هر چیزی که مربوط به قطعات تلفن، رایانه، موبایل و قطعات دیگری که غیر قابل استفاده هستند، منبع غنی از فلزات گرانبها می باشند، به این قطعات دوریز، ضایعات الکترونیکی گفته می شود. در بازیافت ضایعات الکترونیکی، دو موردی که مهم هستند یکی مربوط به جنبه ی محیط زیستی می باشد و دیگری از نظر قیمت بالایی ست که می توان از طریق فلزات گرانبها بدست آورد.
قطعات الکترونیکی معمولاً ترکیبات شیمیایی را شامل می شوند که از 30 درصد پلاستیک، 30 درصد اکسیدهای دیرگداز و 40 درصد فلز تشکیل شده اند. وقتی از فلزات گرانبها نام می بریم منظورمان طلا، نقره و برخی از فلزات گروه پلاتین می باشد. هر عملیات بازیافتی که روی قطعات الکترونیکی انجام می شود به سه بخش تقسیم می شود که شامل مرحله پیش عملیات، پرعیار سازی و تصفیه می باشد. وقتی ضایعات الکترونیکی جمع آوری می شود در ابتدا با سوزاندن، پلاستیک و سایر مواد آلی آن را حذف می کنند. گاهی اوقات هم برای جدا کردن این مواد از روش های جداسازی به روش فیزیکی، طبقه بندی با هوا، تفکیک مغناطیسی یا الکتریکی، غربالگری و جدا سازی با جریان سانتریفیوژ استفاده می شود. اگر این فرایند بازیافت مربوط به جاهای صنعتی باشد و از نظر هزینه مشکلی وجود نداشته باشد، جدا سازی با واسط سنگین در محیط کروزن و با استفاده از ذرات مغناطیسی صورت می گیرد. در این روش در ابتدای کار، چگالی ویژه ی محیط به 2 رسانده می شود تا در این حالت اجزای غیر فلزی تفکیک شوند و سپس به مرحله دوم که رساندن چگالی به 3 می باشد، وارد می شویم تا به شناورسازی کنسانتره آلومینیوم، بخش حاوی فلزات سنگین تر مانند مس، سرب و قلع ته نشین گردد. در مرحله ی بعدی کاهش ابعاد جهت آزاد سازی مواد حاوی فلزات گران بها از سایر اجزا صورت می گیرد و باعث افزایش نرخ بازیافت در مرحله های بعدی استخراج می شود.
مرحله ی سیانوره کردن
وقتی ضایعات ما، مربوط به کامپیوتر و یا موبایل باشد، بازیافت این موارد به روش هیدرومتالورژی به مرحله ی سیانوره کردن احتیاج دارد، که بعد از آن استخراج حلالی صورت می گیرد. در اینجا محلول آبی با حلال آلی مخلوط می شود و در مرحله ته نشینی، فاز آلی حاوی فلز از فاز آبی عاری از فلز جدا می گردد. پس از بازیابی فلز از محلول آلی توسط محلول باز پس گیر، از پودر روی برای ترسیب فلزات گران بها استفاده می شود. اساس فرایند سیانوره کردن در مورد بسیاری از فلزات شبیه است. برای مثال در اینجا می توان بازیافت طلا را نام برد.
وقتی در حال بازیافت طلا به روش سیانوره هستیم، بعد از مرحله های آماده سازی بر روی منابع ثانویه، بین موادی اولیه ی آن با ترکیبات سیانیدی واکنش صورت می گیرد. در اصل جدا سازی طلا به این حالت است که انحلال ترجیحی آن در محلول های ضعیف سیانید سدیم یا پتاسیم، صورت می پذیرد. که این انحلال باید در حضور اکسیژن باشد. برای این فرآیند، واکنش زیر صورت می گیرد
وقتی طلا با محلول سیانیدی واکنش می دهد، برای اینکه بتوانیم طلایی با عیار بالاتر بدست بیاوریم باید از دو روش سمانتاسیون با روی و کربن فعال استفاده کنیم.
