زباله های الکترونیکی و آینده ی پیش رو (5)

همانگونه که قبلا گفته شد اطلاعات در مورد حجم قراضه ها ی الکتریکی بوسیله ی ICER انتشار یافته است. این اطلاعات مربوط به تمام محصولات و در حالت کلی می شود. ارقام ویژه ای که تنها بر روی قراضه های PCB تمرکز دارد، بسیار محدودند و معمولا ار لحاظ عددی نیز متنوع اند. Gooseyو Kellner گزارش داده اند که مباحث ارائه داده اند که نکات کلیدی خوبی در مورد بازیافت داده است. البته این گزارش در سال 2003 ارائه شده است. با توجه به این گزارش، قراضه های PCB سالانه حجمی برابر 40000تن را به خود اختصاص می دهد. همچنین سایر بردها ی الکتریکی غیر متداول حجمی برابر 10000 تن در سال را دارد. این مسئله تخمین زده شده است که تنها 15 % از این زباله ها بازیافت می گردد و بقیه ی آن دفن می شود. در تحقیق دیگری که توسط همان شخص انجام شد ه است ، آنها مسئله ی فقدان روش های کارآمد و زیر ساخت های لازم جهت بازیافت حجم کنونی این گونه زباله ها ذکر شده است. بیشتر این زباله های PCB بوسیله ی فرایند ذوب کردن بازیافت می شوند. بنابراین نیازهایی در زمینه ی توسعه و تکمیل روش های بازیافت مجتمع و پدید آوردن کاربرد این مواد بازیافت شده وجود دارد.
اگر چه برخی از بازارهای خاص برای استفاده ی مجدد از PCB ها و تکنولوژی های روباتیک وجود دارد ومی تواند به طور مؤثری در زمینه ی جداسازی مفید اجزای الکتریکی از آنها استفاده کرد ولی قیمت پایین و پیشرفت روز افزون تکنولوژی های ساخت ، استفاده ی مجدد از این اجزا را محدود می کند. به هر حال تکنولوژی های جدید نیز توسعه یافته اند مثلا استفاده از روش حرارت در جدایش لحیم با استفاده از غلطک های برشی.
از آنجایی که میزان تولید زباله های الکتریکی در حال افزایش است و مسائل زیست محیطی هر روزه بیشتر می شود، کارهای خلاقانه ای هم اکنون در دانشگاه های انگلیس در حال انجام است. همچنین این مسئله به نظر می رسد که توجهات در زمینه ی بازگردانی مواد مفید حاصل از بردهای الکتریکی و همچنین توسعه ها در زمینه ی کاربرد این مواد در حال گسترش است.
شرکت ها یی همچون شرکت بازیافت وسایل الکترونیکی Great Lakes( GLER) این عبارت را بر روی سایت خود قرار داده اند.
" ما تمام وسایل الکترونیکی شامل: کامپیوترها، مانیتورها، سیستم های تلفن، وسایل ارتباطی، اجزای اتوماسیون، بردهای الکترونیکی چاپی، تلویزیون ها، ویدئوها، ترمینال ها، وسایل کابلی، فلزات آهنی و غیر آهنی را بازیافت می کنیم."
آنها همچنین آمارهای زیر را در مورد زباله های الکترونیکی موجود در آمریکا بیان کرده اند.
" هر ساله حجم کامپیوترهای فرسوده و رها شده و وسایل الکترونیکی به صورت نمایی افزیش می یابد. در سال 2007، این تخمین زده شده است که 500 میلیون کامپیوتر خانگی در ایالات متحده به زباله تبدیل می شوند. این کامپیوترهای شخصی دارای مواد سمی هستند که در بین این مواد سمی موادی همچون فلزات سنگین مانند سرب، کادمیوم و جیوه وجود دارد. این مسئله همچنین مهم است که محیط زیست را از حضور این مواد حفظ کنیم و از دفن کردن و سوزاندن آنها جلوگیری کنیم."

جداسازی قطعات

جداسازی به عنوان جدایش قطعات داخلی به طور مناسب از قراضه های PCB تعریف می شود. این فرایند یک فرایند ضروری است زیرا نیازهای زیر را برآورده می کند:
1) استفاده ی مجدد از این اجزا ارجعیت دارد
2) جداسازی اجزای سمی ضروری است
3) این مسئله معمول است که قطعات گران بهای فرسوده مانند PCSها، کابل ها و پلیمرهای مهندسی جداسازی می شوند و سپس بازیافت می شوند.
این مسئله که آیا قطعات الکترونیکی در جهت سهولت بازیافت ساخته شده اند یا نه؟!! یکی از مسائل مهم می باشد و بر روی فرایند جداسازی مؤثر است. فرایند جداسازی اتوماتیک و ارزان یکی از زمینه های محسوس در این بازار است. جداسازی ممکن است همچنین دارای تأثیر مهمی بر روی استراتژی های بازیافت در آینده باشد.
Rang Sells یک سیستم بازیافت وسایل الکترونیک در هلند است که فرایند کنونی آن در شکل 1 آورده شده است.
این شکل اهمیت جداسازی مجتمع و مدیریت مواد را در جهت استفاده از قطعات موجود در WEEEها نشان می دهد.

