Tehnologie de recuperare a metalelor si materialelor plastice din deseurile

echipamentelor informatice si de telecomunicatii - proiect CEEX 113 Alături de materiile prime consacrate, în ultima perioadă s-au intensificat

cercetările privind recuperarea metalelor pretioase din deseurile echipamentelor electrice si electronice(DEEE).

Deşeurile de echipamente electrice şi electronice reprezintă deşeurile echipamentelor care funcţionează pe bază de curent electric sau câmpuri electromagnetice şi echipamentele de generare, transport şi de măsurare a acestor curenţi şi câmpuri, destinate utilizării la o tensiune mai mică sau egală cu 1.000 volţi curent alternativ şi 1.500 volţi curent continuu.

Din aceasta categorie fac parte frigiderele, televizoarele, aparatele electrocasnice (chiar şi fierul de călcat sau prăjitorul de pâine), calculatoarele, inclusiv mouse-ul şi tastatura, telefonul fix sau mobil, practic orice echipament de băgat în priză sau care merge cu baterii. Tehnologia eleborată în urma realizării proiectului cu titlul “Tehnologii de recuperare a

metalelor si materialelor plastice din deseurile echipamentelor informatice si de

telecomunicatii” cuprinde următoarele etape:

1) Depolurea echipamentelor de informatică şi telecomunicaţii (I&T). Obiectivul acestei

depoluări este acela de a retrage din fluxul care-l vor urma deşeurile echipamentelor de

informatică şi telecomunicaţii toate componentele care prezintă riscuri pentru mediu sau

pentru sănătatea operatorilor care intervin în procesul de reciclare.

2)Dezmebrarea echipamentelor de (I&T), etapă care aşa cum se prezintă în cadrul

tehnologiei elaborate se poate face manual sau mecanizat, funcţie de dotările tehnice

existente. Dezmembrarea manuală se efectuează cu ajutorul unor truse de şurubelniţe,

polizor unghiular cu disc abraziv şi diamantat, şi maşini de găurit, iar dezmembrarea

mecanică se face cu ajutorul concasoarelor cu ciocane în mai multe trepte sau a

concasoarelor cu lanţuri. Sunt descrise în detaliu avantajele şi dezavantajele fiecărei

variante de dezmebrare, precum şi aspectele tehnice privind dezmembrarea mecanică.

3)Separarea componentelor între ele se face manual în cazul dezmembrării manuale

sau cu ajutorul separatoarelor magnetice, a separatoarelor cu curenţi Foucault, a

separatoarelor hidrogravitaţionale şi densimetrice în cazul dezmembrării mecanice.

4) Stabilirea principalelor faze si alegerea utilajelor în fluxul de recuperare a

materialelor plastice. În această etapă sunt prevăzute operaţiile de pregătire

granulometrică (mărunţire şi clasare) pentru procesul de sortare prin separare

densimetrică în apă, uscare, precum şi operaţiile de separare triboelectrică pentru

separarea componentelor de plasttic între ele.

Plasticele care plutesc în apă (PE şi PP) sunt separate de plasticele mai grele decât apa

(HIPS, ABS, PS sau PC). După separarea densimetrică cele două fracţii de materiale

plastice sunt uscate în insatalaţii de tip centrifugal cu aer cald şi apoi sunt introduse în

dispozitivul de triboelectrizare al separatorului electrostatic. Într-o primă etapă se separă

HIPs, iar ABS şi PC se colectează împreună urmând a fi sortate în a doua treaptă de

separare tribolectrică. PE şi PP se separă tot prin procedeul tribolelectric.

5)Prelucrarea plăcilor de bază cu circuite integrate pe care le conţin echipamentele de

(I&T), etapă care cuprinde următoarele faze:

extragerea condensatorilor purtători de PCB

extragerea radiatoarelor de aluminiu

mărunţirea plăcilor de bază în concasoare specializate sau mori cu cuţite

tăietoare tip SM2000

separarea plasticelor de metale şi obţinerea concentratelor polimetalice cu

ajutorul meselor de concentrare hidrogravitaţională tip Gemeni

purificarea concentratelor hidrogravitaţionale prin operaţii de separare în

câmp magnetic şi /sau electric

procesarea hidrometalurgică a concentratelor polimetalice obţinute în

vederea valorificării metalelor de bază Cu, Sn, Al Zn, Pb şi a recuperării

metalelor preţioase;

solubilizarea, extragerea metalelor preţioase pe răşini schimbătoare de ioni,

precipitarea şi obţinera de metale preţioase de puritate 999,6‰ în cazul

aurului şi de 95% în cazul argintului

6) Epurarea apelor utilizate la procesarea fizică si hidrometalurgica

Prelucrarea plăcilor de bază cu circuite integrate se compune din doua procedee si anume:

