Đến năm 2025, công nghệ PCB in 3D hòa tan sẽ cách mạng hóa các mô hình tái chế điện tử truyền thống. Hệ thống PCB Dissolv, do Đại học Maryland, Viện Công nghệ Georgia và Đại học Notre Dame cùng phát triển, sử dụng chất nền polyvinyl alcohol (PVA) và mực kim loại lỏng eutectic gali-indi (EGaIn). Các thiết kế mạch được chuyển đổi thành các mô hình in 3D bằng plugin FreeCAD. Sau khi các bảng mạch hết tuổi thọ hữu ích, chúng được ngâm trong nước, tại đó chất nền PVA hòa tan hoàn toàn trong vòng 30 phút, giải phóng các thành phần còn nguyên vẹn. Trong khi đó, kim loại lỏng kết tụ thành các giọt hình cầu do sức căng bề mặt, cho phép thu hồi hiệu quả. Kỹ thuật Tái chế PCB Bảng mạch In Thải này đạt tỷ lệ tái sử dụng 99,4% đối với vật liệu PVA và tỷ lệ thu hồi 98,6% đối với kim loại lỏng. Đánh giá vòng đời (LCA) cho thấy phương pháp này vượt trội hơn đáng kể so với quy trình xử lý bảng FR-4 truyền thống ở tám chỉ số môi trường, bao gồm tiềm năng làm nóng toàn cầu và mức tiêu thụ tài nguyên. Một giải pháp song song do nhóm nghiên cứu từ Đại học Thanh Hoa, Trung Quốc phát triển giúp giảm 38% chi phí trên mỗi đơn vị, với hằng số điện môi (3,2) và khả năng chịu nhiệt (180°C) tương đương với tiêu chuẩn FR-4 cấp công nghiệp. Các công nghệ vòng kín như vậy đã được thử nghiệm thương mại trong các lĩnh vực như thẻ thông minh, cho phép người dùng tự phân hủy và tái chế sau khi tiếp nhận.
Ở quy mô công nghiệp, các phương pháp cơ học-vật lý nhiều giai đoạn vẫn là công nghệ được ứng dụng rộng rãi nhất để tái chế bảng mạch in (PCB) đã qua sử dụng. Hệ thống tự động của GreenJet Environmental sử dụng quy trình nghiền ba giai đoạn và phân loại ba giai đoạn: đầu tiên, các bảng mạch được nghiền thô thành các hạt 3-5 cm bằng máy nghiền hai trục, sau đó được tinh chế thành 0,5-1 cm bằng máy nghiền búa và cuối cùng được nghiền thành bột lưới 30-80 bằng máy nghiền đĩa làm mát bằng nước. Giai đoạn phân loại kết hợp các công nghệ phân loại luồng khí, phân loại mật độ và phân loại tĩnh điện cao áp để tách các thành phần kim loại khỏi bột nhựa. Quy trình này đạt được tỷ lệ thu hồi đồng ≥99%, tỷ lệ cặn phi kim loại <1% và công suất xử lý hàng ngày là 600-800 kg. Bụi được kiểm soát bằng hệ thống thu gom bụi xung và khí thải tuân thủ các tiêu chuẩn môi trường quốc tế, khiến nó phù hợp để xử lý PCB nhiều lớp có hàm lượng đồng cao. Dingji Electronics đã tối ưu hóa hơn nữa công nghệ này, phát triển quy trình phân loại thông minh bằng tia X (tỷ lệ sai số <0,5%) và quy trình tích hợp phân loại tĩnh điện nghiền ở nhiệt độ thấp cho bảng mạch trở kháng, đạt độ tinh khiết đồng 99,9%, có thể sử dụng trực tiếp trong sản xuất bảng mạch mới. Bột nhựa được chuyển đổi thành chất độn vật liệu xây dựng chống cháy, đạt hiệu suất sử dụng tài nguyên 100%, tổng chi phí vận hành giảm 30%.
