ภายในปี พ.ศ. 2568 เทคโนโลยี PCB พิมพ์ 3 มิติแบบละลายน้ำได้จะปฏิวัติรูปแบบการรีไซเคิลอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบดั้งเดิม ระบบ Dissolv PCB ซึ่งพัฒนาร่วมกันโดยมหาวิทยาลัยแมริแลนด์ สถาบันเทคโนโลยีจอร์เจีย และมหาวิทยาลัยนอเทรอดาม ใช้วัสดุพิมพ์โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ (PVA) และหมึกโลหะเหลวยูเทคติกแกลเลียม-อินเดียม (EGaIn) การออกแบบวงจรจะถูกแปลงเป็นแบบจำลองที่พิมพ์ 3 มิติโดยใช้ปลั๊กอิน FreeCAD หลังจากแผงวงจรหมดอายุการใช้งาน แผงวงจรจะถูกจุ่มลงในน้ำ ซึ่งวัสดุพิมพ์ PVA จะละลายหมดภายใน 30 นาที ทำให้ส่วนประกอบที่ยังคงสภาพสมบูรณ์หลุดออกมา ในขณะเดียวกัน โลหะเหลวจะรวมตัวกันเป็นหยดทรงกลมเนื่องจากแรงตึงผิว ทำให้สามารถกู้คืนได้อย่างมีประสิทธิภาพ เทคนิคการรีไซเคิล PCB จากแผงวงจรพิมพ์เสียนี้ทำให้วัสดุ PVA สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ 99.4% และโลหะเหลวสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ 98.6% ผลการประเมินวงจรชีวิต (LCA) แสดงให้เห็นว่ามีประสิทธิภาพเหนือกว่าการประมวลผลบอร์ด FR-4 แบบดั้งเดิมอย่างมีนัยสำคัญใน 8 ตัวชี้วัดด้านสิ่งแวดล้อม ซึ่งรวมถึงศักยภาพภาวะโลกร้อนและการใช้ทรัพยากร โซลูชันแบบคู่ขนานที่พัฒนาโดยทีมจากมหาวิทยาลัยชิงหัวในประเทศจีน ช่วยลดต้นทุนต่อหน่วยลง 38% ด้วยค่าคงที่ไดอิเล็กทริก (3.2) และความทนทานต่อความร้อน (180°C) ซึ่งเทียบเท่ากับมาตรฐาน FR-4 ระดับอุตสาหกรรม เทคโนโลยีวงจรปิดดังกล่าวได้เข้าสู่การทดสอบเชิงพาณิชย์ในสาขาต่างๆ เช่น แท็กอัจฉริยะ ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้ละลายและรีไซเคิลได้เองหลังจากได้รับ
ในระดับอุตสาหกรรม วิธีการทางกลศาสตร์-ฟิสิกส์แบบหลายขั้นตอนยังคงเป็นเทคโนโลยีที่นำมาใช้อย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับการรีไซเคิลแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่ใช้แล้ว ระบบอัตโนมัติของ GreenJet Environmental ใช้กระบวนการบดและคัดแยกสามขั้นตอน ขั้นแรก แผงวงจรจะถูกบดหยาบจนมีขนาดอนุภาค 3-5 เซนติเมตร โดยใช้เครื่องบดแบบสองเพลา จากนั้นบดให้ละเอียดด้วยเครื่องบดแบบค้อนจนมีขนาด 0.5-1 เซนติเมตร และบดละเอียดเป็นผงขนาด 30-80 เมช โดยใช้เครื่องบดแบบจานระบายความร้อนด้วยน้ำ ขั้นตอนการคัดแยกนี้ผสมผสานเทคโนโลยีการคัดแยกแบบลม การคัดแยกแบบความหนาแน่น และเทคโนโลยีการคัดแยกแบบไฟฟ้าสถิตแรงดันสูง เพื่อแยกส่วนประกอบโลหะออกจากผงเรซิน กระบวนการนี้มีอัตราการแยกทองแดงออกจากกันมากกว่าหรือเท่ากับ 99% อัตราเศษอโลหะน้อยกว่า 1% และกำลังการผลิตต่อวันอยู่ที่ 600-800 กิโลกรัม ฝุ่นจะถูกควบคุมโดยระบบเก็บฝุ่นแบบพัลส์ และการปล่อยไอเสียเป็นไปตามมาตรฐานสิ่งแวดล้อมสากล จึงเหมาะสำหรับการประมวลผลแผงวงจรพิมพ์ที่มีปริมาณทองแดงสูงแบบหลายชั้น บริษัท Dingji Electronics ได้พัฒนาเทคโนโลยีนี้ให้ดียิ่งขึ้น โดยพัฒนาระบบคัดแยกอัจฉริยะด้วยรังสีเอกซ์ (อัตราความผิดพลาดน้อยกว่า 0.5%) และกระบวนการคัดแยกแบบบด-ไฟฟ้าสถิตที่อุณหภูมิต่ำสำหรับแผงวงจรอิมพีแดนซ์ ส่งผลให้ได้ทองแดงบริสุทธิ์ 99.9% ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการผลิตแผงวงจรใหม่ได้โดยตรง ผงเรซินจะถูกแปลงเป็นสารตัวเติมวัสดุก่อสร้างทนไฟ ทำให้สามารถใช้ทรัพยากรได้ 100% และลดต้นทุนการดำเนินงานโดยรวมลง 30%