روش هاي بازيافت

WEEE ها شامل مواد وتركيبات پيچيده وغيرهموژني هستند كه مواد تشكيل دهنده‌ي آنها شكل وابعاد مختلفي دارند. اين مواد ازتركيبات خطرناك مانند جيوه،آزبست نمايشگرهاي كريستال مايع ومواد ضدشعله‌ي هالوژن دار تشكيل شده اند. ازاين رو نياز است تابوسيله‌ي فرآيند جداسازي اين مواد خطرناك جداسازي گردد. مقدار گزارش شده‌ي فلز وپلاستيك موجود در قراضه هاي PCB متنوع است. Cui وهمكارانش گزارش داده اند كه عموما قراضه هاي PCBداراي 40% وزني فلز و30% وزني پلاستيك و30% سراميك هستند. به هرحال Goosey وKellner گزارش داده اند كه تركيب شيميايي PCBها عموما مانند جدول 1 مي‌باشد.
فرآيندهاي بازيافت هنوز درمرحله‌ي توسعه هستند وهدف آنها ماكزيمم كردن ميزان بازيافت وبازده است.سلسله مراتب دفن/ عمل آوري موجود براي PCB ها در شكل 2 نشان داده شده است.درادامه به بررسي برخي از تكنولوژي هاي درحال توسعه‌ي درزمينه‌ي بازيافت PCBها مي‌پردازيم.

عمليات پيروليتيك

عمليات پيروليتيك شامل سوزاندن وذوب مواد آسياب شده دريك كوزه ودر دمايي درحدود 1200°c باتزريق هوا است.دراين فرآيند اجزاي آلي تخريب مي‌شوند. خروجي هاي سمي درباقيمانده مي‌ماند. جزء سياه رنگ فلزي مس غني است كه مي‌توان آن رابوسيله‌ي فرآيندهاي الكتريكي پالايش كرد. فلزات گران بها از لجن آندي وسيله فرآيندهاي ليچينگ،ذوب و رسوب دهي جدا مي‌شوند.

واكنش پذيري شيميايي

روش هاي هيدرومتالوژي براساس انحلال انتخابي وغيرانتخابي عمل مي‌كند. بوسيله‌ي اين فرآيند حلاليت كاملي براي كل مواد فلزي موجود در قراضه هاي PCB هاي ايجاد مي‌شود. روش هاي انحلال انتخابي ازشيمي اچ كردن باظرفيت بالا استفاده مي‌كند كه اين فرآيند ازكلريد مس يا سولفات آمونيوم براي جداسازي مس،از اسيد نيتريك براي انحلال لحيم واز تيزاب براي انحلال فلزات گران بها استفاده مي‌كند.

جداسازي مكانيكي

يك مروركلي برروي اين فرآيند به صورت زيراست:
به دليل آنكه WEEE مخلوطي ازمواد مختلف هستند، اين مخلوط ها مي‌توانند به عنوان منبعي براي فلزات مانند مس،آلومينيوم وطلا وانواع پلاستيك ها محسوب شوند.جداسازي مؤثر اين مواد براساس تفاوت هاي موجود در خواص فيزيكي شان يك نكته‌ي كليدي درتوسعه‌ي فرآيندهاي جداسازي مكانيكي است. براي توسعه‌ي يك سيستم بازيافت وجود يك ويژگي شاخص براي ماده‌ي موردنظرضروري است. براي مثال قابليت جداسازي مغناطيسي، دانسيته، رسانايي الكتريكي، اندازه‌ي ذرات، شكل ورهاسازي خواص هستند كه نقش كليدي درفرآيندهاي بازيافت مكانيكي ايفا مي‌كنند.
Forssberg , Zhang يك فرآيند جداسازي مكانيكي براساس ويژگي جهت گيري الكتريكي، مواد بازيافتي انجام داده اند. آنها اين فرآيند را ارزيابي ميزان جوابگويي فرآيندهاي جداسازي مكانيكي انجام دادند آنها دريافتند كه فلزات موجود در WEEE رامي توان به آساني ازكامپوزيت آزادسازي كرد وذرات فلزي زير2.0mm به طوركامل از كامپوزيت جدامي شوند(اين مسئله دردرجه‌ي اول به دليل پيوند ضعيف بين مواد فلزي وكامپوزيتي اتفاق مي‌افتد). اين مسئله نيز نشان داده شده است كه تكنيك هاي براساس دانسيته براي جداسازي فلزات وپلاستيك ها مانند:آلومينيوم وفلزات سنگين ورزين هاي تقويت شده بوسيله‌ي الياف شيشه وساير پلاستيك ها(PVC,PS,ABS) قابل كاربرد است. هرويژگي تركيبات WEEE رامي توان استفاده كرد. اين مسئله دربخش هاي زير توضيح داده شده است:

الك كردن

الك كردن نياز است زيرا خواص فلزات بسيار متفاوت تر از پلاستيك وسراميك هاست: اين تكنيك براي آماده سازي ويكنواخت كردن اندازه‌ي ذرات براي فرآيندهاي مكانيكي بعدي استفاده مي‌شود. روش اوليه استفاده ازيك الك چرخنده است كه اين نوع از الك ها به طورگسترده براي جداسازي قراضه هاي اتومبيل ودر فرآيندهاي بازيافت زباله هاي جامد استفاده مي‌شود.

