell'elettronica.