چگونگی پر عیار سازی محلول سیانیدی دارای طلا به روش سمانتاسیون با روی:
در این روش یعنی روش سمانتاسیون با روی، اول محلول سیانیدی کاملاً زلال و عاری از مواد کلوئیدی بدست می آید که با استفاده از انواع کلاریفایرها و صافی ها این اتفاق افتاده است. در مرحله بعدی، روی به صورت تراشه و یا پودر به محلول افزوده می شود مهم ترین عامل در رسوب گیری طلا با روش سمانتاسیون، ایجاد جوانه گازِ هیدروژن تحت تاثیر سیانید قلیایی بر روی می باشد. در این مرحله، طلا و نقره در محلول های سیانید نسبت به روی الکترونگاتیوتر بوده و رسوب می‌کنند. این رسوب دهی فقط با حضور سیانید آزاد و همراه با آزاد شدن هیدروژن رخ می دهد همین طور درجه قلیایی محلول در حین فرایند زیاد می گردد. واکنشی که می بینید، فرایند صورت گرفته در این روش را بیان می کند.
طبیعتاً مس و نقره وقتی در کنار ضایعات قرار می گیرند و با حل شدن در سیانور، منجر به تشکیل کمپلکس های سیانیدی می شوند. همواره در فرایند بازیابی طلا به روش سمانتاسیون با پودر روی، مس و نقره به صورت ترکیبی در قالب رسوب وجود دارند. رسوب های ناشی از ترکیب مس و نقره بعد از عملیات شستشو و آب گیری در کوره القایی ذوب می گردند و قابل جداسازی هستند. نتیجه به دست آمده از 60 تا 80 درصد طلا تشکیل شده است.
افزایش عیار در محلول های سیانیدی حاوی طلا به روش جذب با کربن فعال:
در این فرایند سعی می شود با استفاده از قابلیت جذب سطحی کمپلکس طلا توسط کربن فعال، عیار سازی افزایش پیدا کند. ابتدا در مرحله اول جذب طلا بر روی کربن انجام می شود، سپس محلول پاکسازی و فیلتر می‌شود. محصول فیلتراسیون که همان طلای جذب شده است در محلول سود حل و جداسازی می‌گردد. در مرحله بعدی طلا بر روی کاتدهای پشم فولادی رسوب داده شده و سپس با حل کردن پشم فولادی در محلول اسید نیتریک، طلا تفکیک و به دست می‌آید. قابل توجه است که در افزایش عیار طلا با استفاده از این روش (کربن فعال) هیچ حساسیتی وجود نداشته و طلا تا 98 درصد قابل حصول است، در حالی که افزایش عیار طلا با استفاده از روی نسبت به حضور اکسیژن، فلزات پایه مانند مس و غلظت سیانید، حساس است و واکنش های منفی ایجاد خواهد شد و روی بازیابی طلا با درصد بالایی تاثیر منفی می گذارد.
روش‌های تفکیک به صورت فیزیکی
روش تفکیک به صورت فیزیکی برای بازیافت فلزات از ضایعات الکترونیکی روشی متداول است که در کانه آرایی از آن استفاده شده است. در ضایعات مدارهای چاپی، مس همراه با پایه سرامیکی در حدود 25 درصد وزنی دیده شده است. این زباله های الکترونیکی در دستگاه سنگ‌شکن مخروطی و به اندازه کمتر از 20 مش خرد می‌شوند. سپس ذرات خرد شده متناسب با ابعاد سرامیک در آسیای گلوله‌ای، ریز و خرد شده و این خرد شدن تا جایی پیش می رود که توزیع اندازه ذرات مس ثابت شود. بعد از این مرحله، مس تا حدود 84-80 درصد به روش تفکیک نیروی ثقلی با استفاده از میز لرزان موزلی، بازیافت می‌شود. با کمک این فرایند، نزدیک به 50 درصد مس به روش فلوتاسیون با کلکتور ایزوپروپیل زانتات بازیابی می‌گردد.
جلوگیری از بلاک شدن در واتس اپ را مطالعه کنید.