جداسازي براساس شكل

اين تكنيك ها عمدتا براي كنترل خواص ذره اي درصنعت پودر توسعه يافتند. اين فرآيند از تفاوت ها زير استفاده مي‌كند:
1) سرعت ذره برروي يك ديوار جامد نوسان كننده.
2) زماني كه ذرات براي عبور ازميان دستگاه مش بندي به خود اختصاص مي‌دهند.
3) نيروي چسبندگي ذرات به يك ديوار جامد.
4) سرعت نشست ذره دريك مايع.
روش پايداري متداول استفاده ازصفحات نوسان كننده والك هاست. يك روش كه استفاده مي‌شود، شامل استفاده از صفحات لرزش كننده وبالابر است كه در بازيافت مس از قراضه هاي تلويزيون هاي يوني PCB وكامپيوترهاي شخصي درژاپن استفاده مي‌شود.
يك مثال از فرآيند جداسازي مكانيكي بوسيله‌ي Result Technology (آلمان) ارائه شده است. آنها سرويس هاي بازيافت خود رابه بازار ارائه كردند كه اين سرويس هاي بازيافت براساس اين تحقيقات ايجاد شده اند.
www.result technology.com)):
"پسماند يكي از چالش هاي روبروي صنعت ومصارف خانگي است. استفاده از مواد تركيبي بوسيله‌ي صنايع ماشين، بسته بندي والكترونيك روبه گسترش است و پسماندهاي توليدي اجتناب ناپذير است. دفن معمولي اين تركيبات پسماند خطرناك است و مي‌تواند خطرناك باشد. تاچند سال اخير، جداسازي تركيبات وتبديل آنها به مواد پايه بوسيله‌ي فرآيندهاي شيميايي وحرارتي بسيارهزينه بر است وبه محيط زيست آسيب مي‌رساند. به عنوان يك نتيجه، اكثر اين مواد تركيبي به جاي بازيافت، سوزانده مي‌شوند ويا دور انداخته مي‌شوند. فرآيند
Result Technology يك راه حل دراز مدت براي اين مشكل است كه بااستفاده ازجداسازي تركيبات مختلف آنهاراازهم جداسازي مي‌كند. اين فرآيند يك روش بسيار اقتصادي براي بازيافت ارائه كرده است.وبدون نياز به محيط هاي آبي وتنها بوسيله‌ي فرآيندهاي مكانيكي كار مي‌كند."
اين تكنولوژي در شكل 2 - 4 نشان داده شده است.
فرآيند نمونه وار براي ابتدا تكه تكه مي‌شوند وسپس از داخل يك شتابدهنده‌ي سانتيريفيوژ عبور مي‌كنند .نيروي گريزاز مركز ذاتي موادتركيبي راجداسازي مي‌كند وآنها را به عناصر تشكيل دهنده تبديل مي‌كند.كه اين كار براساس خواص فيزيكي آنها انجام مي‌شود.ازاين رو موادتركيبي ازهم پاشيده مي‌شوند. وبه بخش هاي داخلي تبديل مي‌شوند اجزاي جداشده ومنفصل (فلز،پلاستيك وموادمعدني) هم اكنون به آساني قابل تشخيص هستند اين موادرا مي‌توان ازروي ساختار، شكل هندسي وابعاد شناسايي كرد. فرآيند ذرات پلاستيكي راكم وبيش رها مي‌كند درحالي كه بخش فلزي به بخش توليد قرص مي‌روند. ابعاد ذرات اساسا ازهمان زماني كه مواددر حالت تركيبي بودند متفاوت است ازاين رو عناصر تشكيل دهنده به راحتي قابل تشخيص وقابل جداسازي بادست هستند. اين روش داراي كيفيت بالايي است. فرآيند جداسازي Result اجازه‌ي جداسازي فلزات، پلاستيك ها ومواد معدني رادرحدي كه تاكنون حاصل نشده است به مامي دهد. خروجي فرآيند Result منابعي باارزش وجديد براي صنايع فلزي وپلاستيك است.

جداسازي مغناطيس والكتريكي

جداسازهاي درام باشدت پايين به طور گسترده در بازيافت فلزات فرومغناطيس ازغيرمغناطيس استفاده مي‌شود. پيشرفت هاي بوجود آمده در زمينه‌ي طراحي و ساخت جداسازهاي مغناطيسي باشدت بالا مديون ورود آهنرباهاي دائمي ميدان مغناطيسي وگراديان بسيارقويهستند. اين جداسازها جداسازي آلياژهاي مس از زمينه‌ي پسماند راممكن مي‌سازند.

جداسازي براساس رسانايي الكتريكي

اين تكنولوژي هاي موادبا رسانايي( ويا مقاومت) الكتريكي متفاوت راجداسازي مي‌كند. سه نوع تكنيك مختلف براي جداسازي بااستفاده از خواص رسانايي وجود دارد.

جداسازهاي جريان فوكو

اين روش يكي از مؤثرترين روش ها براي بازيافت است كه در دهه هاي اخير مورد استفاده قرارگرفته است.دراين روش ها از آهنرباهاي مغناطيسي لانتانيدي (خاكهاي كمياب) استفاده مي‌شود. جداسازها اولين باربراي جداسازي فلزات غيرآهني از قراضه هاي اتومبيل مورداستفاده قرارگرفتند. اين روش هم اكنون به طور گسترده درجداسازي ماسه هاي قالب گيري در چدن ريزي،PET، قراضه هاي الكتريكي، خرده هاي شيشه،كرك هاي پاره پاره و پات لينرهاي ضعيف استفاده مي‌شود. جداسازهاي جريان فوكو مخصوصا براي بازيابي مجدد پسماندها مورد استفاده قرارمي گيرد.( مخصوصا درجاهايي كه باذرات مواد اوليه‌ي درشت روبرو هستيم).
ازآنجايي كه جداسازهاي جريان فوكو داراي محدوديت هايي هستند (زيرا اندازه‌ي ذرات مواد ورودي بايد گستره‌ي مشخصي باشد.(ذرات باابعاد 5-10 ميلي متر نياز است)، كارهايي درزمينه‌ي توسعه‌ي اين فرآيند انجام شده تابتوان ازاين روش براي جداسازي ذرات كوچك استفاده كرد. طراحي هاي منحصربفرد براساس آگاهي صحيح از نحوه‌ي ميانكنش ميان ميدان جداكننده وذرات رسانا انجام مي‌شود. اين آگاهي صحيح با مطالعه‌ي كافي در زمينه‌ي اساس تئوريك اين مسئله بوجود مي‌آيد.

