Search

Περίληψη: Τα ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά απόβλητα είναι μια από τις ταχύτερα αυξανόμενες κατηγορίες αποβλήτων στον κόσμο. Περιέχουν μεταξύ άλλων επικίνδυνα, αλλά και πολύτιμα μέταλλα, όπως χαλκό, χρυσό, ασήμι, παλλάδιο και πλατίνα. Η ανάκτηση μετάλλων από τα ηλεκτρονικά απόβλητα μπορεί να επιφέρει σημαντικά περιβαλλοντικά και οικονομικά οφέλη. Ωστόσο, μόνο το 15% αυτών των αποβλήτων ανακυκλώνεται πλήρως παγκοσμίως. Οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων (PBCs) αποτελούν ένα από τα κύρια συστατικά του ηλεκτρικού και ηλεκτρονικού εξοπλισμού. Οι PCBs συνιστούν ένα σύνθετο απόβλητο που απαρτίζεται από πληθώρα συστατικών. Τα τελευταία αποτελούνται από ένα μείγμα εποξειδικής ρητίνης, υαλοβάμβακα, μέταλλα, μη μέταλλα κ.α. Η περιεκτικότητα των PCBs στα παραπάνω συστατικά ποικίλλει ανάλογα με το είδος τους, τον τύπο της συσκευής, το έτος κατασκευής και άλλους παράγοντες. Εμφανίζοντας μεγάλη πολυπλοκότητα, η ανακύκλωση των PCBs καθίσταται δύσκολη, περιλαμβάνοντας αρχικά το στάδιο της προεπεξεργασίας (π.χ. αποσυναρμολόγηση, τεμαχισμός της πλακέτας κ.α.). Στη συνέχεια, μπορούν να εφαρμοστούν χημικές, μηχανικές ή φυσικές μέθοδοι. Στην παρούσα εργασία, η πειραματική διαδικασία που ακολουθήθηκε περιλαμβάνει συλλογή, αποσυναρμολόγηση και διαχωρισμό των κύριων συστατικών αποβλήτων PCBs, καθώς επίσης ποιοτικό και ποσοτικό χαρακτηρισμό των μετάλλων. Τέλος, αναπτύχθηκαν υδρομεταλλουργικές μέθοδοι στοχεύοντας στην ανάκτηση συγκεκριμένων μετάλλων. Τα οξέα που χρησιμοποιήθηκαν για την εκχύλιση ήταν το υδροχλωρικό, το θειικό και το νιτρικό οξύ. Επίσης, έγινε χρήση θειικού οξέος με προσθήκη υπεροξειδίου του υδρογόνου. Τα βασικά μέταλλα που εξετάστηκαν ήταν ο χαλκός, ο κασσίτερος, ο σίδηρος, το αλουμίνιο και το νικέλιο. Όσον αφορά τα αποτελέσματα της εκχύλισης με χρήση οξέων, μέγιστη απόδοση παρουσιάστηκε με χρήση υδροχλωρικού οξέος στους 30 °C για το αλουμίνιο, τον κασσίτερο και τον σίδηρο, σε αντίθεση με το νιτρικό οξύ, το οποίο παρουσίασε μέγιστη απόδοση εκχύλισης για τον χαλκό και το νικέλιο. Summarization: Electrical and electronic waste is one the fastest growing waste streams in the world. They contain amongst others, dangerous metals, and also precious metals such as copper, gold, silver, palladium and platinum. The recovery of metals from electronic waste can lead to significant environmental and economic benefits. However, only 15% of the global e-waste is fully recycled. Printed circuit boards (PCBs) are one of the main components of electrical and electronic equipment. PCBs are a complex e-waste which contains a multitude of components. The latter consists of a mixture of epoxy resin, fiberglass, metals and non-metals. The content and consistency of the above components in a PCB varies, depending on the type of PCB, type of device, year of manufacture and other factors. Due to the complexity of the PCB, their recycling becomes difficult, by including the pretreatment stage (e.g. dismantling, chipping, etc.). Subsequently, some chemical, mechanical or physical methods can be applied. In this study, the experimental process followed included collection, disassembly and separation of the main components of waste PCBs, as well as their qualitative and quantitative characterization of the metals they contain. Finally, a hydrometallurgical method was developed aiming at the recovery of specific metals. The acids used for the extraction were hydrochloric, sulfuric and nitric acid. Also, sulfuric acid was used with the addition of hydrogen peroxide. The base metals examined were copper, tin, iron, aluminum and nickel. With regard to the effects of leaching, a maximum yield was achieved using hydrochloric acid at 30 °C for aluminum, tin and iron, as opposed to nitric acid, which exhibited a maximum extraction yield for copper and nickel.