¿Cómo reciclar una placa de circuito impreso de desecho? | Cosas que debe saber

"La contaminación de la placa de circuito impreso de desecho se ha convertido en un problema grave en todo el mundo, ¿cómo reciclar el PCB de desecho y qué se necesita saber? ¡Cubrimos todo lo que necesita en esta página!"

El progreso de la ciencia y la tecnología facilita nuestra vida, pero a menudo conlleva una serie de problemas, especialmente para las placas de circuitos impresos. El PCB está estrechamente relacionado con nuestra vida diaria. El tratamiento inadecuado de las placas de circuito impreso provocará contaminación ambiental, desperdicio de recursos y otros problemas. Por lo tanto, cómo reciclar y reciclar de manera efectiva la placa de circuito impreso de desecho se ha convertido en uno de los temas clave de la época. 

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Contenido

1) ¿Qué industrias tienen el circuito impreso B?ordas para Electroni¿cs?

2) ¿Qué es el Toxicidad de la Ci Impresatablero rcuit?

3) ¿ es la importancia de PCB ¿Reciclaje?

4) 3 formas principales de PCB Bandas de Reciclaje

5) PCB Reciclaje - ¿Qué puede hacer? ¿Reciclar?

6) Reciclaje de PCB: cómo recuperar cobre y Tin?

7) Cómo hacer una placa de circuito impreso de desecho ¿Más reciclable?

8) ¿Cuál es el futuro del reciclaje de placas de circuito impreso?

En Artículo anterior, mencionamos la definición de placa de circuito impreso: la placa de circuito impreso (PCB) es generalmente utilizado para conectar componentes eléctricos en equipos electrónicos. Esta hecho de diferentes materiales no conductores, como fibra de vidrio, resina epoxi compuesta u otros materiales laminados. La mayoría de las placas de circuito impreso son planas y rígidas, mientras que los sustratos flexibles pueden hacer que las placas de circuito sean adecuadas para su uso en espacios complejos. 

En este comparta, le mostraré todo lo que necesita saber sobre el reciclaje de residuos de placas de circuito impreso.

Lea también: ¿Qué es la placa de circuito impreso (PCB)? Todo lo que necesitas saber

¿Qué industrias tienen placas de circuito impreso para electrónica??

Casi todos los equipos electrónicos en diversas industrias están equipados con placas de circuito impreso, como computadoras, televisores, dispositivos de navegación para automóviles, sistemas de imágenes médicas, etc.

*PLas placas de circuito impresas están en todas partes

La placa de circuito impreso (PCB) todavía se usa ampliamente en casi todos equipos e instrumentos de precisión, desde una variedad de pequeños equipos de consumo hasta grandes equipos mecánicos. 

PCB es muy común en los siguientes equipos electrónicos diferentes:

1. Tarjeta de circuito de telecomunicaciones, placa de comunicación de red, placa de circuito, unidad de batería, placa de PC (placa base de PC y placa interna), computadora portátil, tableta y placa desnuda.
2. Computadora de escritorio (PC principal e interna), placa base de computadora portátil, tableta
3. Tarjeta secundaria (red, video, tarjeta de expansión, etc.)
4. Placa de circuito de la unidad de disco duro (sin disco ni caja)
5. Tablero de servidor y mainframe, tarjeta, backplane (tablón de anuncios), etc.
6. Tablero de equipos de redes y telecomunicaciones
7. Placa del teléfono móvil (se debe quitar la batería)
8. Placa de circuito plana
9. Placa de circuito militar
10. La placa de circuito de aviación
11. etc

Industria de aplicación de la placa de circuito impreso y su clasificación de equipos:

1. Atención sanitaria: dispositivos médicos
2. Militar y de defensa: dispositivos de comunicación
3. Seguridad y protección: dispositivos inteligentes
4. Iluminación: LED
5. Aeroespacial: equipo de vigilancia
6. Fabricación: dispositivos internos
7. Marítimo - Sistemas de navegación
8. Electrónica de consumo: dispositivos de entretenimiento
9. Automotriz - Sistemas de control
10. Telecomunicaciones: equipo de comunicaciones
11. etc

Una placa de circuito impreso (PCB) permite la creación de circuitos electrónicos grandes y complejos en un espacio reducido. Además de satisfacer las necesidades y los conceptos de diseño de los diseñadores de PCB para lograr un diseño de componentes electrónicos y un diseño de PCB altamente libres a través del diseño manual (dibujo CAD) y el diseño automático (enrutador automático), también puede satisfacer continuamente varios tipos de productos electrónicos como núcleo. componente de casi todos los productos electrónicos Diferentes necesidades de diferentes consumidores.

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Lea también: Diseño de PCB | Diagrama de flujo del proceso de fabricación de PCB, PPT y PDF

¿Cuál es la toxicidad de la placa de circuito impreso?
El diseño y la producción de la placa de circuito impreso se encuentran principalmente en el laminado revestido de cobre para eliminar el exceso de cobre y formar un circuito, la placa de circuito impreso multicapa también necesita conectar cada capa. Debido a que la placa de circuito es cada vez más fina, la precisión del procesamiento aumenta, lo que resulta en una producción de PCB cada vez más compleja. Su proceso de producción tiene decenas de procesos, cada proceso tiene sustancias químicas en las aguas residuales. Los contaminantes en las aguas residuales provenientes del diseño y la producción de PCB son los siguientes:

● Cobre

Debido a que el circuito se deja atrás al eliminar el exceso de cobre del laminado revestido de cobre, el cobre es el principal contaminante en las aguas residuales de diseño de PCB, y la hoja de cobre es la fuente principal. Además, debido a la necesidad de conducir el circuito de cada capa de tablero de doble cara y tablero multicapa, el circuito de cada capa se realiza perforando agujeros y enchapado de cobre en el sustrato, mientras que la primera capa de cobre enchapado en el sustrato (generalmente resina) y enchapado de cobre no electrolítico se utiliza en el proceso intermedio. 