جداسازي الكترواستاتيك

نوع چرخنده از جداسازهاي الكترواستاتيك از باردار كردن هاله اي استفاده مي‌كنند.اين نوع جداسازها براي جداسازي مواد خام به بخش رسانا وغيررسانا مورد استفاده قرارمي گيرد. تفاوت اصلي در رسانايي الكتريكي ميان موادفلزي وغيرفلزي است. اين تفاوت شرايطي ايده آل براي پياده سازي جداسازي بااستفاده ازباردار كردن الكترواستاتيك هاله اي پديد آورده است. اين تكنيك عمدتا برايجداسازي مس و سايرفلزات گران بها از سيم هاي الكتريكي وكابل ها استفاده مي‌شود..
اين تكنيك براي ذرات ريز مناسب است (گستره‌ي ابعاد0.1-0.5mm ) وبه طورگسترده از آن درفرآيندهاي صنعت مينرالي استفاده مي‌شود.
استفاده ازاين نوع از جداسازها براي بازيافت مواد از WEEEهنوز درمراحل ابتدايي به سرمي برد. سرعت چرخش سيستم الكترود، درصد رطوبت واندازه‌ي ذرات همگر فاكتورهاي مهمي در سودمندي وبازده اين جداسازي هستند.ودر تحقيقات وتوسعه ها دراين زمينه درحال انجام است..

جداسازي تريبو الكتريك

اين تكنيك اين مسئله راممكن مي‌سازد كه پلاستيك ها راتقسيم بندي كنيم. اين تقسيم بندي براساس خواص الكتريكي آنها مي‌شود. مزيت هاي اين فرآيند برروي زباله هاي پلاستيكي عبارتند از: عدم وابستگي فرآيندبه شكل ذرات، مصرف انرژي كم وتوان عملياتي بالاست.
فرآيند بازيافت FUBA (مكانيكي،مغناطيسي والكترواستاتيك)
FUBA ازسال 1991(22) درآلمان درحال توسعه‌ي فرآيند بازيافتش است. اين روش هنگامي ابداع شد كه تركيبي از فشارهاي حاصل از تقاضاهاي محلي سياست "سبز" وتمايلات درجهت اجراي برنامه‌ي مديريت پسماند باهزينه‌ي كمتر ايجادشد علاوه بر مسائل بالا ميل درجهت حفظ منابع نيز اين مسئله راتشديد كرد هم اكنون فرآيند بازيافت كاملا مكانيكي بوجودآمده وكارخانه‌ي بوجودآمده در اين زمينه توانايي بازيافت 5000تن پسماند رادرسال دارد. اين فرآيند درشكل 5 ديده مي‌شود.
خدمات FUBA قادر است تا به درستي توليدكنندگان قراضه هاي بردرا كمك كند هزينه‌ي فرآيند ابداعي توسط FUBA درحدود 100يورو برهرتن است واين درحالي است كه هزينه اي برابر با 150 يورو به طورمعمولي براي هرتن پسماند هزينه مي‌شود.

جداسازي براساس دانسيته

همانگونه كه از اسم اين فرآيند مشخص است، اين تكنيك براساس تفاوت در دانسيته‌ي اجزاء درفرآيند جدايش استفاده مي‌كند. مواد بوسيله‌ي حركت نسبي آنها كه براساس تفاوت درنيروي گرانششان بوجود مي‌آيد جداسازي مي‌شوند. براي مثال حركت از ميان يك مايع. اين حركت ذره ازميان يك مايع به دانسيته، اندازه وشكل دارد. ذرات درشت تر نسبت به ريزتر بيشتر درتحت تاثير قرارمي گيرند. درعمل اندازه‌ي مواد ورودي كنترل مي‌گردد تا اندازه كاهش يابد. اين امر باعث مي‌شود تاحركت به دانسيته‌ي ذرات بستگي داشته باشد ونه به اندازه‌ي آنها.

سوختن پلاستيك ها از WEEE

سوختن پلاستيك از WEEE يك روش ديگركه دربالا بدان اشاره شد. ازآنجايي كه سوختن كامل پلاستيك ها باعث توليد محصولات واكنش ساده مانند دي اكسيد كربن، آب ونيتروژن مي‌شود، اين روش درابتداي امرجذاب به نظر مي‌رسد.به هرحال هرجزء شيشه اي PCBها (كه درحدود 30% مي‌باشد) به عنوان خاكسترباقي مي‌ماند.وتنها راه خلاصي ازآن دفن كردن آن است. سوختن ناقص مي‌تواند منجربه توليد موادشيميايي خطرناكي مانند هيدروژن سيانيد ودي اكسيد كربن شود.
درروش سوزاندن پلاستيك ها دربازيافت پسماند از روش نشان داده شده در شكل 6 استفاده مي‌شود.
يك مثال از فرآيند بازيافت بااستفاده از تكنيك احتراق در شكل7 نشان داده شده است.
بيشتر موادپلاستيكي مورداستفاده دركاربردهاي EEE خانگي داراي موادضدشعله هستند. براي مثال درهركامپيوتر خانگي حدود 1.7 كيلوگرم موادضدشعله يافت مي‌شود. حدود 70درصد از اين شعله ها در جعبه ها و بقيه درPCB وجود دارد. بيشتر ضدشعله هاي مورداستفاده درپلاستيك ها تركيبات برم دار هستند. فرآيند Haloclean (نشان داده شده در شكل 8) يكي از راه هاي بازيافت ضدشعله هاي بروميناتي است.