ในสาขาการรีไซเคิลโลหะมีค่าวิธีกรดอะมิโนซัลโฟนิกและวิธีการสกัดทองคำแบบชีวภาพได้กลายเป็นวิธีการหลักสำหรับการสกัดทองคำอย่างมีประสิทธิภาพ วิธีกรดอะมิโนซัลโฟนิกทำงานที่อุณหภูมิห้อง โดยใช้สารละลายกรดอะมิโนซัลโฟนิกความเข้มข้น 70 กรัม/ลิตร ผสมกับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ 15% เพื่อบำบัดชั้นเคลือบทอง โดยกัดกร่อนชั้นทองแดง-นิกเกิลที่อยู่ด้านล่างและลอกแผ่นทองคำออก เมื่ออัตราส่วนของแข็งต่อของเหลวเท่ากับ 1:5 (กรัม/มิลลิลิตร) และทำการสกัดเป็นเวลา 120 นาที อัตรา การกู้คืนทองคำจะสูงกว่า 96% สารละลายนี้สามารถกู้คืนทองแดงและนิกเกิลเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ และสามารถหลอมแผ่นทองคำที่ลอกออกได้โดยไม่ต้องทำให้บริสุทธิ์อีก วิธีการสกัดทองคำแบบชีวภาพใช้กระบวนการสองขั้นตอน ขั้นตอนแรก ใช้แบคทีเรียซัลไฟด์เหล็ก (II) เพื่อสกัดทองแดง 99% ภายใต้สภาวะ pH = 2.0 และ Fe²⁺ 44.3 กรัม/ลิตร จากนั้นนำเศษที่เหลือไปบำบัดด้วยแบคทีเรียแท่งสีม่วง โดยกำหนดพารามิเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดผ่านวิธีการตอบสนองพื้นผิว คือ pH = 10.5, ไกลซีน 4.02 กรัม/ลิตร และอุณหภูมิ 31°C ส่งผลให้ได้อัตราการชะล้างทองคำ 72.58% บริษัทเกาหลีใต้ผสมผสานกระบวนการไฮโดรเมทัลลูร์จีเข้ากับการดูดซับพอลิเมอร์เชิงหน้าที่ เพื่อแยกทองคำออกจากสารละลายชะล้างกรดอย่างเฉพาะเจาะจง ทำให้ได้ความบริสุทธิ์ ≥99.9% และลดต้นทุนโดยรวมลง 30%
ในการใช้งานจริง การผสมผสานเทคโนโลยีต้องสอดคล้องกับคุณลักษณะของส่วนประกอบต่างๆ เรซินอีพอกซีโบรมีน: เทคโนโลยีเมทานอลแบบยิ่งยวด (ScM) ย่อยสลายเรซินอินทรีย์ได้ 96% ที่อุณหภูมิ 350°C เป็นเวลา 90 นาที ที่อัตราส่วนของเหลวต่อของแข็ง 20 มล./กรัม ทำให้เกิดสารประกอบฟีนอลิกที่ปราศจากโบรมีน โลหะทองแดงถูกเสริมสมรรถนะด้วยการสลายตัวของชั้นอินทรีย์ ทำให้ได้อัตราการนำกลับมาใช้ใหม่ 35.76% โดยมีประสิทธิภาพการรีไซเคิลเมทานอลสูงกว่า 90%
การกัดกรดของเหลวเสีย: สิทธิบัตรใหม่จากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเจียงซี ใช้กระบวนการกำจัดสิ่งเจือปน การตกผลึกเข้มข้น และปฏิกิริยาเกลือ-ด่าง เพื่อผลิตคอปเปอร์ไฮดรอกไซด์ดิบจากของเหลวกัดกรด ตามด้วยการตกผลึกซ้ำด้วยการละลายและปฏิกิริยาแอมโมเนีย เพื่อสังเคราะห์คอปเปอร์ออกไซด์เกรดอิเล็กทรอนิกส์ มีการเติมสารเติมแต่งเกลือสังกะสีและสารลดแรงตึงผิวเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวจำเพาะ โดยคอปเปอร์ออกไซด์รูปรังผึ้งสุดท้ายมีความบริสุทธิ์ตรงตามข้อกำหนดการใช้งานเซมิคอนดักเตอร์
ขยะอิเล็กทรอนิกส์แบบผสม: สถาบันเทคโนโลยีวัสดุและวิศวกรรมศาสตร์หนิงโป แห่งสถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีน (CAS) ได้พัฒนาระบบการดูดซับพอลิเมอร์แบบกรดชะล้าง เพื่อแยกทองแดง ดีบุก และโลหะมีค่าออกจากสารละลายชะล้างตามลำดับ สารดูดซับพอลิเมอร์นี้ช่วยให้สามารถกู้คืนทองคำ (≥99.9%) ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง ปราศจากสารพิษ โดยนำเศษของแข็งไปแปรรูปเป็นวัตถุดิบวัสดุก่อสร้าง ลดการปล่อยของเสียสามประเภทลง 40% เทคนิคการรีไซเคิลแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) ของเสียเหล่านี้ร่วมกันสร้างเครือข่ายการรีไซเคิลที่ครอบคลุม ครอบคลุมวัสดุตั้งต้น โลหะ และวัตถุดิบเคมี
ภาษา