زباله های الکترونیکی حاوی صفحات مدارهای رایانه‌ای
ضایعات رایانه‌ای با ترکیب شیمیایی بسیار متفاوتی در زباله دان ها یافت می شوند. معمولاً رایانه‌های تولید شده تا دهه 1980، از مقادیر بیشتری از فلزات گرانبها تشکیل شده اند. طبق آزمایشات انجام شده روی قطعات این رایانه ها، نسبت نقره به طلا در محدوده 1:1 و 2:0 متغیر بوده است. در این قطعات، استفاده از فلزات گرانبها از مقادیر قابل توجه تا مقادیر کم متغیر است. همانطور که ترکیب و ساخت رایانه ها رو به پیشرفت بوده است و در آنها فناوری بکار رفته است، مقادیر فلزات گران بها نیز به میزان زیادی در آنها کاهش یافته است. علاوه بر این بدیهی است همان طور که مدل های جدیدتر با ابعاد کوچکتر ساخته شده اند، میزان فلزات گران بها موثر در آنها نیز کاهش یافته است، لذا اکنون بازیافت این فلزات گران بها از ضایعات کامپیوتر رو به کاهش است و توجیه اقتصادی ندارد.
روش های پیشرفته بازیافت زباله های عکاسی
زباله های عکاسی از دو منبع عمده تولید می شوند. منبع اول، فیلم های اشعه ایکس، میکرو فیلم و محلول‌های مرتبط با فرآوری آنها و منبع دوم فیلم های سیاه و سفید یا رنگی هستند. در واحد های کوچک فرآوری، مواد الکترولیتی محلول‌های ظاهر سازی و چاپ عکس و پوسته های نقره‌ای ناخالص به عنوان زباله تولید می شوند. این زباله ها به واحدهای تصفیه انتقال داده شده و قابل فروش هستند. روی این محلول و زباله ها فرآوری انجام شده و از آن رسوب سولفید نقره گرفته می شود. از خاکستر حاصل از سوزاندن زباله های حاوی عکس ها و فیلم های اشعه ایکس در مراکز درمانی نیز نقره بازیابی می‌شود. قابل توجه است که این زباله ها به صورت کنترل شده و در دمای مشخص سوزانده می شوند چرا که اگر دما زیاد باشد، نقره موجود در آنها تبخیر شده و درصد محصول نقره به طور قابل توجهی کاهش می یابد. در حال حاضر از روش های دیگر به غیر از سوزاندن، مثل روش شیمیایی و سپس الکترولیز نقره موجود در محلول استفاده می شود که مقرون به صرفه تر می باشند.
فیلم های سیاه و سفید یا رنگی نیز پس از جمع آوری در دستگاه های شریدر، به قطعات بسیار ریز خرد و تبدیل می شوند، سپس سوزانده شده و یا با روش های شیمیایی حل می‌شوند. در مرحله بعد روی محلول به دست آمده، عمل الکترولیز یا ترسیب سولفید نقره انجام شده و در صورت امکان با عملیات تصفیه بیشتر، سعی می شود محصول بالاتری بازیابی کنند. اغلب، محلول خروجی در حجم زیادی بوده و همچنین به علت تنوع ضایعات و زباله های عکاسی بواسطه روش های مختلف عکسبرداری، خواص این محلول ها متغیر است. در حال حاضر در عملیات بازیافت نقره از زباله ها و پسماندهای فیلم های عکاسی، از روش های 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 الکترو شیمیایی استفاده می‌شود.
برای بازیافت طلا و نقره از پسماندها و زباله های عکاسی، روش های دیگری نیز ذکر شده است. در یکی از روش ها، زباله ها پس از انحلال، بر روی پلیمری اکسید شده (مانند پلی آنیلین تهیه شده به روش اکسیداسیون الکتروشیمیایی آنیلین) رسوب داده می‌شوند. این روش بسیار موثر بوده و راندمان استخراج طلا حدود 99 درصد را رقم زده است. عاملان این فرایند، جزئیات تفکیک فلز از پلیمر را توضیح نداده اند. با این حال حدس زده می شود که یکی از روش های ممکن، می تواند سوزاندن پلیمر آلی و بازیافت طلا باشد.