كاربردهاي محتمل براي سيستم هاي رزين اپوكسي شامل ذرات بازيافت شده ازPCBها

رزين هاي اپوكسي پليمرهاي همه كاره اي هستند وگستره‌ي كاربردواستفاده ازآنها گسترده است. خواص اين رزين به چندين فاكتور مانند وزن مولكولي، نوع سخت كننده، درصد افزودني تسريع كننده وشرايط عمل آوري بستگي دارد. متداول بودن اين نوع پليمر به طورجزئي به دليل اين حقيقت است كه اين سيستم ها رامي توان درگستره‌ي دمايي وسيعي عمل آوري كردوخواص مدنظر رابدست آورد. كاربردهاي فراوان اين مواد عبارتنداز: چسب ها، پوشش ها، موادساختماني، صنعت اتومبيل، صنايع دريايي وصنايع هوانوردي. برخي ازاين كاربردها درادامه موردبررسي قرارگرفته است.
سيستم هايي كه از يك انيدريد مانند دي سيانيد آمين يا آمين به عنوان عامل عمل آوري استفاده مي‌كنند،استحكام وخواص عايق كاري مناسبي دارند سيستم هاي برپايه‌ي آمين به طورنمونه وار براي بردهاي الكتريكي چاپي وبه صورت مخلوط با الياف شيشه استفاده مي‌شود. اين مواد همچنين براي كپسوليزاسيون اجزاي الكتريكي والكترونيكي (براي جلوگيري ازآسيب ديدن آنها) استفاده مي‌شوند. درحالت انيدريد اين سيستم ها همچنين به عنوان عايق كننده هاي ژنراتورهاي برق وسوييچ گيرهاي صنعت برق استفاده مي‌شوند.
رزين هاي اپوكسي داراي خواص چسبندگي بسيارعالي هستند وسيستم هايي كه از پلي آميد يا آميدها به عنوان عامل عمل آوري استفاده مي‌كنند دربسياري از انواع مختلف چسب ها استفاده مي‌شوند. اين چسب ها از كاربردهاي DIY گرفته تا دركاربردهايي مانند وسايل ورزشي وصنعت ساختمان كاربرد دارد. اين چسب ها به عنوان چسب هاي مهندسي عمران وساختمان (به عنوان ملات ودوغاب) استفاده مي‌شود. علت اين استفاده چسبندگي عالي آنها به فولاد وبتن است. اين سيستم ها همچنين در مدل سازي پودري، پوشش دهي بوسيله‌ي پودر ونقاشي اتومبيل وكاربردهاي دريانوردي، يخچال ها وبسياري از كاربردهاي الكتريكي خانگي استفاده مي‌شوند.
جدول 2 برخي از كاربردهاي نمونه وار ومثال هايي از عوامل عمل آوري مورداستفاده درآنها براي هركاربرد نشان مي‌دهد.
بسياري ازاين كاربردها پتانسيل حضوردربازار راداشته ومي توان مواد كامپوزيتبرپايه‌ي آنها راتوسعه داد وبه بازار ارائه كرد. به هرحال محتمل ترين كاربردهاي بالقوه براي موادبازيافتي آنهايي است كه وجود ناخالصي فلزي درآنها مشكل ساز نمي باشد. اين مسئله درجدول2 پررنگ شده است.
اين كاربردها بيشتردرمهندسي عمران وساختمان سازي نمود دارند.واستفاده ازآنها درساختمان سازي محتمل تر است. درعوض هركاربردي كه درزمينه‌ي عايق هاي الكتريكي خوب است براي استفاده شدن اين مواد نامناسب به نظرمي رسد. كاربردهاي دقيق به خواص ويژه‌ي اين بخش ها بستگي دارد وازاين رو استفاده از سيستم هاي اپوكسي به عنوان زمينه به نياز اين كاربردها وابسته است. انطباق پذيري سيستم هاي كامپوزيتي بازمينه‌ي رزين اپوكسي باعث مي‌شود تااين مواد براي يك چنين كاربردهايي موردتوجه قرارگيرد.
برخي ازاين كاربردها مانند توليد پوشش هاي نازك كانفرمال براي جلوگيري از ايروژن، خوردگي وپوشش هاي مانع نيازمند استفاده ازموادي پودري يامايع هستند توليد صفحات انعطاف پذير ونازك ممكن است همچنين امكان پذيرباشد واين مسئله نيازمند بهينه سازي روش هاي توليد جرم برپايه‌ي عمل آوري هاي ميكروويو، گرمايي وUV باشد.
تيوب ها، لوله ها ومقاطع براي كاربردهاي ساختماني يكي ديگر از فرصت هاي استفاده ازاين مواداست. دراين موردنيز توسعه‌ي فرآيندهاي مداوم مانند اكستروژن رآكتيو بااستفاده از روش هاي تركيبي گرمايي/ ميكروويو بايد مدنظر قرارگيرند.
كاربردهايي دركاربردهاي ساختماني وساختاري مانند كف پوش ها، پانل ها، چسب هاي مهندسي عمران، ملات ها ودوغاب ها كه نيازمند توليد دوغاب ها بتونه ها وسيستم هاي دوبخشي است نيز مي‌تواند بوسيله‌ي توليدصفحات پوشش دهنده توسعه يابد.
كارهاي ديگرنياز است تامقبوليت اين مواددراين كاربردها راموردبررسي قراردهد.