Trong lĩnh vực tái chế kim loại quý , phương pháp axit amino sulfonic và phương pháp ngâm chiết sinh học đã trở thành các giải pháp cốt lõi để chiết xuất vàng hiệu quả. Phương pháp axit amino sulfonic hoạt động ở nhiệt độ phòng, sử dụng dung dịch axit amino sulfonic 70 g/L trộn với 15% hydrogen peroxide để xử lý lớp mạ vàng, ăn mòn lớp đồng-niken bên dưới để bóc lớp vàng lá. Khi tỷ lệ rắn-lỏng là 1:5 (g/mL) và ngâm chiết được thực hiện trong 120 phút, tỷ lệ thu hồi vàng vượt quá 96%. Dung dịch có thể thu hồi đồng và niken để tái sử dụng, và lá vàng đã tách có thể được nấu chảy mà không cần tinh chế thêm. Phương pháp ngâm chiết sinh học sử dụng quy trình hai bước: đầu tiên, vi khuẩn sunfua sắt (II) được sử dụng để ngâm chiết 99% đồng trong điều kiện pH = 2,0 và 44,3 g/L Fe²⁺; phần còn lại sau đó được xử lý bằng vi khuẩn que tím, với các thông số tối ưu được xác định thông qua phương pháp bề mặt phản ứng là pH = 10,5, glycine 4,02 g/L và 31°C, đạt được tỷ lệ chiết xuất vàng là 72,58%. Các công ty Hàn Quốc kết hợp phương pháp thủy luyện với hấp phụ polyme chức năng để thu hồi vàng một cách chọn lọc từ dung dịch chiết xuất có tính axit, đạt được độ tinh khiết ≥99,9% và giảm tổng chi phí xuống 30%.
Trong các ứng dụng thực tế, việc kết hợp công nghệ phải được cân nhắc kỹ lưỡng dựa trên đặc tính của các thành phần. Chất nền nhựa epoxy brom hóa: Công nghệ methanol siêu tới hạn (ScM) phân hủy 96% nhựa hữu cơ ở 350°C, 90 phút và tỷ lệ lỏng/rắn là 20 mL/g, tạo ra các hợp chất phenolic không chứa brom. Kim loại đồng được làm giàu nhờ quá trình phân hủy lớp hữu cơ, đạt tỷ lệ thu hồi 35,76%, với hiệu suất tái chế methanol vượt quá 90%.
Chất lỏng thải từ quá trình khắc: Một bằng sáng chế mới của Đại học Khoa học và Công nghệ Giang Tây sử dụng quy trình loại bỏ tạp chất, kết tinh cô đặc và phản ứng muối-kiềm để sản xuất đồng hydroxit thô từ dung dịch khắc axit, sau đó là quá trình kết tinh lại hòa tan và phản ứng amoniac để tổng hợp oxit đồng cấp điện tử. Phụ gia muối kẽm và chất hoạt động bề mặt được thêm vào để tăng diện tích bề mặt riêng, với độ tinh khiết oxit đồng hình tổ ong cuối cùng đáp ứng các yêu cầu ứng dụng bán dẫn.
Chất thải điện tử hỗn hợp: Viện Công nghệ và Kỹ thuật Vật liệu Ninh Ba thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã phát triển một hệ thống hấp phụ polymer chức năng ngâm chiết axit để tách tuần tự đồng, thiếc và kim loại quý ra khỏi dung dịch ngâm chiết. Chất hấp phụ polymer này cho phép thu hồi vàng không độc hại, hiệu suất cao (≥99,9%), với cặn rắn được chuyển đổi thành nguyên liệu thô cho vật liệu xây dựng, giảm 40% lượng khí thải từ ba loại chất thải. Các kỹ thuật tái chế PCB mạch in phế thải này cùng nhau thiết lập một mạng lưới tái chế toàn diện bao gồm các chất nền, kim loại và nguyên liệu thô hóa học.
Ngôn ngữ