un procedeu de prelucrare fizica in urma caruia rezulta concentrate polimetalice cu continuturi ridicate de metale pretioase;

un procedeu de prelucrare hidrometalurgica prin care se urmareste in special recuperarea metalelor pretioase precum si recuperarea individuala a metalelor din concentratele polimetalice rezultate in urma procesarii fizice. Procedeul de prelucrare fizica se compune din operatii de maruntire, clasare,

concentrare hidrogravitationala, separare magnetica si separare electrica. Maruntirea se realizeaza dupa operatia de debitare la dimensiuni de 60-80mm a

placilor de baza ce contin componente electronice ,cu ajutorul unei ghilotine. Placutele astfel obtinute sunt introduce in moara cu cutite taietoare unde sunt macinate in doua trepte: in prima treapta la dimensiune de 10mm, iar in a doua treapta la dimensiunea de 2mm. Macinarea se realizeaza in scopul eliberarii particulelor metalice ce sunt intim asociate cu particulele nemetalice atat in cadrul componentelor electronice cat si in cazul placii de baza care nu este altceva decat o placuta din fibra de sticla peste care este lipita o folie de cupru.

Pentru protejarea cutitelor taietoare ale morii partile feroase sunt extrase dupa prima treapta de macinare cu ajutorul unui separator magnetic prin operatia de separare magnetica.

Maruntirea in cea de a doua treapta se impune a fi facuta la o dimensiune de maxim 2mm cand are loc o buna eliberare a particulelor metalice de cele memetalice.

Componentele electronice nu parasesc echipamentul de macinare (moara cu cutite taietoare) decat atunci cand dimensiunea lor este mai mica de 2mm. Acest lucru se realizeaza prin montarea in partea de jos a morii a unei site cu dimensiunea ochiurilor de 2mm.

Dupa operatia de macinare componentele metalice eliberate se separa de cele

nemetalice pe baza diferentei de densitate, prin procedee hidrogravitationale cu ajutorul meselor de concentrare. In urma operatiei de concentrare pe mese se obtine un concentrat polimetalic care dupa filtrare si uscare se purifica prin operatia de separare electrica cu ajutorul separatoarelor electrice cu efect corona pe baza diferentei de conductibilitate.

Asa cum poate fi observat din analiza chimica a concentratelor polimetalice rezulatate in urma separarii electrice a difertitelor componente electronice acestea au continuturi de metale pretioase cuprinse intre 50-200gAu/t si 95-1350gAg/t.

O atentie deosebita s-a acordat recuperarii acestor metale pretioase printr-un procedeu in care sa nu se foloseasca ca agent de solubilizare cianura. Cu ajutorul unui reactor din sticla cu paleta de antrenare din teflon intr-o prima etapa s-a realizat solubilizarea cuprului, argintului, zincului, staniului, plumbului .

Din reziduul rezultat de la prima solubilizare, reziduu care contine si aur acesta s-a solubilizat prin clorurare umeda. Dupa separarea solid-lichid, aurul solubilizat este retinut pe o rasina non-ionica. Rasina incarcata cu aur este eluata cu cu ajutorul unor agenti chimici intr-un raport bine stabilit. Din eluatul aurifer aurul se separa prin reducere cu un reducator organic intr-o solutie apoasa. Dupa separare spalare si uscare se obtine aurul fin de puritate 999.6‰.

Placi de baza

Placa de baza (mother board)- este realizată din fibră de sticlă şi ea reprezintă coloana vertebrală a întregului sistem, atât din punct de vedere fizic cât şi logic. Circuitele de pe placa de bază definesc capacităţile, limitele şi personalitatea calculatorului. Schema de prelucrare a placilor de baza este prezentata in figura urmatoare:

Compoziţia chimică a

Măcinare în treapta II la 2 mm cu moara cu cuţite tăietoare SM200

Concentrare pe masa Gemeni

Plăci de bază decupate cAu=46,04g/t mAu=100%

Măcinare în treapta I la 10 mm cu moara cu cuţite tăietoare SM200

Separare magnetica in câmp slab pe separatorul lift magnet

Produs magnetic feros

Concentrat polimetalic de masă 38,46% cAu=101g/t

mAu=84,37%

Steril masă 50,96%

cAu=0.5 g/t

mAu=5,52%

Mixt masă 10,58%

cAu= 44g/t

mAu=10,11

Compoziţia chimică a concentratului de masă Au

(g/t)

Al

(%)

Cu

(%)

Ni

(%)

Fe

(%)

Zn

(%)

Pb

(%)

Sn

(%)

Co

(%)

Cr

(%)

Ag

g/t

Cd

(%)