نتيجه گيري واستراتژي هاي آينده

بردهاي الكتريكي چاپي يك بخش داخلي از وسايل الكتريكي والكترونيكي(EEE) است وتوسعه وطراحي فرآيندهاي بازيافت قابل اطمينان يكي ازاهداف جهاني است.
فروش كلي صنعت بردهاي الكتريكي 25 ميليارد دلار درسال است. اين محصولات يك منبع مناسب براي بازيافت هستند. هم اكنون بيشتر اين وسايل درپايان عمرشان دورانداخته مي‌شوند ودرزمين دفن مي‌شوند.اين مواد حتي اگرسوزانده شوند بيش از30% خاكستر دارند. وهم اكنون تنها راه خلاص شدن از اين خاكستر دفن كردن آنهاست.
مديريت مؤثر پسماندهاي EEE درانگلستان يك امرضروري درصنعت الكترونيك است. صنعت الكترونيك داراي بازگشت سرمايه اي درحدود 150ميليون دلار دارد و11% توليد فروش محصولات خانگي (GOP) رابه خود اختصاص داده است. بنابراين توليدپسماند اين صنعت حجم بالايي داردوازاين روهم از لحاظ مسائل شغلي وهم ازلحاظ تكنولوژيكي بازيافت اين پسماندها امرضروري به نظر مي‌رسد. حجم پسماندهاي توليدي ازEEEها باسرعت 3-5% درهرسال درحال افزايش است.
30% خاکستر دارند و هم اکنون تنها راه خلاص شدن از این خاکستر نیز دفن کردن آنهاست.
مدیریت مؤثر پسماندهای EEE در انگلیس یک امر ضروری در صنعت الکترونیک است. صنعت الکترونیک دارای بازگشت سرمایه ای در حدود 150 میلیون دلار دارد و 11% تولید محصولات خانگی ( GDP) را به خود اختصاص داده است. بنابراین تولید پسماند این صنعت حجم بالایی دارد واز این رو هم از لحاظ شغلی و هم از لحاظ تکنولوژیکی بازیافت این پسماندها امری ضروری به نظر می رسد.حجم پسماند تولیدی از EEEها با سرعت 3-5 درصد در سال در حال افزایش است. علت این رشد سالانه سرعت بالای تغییر تکنولوژی، عمر مفید کوتاه قطعات و سرعت بالای جایگزینی محصولات توسط مصرف کنندگان است. آخرین ارقام ارائه شده تصدیق می کند که اکثر پسماندهای EEE در مقادیر تناژ وجود دارند زیرا این وسایل کاربرد فراوانی در منازل دارد( مانند یخچال ها و وسایل الکتریکی سفیدرنگ، وسایل الکتریکی ارتباطی( کامپیوترها وپیرینترها)). این مسئله تخمین زده شده است که در انگلیس حدود 3 میلیون تن پلاستیک هر ساله در زمین دفن می شود. ICER( انجمن صنعتی بازیافت EE) تخمین زده است که 915000 تن از WEEE در سال 1998 از رده خارج شده است. که از این مقدار 448000 تن بازیافت شده است. برآوردهای اخیر نشان داد که مقدار WEEEها در انگلیس در حدود 1000000تن در سال است.
بخشنامه ی اروپا در مورد WEEEها الزام کرده است که میزان مواد یازیافت شده از EEEها باید افزایش یابد ومیزان دفن کردن آنها نیز باید کم شود. به هر حال در حالی که مواد WEEE شامل PCBها مشمول محرک های قانونی برای بازیافت هستند هم اکنون هیچ تکنولوژی اقتصادی برای بازیافت آنها وجود ندارد وبیشتر این مواد سوزانده شده یا در زمین دفن می شوند.( برخی اوقات این کار پس از جداسازی فلزات ارزشمند و غیر آهنی انجام می شود).

