Até 2025, a tecnologia de PCB solúvel impressa em 3D revolucionará os modelos tradicionais de reciclagem eletrônica. O sistema Dissolv PCB, desenvolvido em conjunto pela Universidade de Maryland, Instituto de Tecnologia da Geórgia e a Universidade de Notre Dame, utiliza um substrato de álcool polivinílico (PVA) e tinta metálica líquida eutética de gálio-índio (EGaIn). Os projetos de circuitos são convertidos em modelos impressos em 3D usando um plugin do FreeCAD. Após as placas de circuito atingirem o fim de sua vida útil, elas são imersas em água, onde o substrato de PVA se dissolve completamente em 30 minutos, liberando componentes intactos. Enquanto isso, o metal líquido se agrega em gotículas esféricas devido à tensão superficial, permitindo uma recuperação eficiente. Essas Técnicas de Reciclagem de PCB de Placas de Circuito Impresso Resíduos atingem uma taxa de reutilização de 99,4% para materiais de PVA e uma taxa de recuperação de 98,6% para metal líquido. Uma avaliação do ciclo de vida (ACV) mostra que ele supera significativamente o processamento tradicional de placas FR-4 em oito métricas ambientais, incluindo potencial de aquecimento global e consumo de recursos. Uma solução paralela desenvolvida por uma equipe da Universidade Tsinghua, na China, reduz o custo por unidade em 38%, com constante dielétrica (3,2) e resistência ao calor (180 °C) comparáveis aos padrões FR-4 de nível industrial. Essas tecnologias de circuito fechado entraram em testes comerciais em áreas como etiquetas inteligentes, permitindo que os usuários as dissolvam e reciclem após o recebimento.
Em escala industrial, os métodos mecânico-físicos de múltiplos estágios continuam sendo a tecnologia mais amplamente aplicada para a reciclagem de placas de circuito impresso (PCBs) usadas. O sistema automatizado da GreenJet Environmental emprega um processo de trituração e triagem de três estágios: primeiro, as placas são trituradas grosseiramente em partículas de 3 a 5 cm usando um triturador de eixo duplo, depois refinadas para 0,5 a 1 cm usando um moinho de martelos e, finalmente, moídas em pó de 30 a 80 mesh usando um triturador de disco refrigerado a água. A etapa de triagem combina tecnologias de triagem por fluxo de ar, triagem por densidade e triagem eletrostática de alta tensão para separar os componentes metálicos do pó de resina. Este processo atinge uma taxa de recuperação de cobre de ≥99%, uma taxa de resíduos não metálicos de <1% e uma capacidade diária de processamento de 600 a 800 kg. A poeira é controlada por um sistema de coleta de poeira por pulso e as emissões de exaustão atendem aos padrões ambientais internacionais, tornando-o adequado para o processamento de PCBs multicamadas com alto teor de cobre. A Dingji Electronics otimizou ainda mais essa tecnologia, desenvolvendo processos integrados de triagem inteligente por raios X (taxa de erro <0,5%) e trituração em baixa temperatura e triagem eletrostática para placas de circuito de impedância, alcançando pureza de cobre de 99,9%, que pode ser usada diretamente na produção de novas placas. O pó de resina é convertido em materiais de enchimento resistentes ao fogo para construção, alcançando 100% de utilização de recursos, com custos operacionais totais reduzidos em 30%.
No campo da reciclagem de metais preciosos , o método do ácido amino sulfônico e o método de biolixiviação tornaram-se soluções essenciais para a extração eficiente de ouro. O método do ácido amino sulfônico opera em temperatura ambiente, usando uma solução de ácido amino sulfônico de 70 g/L misturada com 15% de peróxido de hidrogênio para tratar a camada folheada a ouro, corroendo a camada subjacente de cobre-níquel para descascar a folha de ouro. Quando a proporção sólido-líquido é de 1:5 (g/mL) e a lixiviação é conduzida por 120 minutos, a taxa de recuperação de ouro excede 96%. A solução pode recuperar cobre e níquel para reutilização, e a folha de ouro removida pode ser derretida sem purificação adicional. O método de biolixiviação emprega um processo de duas etapas: primeiro, bactérias de sulfeto de ferro (II) são usadas para lixiviar 99% do cobre sob condições de pH = 2,0 e 44,3 g/L Fe²⁺; O resíduo é então tratado com bactérias púrpuras, com parâmetros ótimos determinados pela metodologia de superfície de resposta como pH = 10,5, 4,02 g/L de glicina e 31 °C, alcançando uma taxa de lixiviação de ouro de 72,58%. Empresas sul-coreanas combinam hidrometalurgia com adsorção de polímeros funcionais para recuperar ouro seletivamente de soluções de lixiviação ácidas, alcançando uma pureza de ≥ 99,9% e reduzindo os custos gerais em 30%.
Em aplicações práticas, a combinação de tecnologias deve ser adequada às características dos componentes. Substratos de resina epóxi bromada: a tecnologia de metanol supercrítico (ScM) degrada 96% da resina orgânica a 350 °C, 90 minutos e uma relação líquido-sólido de 20 mL/g, produzindo compostos fenólicos isentos de bromo. O cobre metálico é enriquecido devido à decomposição da camada orgânica, atingindo uma taxa de recuperação de 35,76%, com eficiência de reciclagem do metanol superior a 90%.
Líquido residual de corrosão: Uma nova patente da Universidade de Ciência e Tecnologia de Jiangxi utiliza um processo de remoção de impurezas, cristalização por concentração e reação sal-álcali para produzir hidróxido de cobre bruto a partir de líquido de corrosão ácido, seguido por recristalização por dissolução e reação com amônia para sintetizar óxido de cobre de grau eletrônico. Aditivos de sal de zinco e surfactantes são adicionados para aumentar a área superficial específica, com a pureza final do óxido de cobre em formato de favo de mel atendendo aos requisitos de aplicação em semicondutores.
Resíduos eletrônicos mistos: O Instituto de Tecnologia e Engenharia de Materiais de Ningbo da Academia Chinesa de Ciências desenvolveu um sistema de adsorção de polímeros com lixiviação ácida funcional para separar sequencialmente cobre, estanho e metais preciosos da solução de lixiviação. O adsorvente polimérico permite a recuperação de ouro (≥99,9%) sem tóxicos e com alta eficiência, com resíduos sólidos convertidos em matérias-primas para materiais de construção, reduzindo as emissões de três tipos de resíduos em 40%. Essas Técnicas de Reciclagem de PCBs de Resíduos de Placas de Circuito Impresso estabelecem, em conjunto, uma rede abrangente de reciclagem que abrange substratos, metais e matérias-primas químicas.
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