Rezidii

insolunile%

101 0,5 44,46 1,9 0,65 5,85 8,19 17,5 0,02 0,22 1350 2,2 18,1

Compoziţia chimică a mixtului de masă

Au

(g/t)

Al

(%)

Cu

(%)

Ni

%)

Fe

%)

Zn

(%)

Pb

(%)

Sn

(%)

Co

(%)

Cr (%) Ag

g/t

Rezidii

insol%

44 3,7 29,8 0,1 0,1 0,08 0,23 0,0 0,01 0,018 360 43,41

Compoziţia chimică produsului magnetic

Cu (%) Fe (%) Zn (%) Rezidii

insolunile%

5,11 65,89 1,78 27,22

Concentratul de masa este purificat cu ajutorul separatorului electric cu efect corona

prezentat mai jos.

3

4

5

6

7

89

10 1112

1314

15

2

1

C B A

1. Alimentator2. Tambur3. Electrod de ionizare4. Electrod de anulare5. Lampa cu infrarosu6. Perie de stergere7. Splitere8. Tahometru

9. Buton de reglare turatie10. Voltmetru pentru tensiunea de ionizare11. Ampermetru pentru curentul de ionizare12. Buton de reglare a tensiunii de ionizare13. Voltmetru pentru tensiunea de anulare14. Buton de reglare a tensiunii de anulare15. Buton de reglare a tensiunii arcului periei de stergere

A. Conducator B. MixtC. Neconducator

Separatorul electric tip Carpco

Microprocesorul

Microprocesoare de diferite tipuri

Microprocesorul este o componentă mică dar vitală pentru orice computer. I se mai

spune "inima" sistemului, deşi alţii îl consideră mai degrabă "creierul". Rolul său este

fundamental, el fiind cel care parcurge programele din computer, instrucţiune cu

instrucţiune, şi le execută coordonând dispozitivele din sistem, procesând şi manevrând

datele, şi astfel controlând toată activitatea sistemului.

Având în vedere rezultatele slabe la prelucrarea microprocesoarelor prin concentrare

hidrogravitaţională s-a efectuat prelucrarea acestora direct prin măcinare şi solubilizare

pe o cantitate de 460,5g (23 microprocesoare) . Rezultatele au condus la obţinerea unei

cantităţi de1,539g g aur cu puritatea de 999,6‰ la un randament de recuperare de 98%.

Reziduul de la leşiere a fost 378,9g.

Schema de prelucrare a microprocesoarelor

Concentrare pe masa Gemeni

Măcinare în morile cu discuri

oscilante sau cu cuţite tăietoare

Concentrat V=41,27% cAu=3,9kg/t mAu=63,61%

Alimentare microprocesoare

V=100%

cAu 2,53kg/t

m Au=100%

Steril masă V=58,73% cAu=1,56kg/t mAu=36,39%

Aur obţinut de la prelucrarea microprocesoarelor

Memoria

Prin memoria de sistem se înţelege acea componentă care are rolul de a stoca temporar date folosite de computer în timpul funcţionării sale. Fizic, este vorba de nişte plăcuţe care se montează pe placa de bază, şi ele conţin circuite de memorie. Schema de prelucrare a memoriilor

Alimentare memorii 100% cAu= 58,38g/t

Măcinare memorii la 1 mm

cAu=3,66g/t m Au=4,92%

Concentrare pe

masa Gemeni

Steril masă 78,4 %

Concentrat masă 21,6% cAu=257g/t

m Au=95,08%

Solubilizarea elementelor majore din concentratele polimetalice obtinute in urma

procesarilor fizice

Solubilizarea are loc in reactorul de sticla tip Jena prezantat in figura de mai jos

Reactor cu agitare şi manta de încălzire

Reducerea la argint metalic

Solubilizarea aurului are loc in a doua etapa in acelasi reactor .

Aurul este retinut pe rasina schimbatoare de ioni ce se afla in interiorul unor coloane

prezentate in figura urmatoare

Standul de schimb ionic

De pe rasina aurul este eluat sa cum se vede in figura de mai jos

Eluţia aurului

Precipitarea aurului din eluat se face cu cu ajutorul unei substante organice

Precipitarea aurului

Dupa filtrare si uscare se obtine aurul de puritate 999,6‰

Pulberea de aur fin şi aurul fin topit

Avantajele folosirii acestei tehnologii: costuri scazute pentru obtinerea unui gram de aur(3,68 euro/g); se evita folosirea cianurii, un produs deosebit de toxic. Dezavantaje : tehnologia este aplicabila numai pentru concentrate polimetalice cu continuturi ridicate de metale pretioase; nu poate fi aplicata materialelor cu continut ridicat de sulf.