فرآيندهاي انجام شده برروي بردهاي چاپي الكتريكي

جنس بردهاي چاپي الكتريكي ازنوع كامپوزيت هاي شيشه- پليمر است. پليمر اين نوع بردها ازنوع ترموست مي‌باشد كه به خاطر ترموست بودن نمي توان آنها را ذوب كرد.سوزاندن اين بردها به منظور بدست آوردن انرژي نيز راه حل كاملي براي آنها نيست زيرا اين بردها داراي درصد بالايي شيشه‌ي بروسيليكاتي واجزاي سراميكي هستند. كه پس از سوزاندن آنها نيز باقي مي‌مانند. بسياري ازاين مواد همچنين داراي عوامل ضد شعله (تركيبات بروماتي) هستند و ازاين رو فرآيند شعله ور شدن آنها بامشكل مواجه مي‌شود. در حالي كه هم اكنون اين مسئله يكي از موانع سوزاندن محسوب مي‌شودولي اقبال كلي براين
مسئله است كه بايد با استفاده از روش هاي سوزاندن وساير روش ها اين مواد بازيافت گردند.
اين گزارش به تؤسعه وارزيابي روشي ديگر مديريت اين نوع زباله ها مربوط مي‌شود. در اين روش زباله ها ابتدا به صورت مكانيكي خردايش يافته وسپس فلزات گران بهاي آن بازيافت مي‌شوند. ذرات مواد خردايش يافته در اين فرآيند به صورت ريزودرشت مي‌باشد ازاين رو اين مواد را به آساني وبه كمك فيليته هايي مي‌توان جداسازي كرد. بنابراين تمام عناصر موجود در PcBsها را مي‌توان بااين روش جداسازي كرد. اين فرآيند ازتشكيل مواد در داخل يك محيط زمينه‌ي بارزين اكتيو استفاده مي‌كند كه با زباله هاي PCBهمخواني دارد. اين سيستم براي كاربردهاي متنوعي مناسب مي‌باشد. اين فرآيند همچنين روشي است ميزان مصرف انرژي آن نيز كم بوده وروشي سريع مي‌باشد. ضمنا مواد بازيافت شده به اين روش نيز خواص فيزيكي خوبي دارند.
Precious Metal Industries Ltd دونوع فرآيند بازيافت برد الكتريكي ارائه كرده است. يكي ازاين فرآيندها بدين صورت است كه جرياني از ذرات ريز زباله از يك فيلتر كيسه اي عبوركرده وبدين شكل ذرات موردنظر جداسازي مي‌گردد. فرآيند ديگر بدين صورت است. ذرات درشت تر بوسيله‌ي فرآيند خاصي جداسازي مي‌گردد. اين ذرات درشت تر معمولا درصد فلز كمتري دارند.اين مسئله نشان داده شده است كه اين ذرات بدست آمده بوسيله‌ي رزين اپوكسي پوشانده شده اند.همچنين اين مسئله نشان داده شده است كه هردوجريان بدست آمده بدين شيوه داراي تركيب شيميايي مشابهي هستند. اين مواد از ذرات بسيار ريزفلز به همراه برم( به عنوان ضدشعله ) ومقداري ماده‌ي فلزي باغلظت بالاتر هستند.
Vantico(Hantsmann) سيستم هاي متشكل از رزين اپوكسي عمل آوري شده بوسيله‌ي آمين ارائه داده اند كه اين نوع رزين ها به عنوان رزين هاي زمينه در نظر گرفته مي‌شوند.اين سيستم هاي رزين براي توليد كامپوزيت هاي اپوكسي-شيشه به صورت تجاري درآمده اند در واقع اين نوع كامپوزيت ها براي جاهايي مناسب است كه رزين با ويسكوزيته‌ي پايين نيازاست. تعدادي از قالب هاي شفاف ميكروويو ساخته شده اند كه قادرند به تنهايي فرآيند ميكروويو رابا مقاومت گرمايي ارائه دهند. اين مخلوط ها و وسايل قالب گيري براي توليد ويسكوزيته هاي بالا وهمچنين مواد قابل بازيافت PCB ساخته شده اند دراين فرآيند ها نياز است تا از اكستدوژن هاي RAM جهت توليد نمونه هاي اوليه استفاده شود.
ويژگي هاي عمل آوري اين مواد كامپوزيتي تحت تابش ميكروويو و توان هاي متنوع مورد ارزيابي قرار گرفته است واين مسئله فهميده شده است كه قطعات اپوكسي ريخته گري شده مي‌توانند بوسيله‌ي تابش ميكروويو عمل آوري شوند. اين فرآيند تنها نيازمند صرف چند دقيقه مي‌باشد. اگرچه اين روش يك روش تحقيقاتي است ولي اين مسئله مشخص شده است كه مكانيزم عمل آوري تحت تابش ميكروويو( به تنهايي) بامكانيزم گرمايي متفاوت است.واين مسئله ممكن است كه مواد حاصل شده ازاين روش ازلحاظ مكانيكي ضعيف وتيره باشند. بنابراين تركيبي از روش تابش ميكروويو وتابش حرارتي پيشنهاد مي‌شود. اين نشان داده شده است كه با روش تركيبي موادي توليد مي‌شود كه از لحاظ خواص گرمايي ومكانيكي مطلوب مي‌باشد وكاربردهاي فراواني دارد.
اين مسئله نيز كشف شده است كه باوجود آنكه درصد فلزات موجود در زباله ها بالا مي‌باشد، فرآيند استفاده شده داراي وضعيت نامشخصي
است. حقيقتا در فرآيند ميكروويو، اين وضعيت ممكن است باعث سهولت انتقال انرژي حرارتي ازمنبع ميكروويو به رزين مي‌شودو باعث مي‌شود تانرخ واكنش عمل آوري بالا رود.
پالايش ديگراين فرآيند امكان پذير است وممكن است شبيه به روش هاي عمل آوري استفاده شده در توليد PCBهاي كنوني است. دراين روش توليد شامل مرحله‌ي عمل آوري ابتدايي است. در اين مرحله سيستمي به نام B-state بوجود آمده كه در آن اپوكسي به صورت جزئي عمل آوري شده تا ويسكوزيته‌ي اپوكسي بالا رود و شبكه اي از پيوندهاي عرضي پديد آيد تا فرآيندهاي ديگر تسهيل گردد. از آزمايشات ما مشخص شده است كه اگر نياز باشد مرحله‌ي پديد آمدن چارچوب ممكن است تنها بوسيله‌ي حرارت دهي تشعشعي انجام شود و استفاده از عمل آوري ميكروويو ممكن است براي كامل كردن فرآيند عمل آوري در حداقل زمان ممكنه انجام شود.
اين كار نشان داد كه يك روش فرآيند انعطاف پذير براي زباله هاي PCB بااستفاده ازيك روش فرآيند مؤثر انرژي امكان پذير باشد كه اين فرآيند در برابر ناخالصي هاي فلزي مقاوم است در حالي كه محدوديت هاي زماني تعداد سيستم هاي رزيني متحمل را محدود مي‌كند. اين مسئله واضح است كه بسياري ازسيستم هاي رزين رآكتيو گرمايي مي‌توانند رفتاري مشابه با آن دسته اي را داشته باشند كه در تحقيقات بازيافت مواد بردها موردبررسي قرارگرفته اند.

منابع وبازار مواد بازيافت شده ازبردهاي كامپيوتر

يك بررسي برروي منابع وبازارهاي بالقوه‌ي مواد بازيافت شده از PCBها انجام شده است. حجم انواع محصولات الكتريكي والكترونيكي فرسوده كه تامين كننده‌ي منابع PCB هستند ازمنابع مختلفي در انگلستان واروپا گزارش شده است. به هرحال در حالي كه ما توانستيم
حجم توليداين محصولات را بدست آوريم ولي قادر به بدست آوردن وتخمين حجم ونوع موادPCB كه مي‌توان آنها را بازيافت كرد، نيستيم. اين مسئله به اين دليل است كه اطلاعاتي در زمينه‌ي اين صنعت وجود ندارد وما نتوانستيم اطلاعاتي در مورد ميزان PCBها در محصولات الكتريكي والكترونيكي پيدا كنيم. بهترين تخمين دراين زمينه اين است كه هم اكنون حجم توليد زباله هاي PCB انگلستان درسال به ميزان 50000تن مي‌رسد. درحالي كه اين واضح است كه برخي ازاجزاوفلزات گران بهاي بازيافت مي‌شوند ولي اكنون نمي توانيم ميزان بازيافت را تخمين بزنيم وهمچنين هيچ شاهدي مبني براين مسئله وجود ندارد كه همه‌ي برد الكتريكي بازيافت مي‌شوند.
در وسايل ارتباطي (IT equipment)، درصد پلاستيك بين 23-75 درصد وزني محصولات مي‌باشد. البته بيشتر اين مواد پلاستيكي در بخش روكش وسيله قرار دارند. تخمين زده شده است كه در انگلستان سالانه 56000تن پلاستيك از اين وسايل بازيافت مي‌شود. باتوجه به اين تخمين مي‌توان گفت كه در انگلستان سالانه 40000تن پلاستيك از صنايع الكترونيكي حاصل از بردهاي كامپيوتر وتقريبا 10000تن از بردهاي غيرمتداول بازيافت مي‌شود. البته اين تخمين ها به صورت خام هستند. به نظر مي‌رسد كه در انگلستان سالانه 50000تن زباله‌ي مربوط به بردهاي كامپيوتر براي بازيافت بوجود آيند.
ماشين آلات مورداستفاده براي بازيافت واستفاده‌ي مجدد ازPCBها تقريبا شبيه به دستگاه هايي است كه براي محصولات الكترونيكي والكتريكي ازرده خارج استفاده مي‌شود.واين مسئله پيش بيني مي‌شود كه در اصل بهترين منبع اين مواد براي بازيافت فلزات غيرآهني وفلزات گران بها هستند.( اين كارهم اكنون در حال انجام است.)
تكنولوژي هاي متنوعي براي فرآيند هاي PCBوجود دارد كه اين
فرآيندها همچنين مرور شده اند. اين مسئله پيشنهاد مي‌شود كه تمام روشها بازيافت كه در آنها از روش خردايش مكانيكي به جاي فرآيند حرارت دهي استفاده شود،براي جدايش مواد موجود رزين مناسب مي‌باشد. مقدار دقيق ماده‌ي بدست آمده از هرروش به مسائل اقتصادي فرآيند بازيافت بستگي دارد. به خاطر آنكه تعداد كمي ازتكنولوژي هاي غالب مي‌شوند. ازاين رو اطمينان از دوام يك فرآيند مشكل است. اين مسئله نيززود است كه بدانيم كدام تكنولوژي ها پيروزند اما مي‌توانيم پتانسيل بالقوه‌ي هرروش را بفهميم اين مسئله در ادامه بررسي خواهد شد.
اگر مقادير مناسبي از مواد ثانويه بتواند با هزينه‌ي كمي بوجود آيد، جهش بزرگي درزمينه‌ي سيستم هاي رزين رآكتيو ايجاد مي‌شود.كه اين موادكه احتمالا در اتصالات زباله هاي PCB استفاده مي‌شوند را مي‌توان در كاربردهاي متنوعي استفاده كرد. اين مسئله به طور خلاصه در ادامه آمده است. اين مسئله مورد انتظار است كه اين مواد بهترين كاربرد را در مهندسي عمران وساختمان سازي پيدا كنند. يكي از كارهايي كه ضروري به نظر مي‌رسد ارزيابي وقابليت قبول اين مواد در اين كابردهاست.

استراتژي ديگر

استراتژي براي تؤسعه‌ي آينده‌ي راه هاي بازيافت PCB هاي فرسوده عبارتست از:

1. تصحيح تعريفات وارزيابي هاي انجام شده برروي زمينه هاي كاربرد وبازارفروش-با مشاركت WRAPو Intellect واعضا
2. ادامه دادن به تحقيقات در زمينه‌ي روش هاي بازيافت وتكنولوژي هاي جدايش جديد.
3. انجام آزمايشات در زمينه‌ي پتانسيل كاربرد مواد بازيافتي در مهندسي عمران وساختمان سازي
4. تؤسعه‌ي روش هايي برپايه‌ي پودر وبرپايه‌ي مايع براي كاربردهاي شبيه پوشش هاي كانفرمال مقاوم در برابر خوردگي، ايروژن وموانع محافظت كننده
5. تؤسعه وبهينه سازي فرآيند هاي مداوم براي كاربردهاي پوششي كانفرمال شامل عمل آوري UV،ميكروويو وحرارتي
6. تؤسعه وبهينه سازي فرآيند مداوم براي لوله ها ومقاطع –باعمل آوري ميكروويو/ گرمايي براي مقاطع نازك
7. بدست آوردن كاربردهاي ساختاري وساختماني ديگر مانند كف پوش ها، پانل ها، چسب هاي ساختماني، ملات ها ودوغاب سيمان
8. توجه به مسائل محيط زيستي وپتانسيل سميت مواد مورد مصرف
9. تعريف روش هاي تامين سرمايه براي مطالعات بازار،تكنولوژي هاي تؤسعه اي ديگر، نمونه سازي وسرمايه گذاري فرآيند
10. تؤسعه‌ي يك روش براي بدست آوردن حالت بهينه در انتخاب نوع رزين براي كاربرد هاي مختلف – يك نيم رخ كاربردي – اقتصادي ارائه گردد.
11. امتحان كردن بيشتر در زمينه‌ي سيستم هاي رزين كاربردي و كار بر روي سيستم هايي كه داراي بيشترين هماهنگي رابابازار دارند.
12. انجام تحقيقات درسطح بازار برروي پتانسيل كاربرد اين مواد وتخمين ميزان كاربرد اين زباله ها
13. توصيف توليدكنندگان بالقوه وبازيافت كنندگاني كه ممكن است درزمينه‌ي فرآيندهاي انجام شده در زمينه‌ي بازيافت PCBها سرمايه گذاري كنند.
14. تعيين همكاري خوب ومناسب ميان بازيافت كنندگان فلزات موجود در PCBها و دارندگان تكنولوژي وايجاد ارتباط ميان توليد كنندگان وبازيافت كنندگان بردهاي كامپيوتري

استفاده از مطالب این مقاله با ذکر منبع راسخون بلامانع می باشد.