* Cobre en tamaño de arenas

El revestimiento de cobre no electrolítico utiliza cobre complejo para controlar la velocidad de deposición de cobre estable y el espesor de deposición de cobre. El EDTA Cu (ácido etilendiaminotetraacético de cobre y sodio) se usa comúnmente, pero también hay componentes desconocidos. El agua de limpieza de PCB después del recubrimiento de cobre no electrolítico también contiene cobre complejo. Además, hay niquelado, dorado, estañado y plomo en la producción de PCB, por lo que estos metales pesados ​​también están contenidos.

● Compuesto orgánico

En el proceso de hacer gráficos de circuitos, grabado de láminas de cobre, soldadura de circuitos, etc., se usa tinta para cubrir la lámina de cobre que debe protegerse y luego se devuelve. Estos procesos producen una alta concentración de materia orgánica, algo de DQO tan alto como 10 ~ 20g / L.Estas aguas residuales de alta concentración representan aproximadamente el 5% del agua total y también son la principal fuente de DQO en las aguas residuales de producción de PCB.

*TARJETA DE CIRCUITO IMPRESO Producción Tratamiento de aguas residuales (Fuente: Porex Filtration)

● Nitrógeno amoniacal

Según los diferentes procesos de producción, algunos procesos contienen amoniaco, cloruro de amonio, etc. en la solución de grabado, que es la principal fuente de nitrógeno amoniacal.

* Recuperación de nitrógeno amoniacal de aguas residuales y su uso (Fuente: Researchgate)

● Otros contaminantes

Además de los contaminantes principales anteriores, hay ácido, álcali, níquel, plomo, estaño, manganeso, ion cianuro y flúor. El ácido sulfúrico, el ácido clorhídrico, el ácido nítrico y el hidróxido de sodio se utilizan en la producción de PCB. Hay docenas de soluciones comerciales, como la solución de grabado, la solución de galvanoplastia, la solución de galvanoplastia, la solución de activación y el preimpregnado. Los componentes son complejos. Además de la mayoría de los componentes conocidos, hay algunos componentes desconocidos, lo que hace que el tratamiento de aguas residuales sea más complejo y difícil.

Lea también: Proceso de fabricación de PCB | 16 pasos para hacer una placa PCB

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La importancia del reciclaje de placas de circuito impreso de desecho

1. Toxicidad de la placa de circuito impreso

La placa de circuito impreso de desecho (PCB) es un tipo de contaminante que es difícil de degradar y tratar y contiene metales pesados. La eliminación de residuos de PCB (como quemarlos, enterrarlos, etc.) provocará contaminación por PCB. Las placas de circuitos a menudo contienen metales tóxicos que se utilizan en el proceso de fabricación, incluido el mercurio y el plomo más comunes. Ambos tienen efectos profundos en la salud humana.

● Envenenamiento por mercurio
La toxicidad del mercurio es un problema tal que algunos países han propuesto una prohibición total del metal. La intoxicación por mercurio puede dañar el sistema nervioso central, el hígado y otros órganos y provocar daños sensoriales (visión, lenguaje y audición).

● Envenenamiento por plomo

El envenenamiento por plomo puede provocar anemia, daño irreversible a los nervios, efectos cardiovasculares, síntomas gastrointestinales y enfermedad renal. Aunque manipular solo ciertos componentes del equipo, como los componentes de la computadora, no constituye un nivel de riesgo de exposición a estas sustancias, los efectos son acumulativos; hemos estado expuestos al plomo y mercurio de otras fuentes, como productos para el hogar, pinturas y alimentos. (especialmente pescado).

*Wcontaminación de la placa de circuito impreso aste

Dado que el proceso de fabricación de la placa de circuito impreso implica inevitablemente el uso de productos químicos, la placa de circuito impreso también contiene algunos metales pesados ​​nocivos y otros materiales peligrosos que pueden representar una seria amenaza para nuestro medio ambiente.

Cada año se producen alrededor de 20 a 50 millones de toneladas de desechos electrónicos en el mundo, la mayoría de los cuales se queman o se tiran a vertederos. Los científicos ambientales están preocupados por los peligros ecológicos y para la salud humana causados ​​por los desechos electrónicos, especialmente en los países en desarrollo que reciben grandes cantidades de desechos electrónicos. Quemar una mezcla de plásticos y metales en una placa de circuito impreso libera compuestos tóxicos como dioxinas y furanos. En los vertederos, el metal de las tablas eventualmente contamina el agua subterránea.

* Residuos electrónicos amontonados Como un Montaña

Caracterización de residuos de la fabricación de placas de circuito impreso
El proceso de fabricación de placas de circuito impreso es una serie de operaciones difícil y compleja. La mayoría de las industrias de placas de circuito impreso en Taiwán utilizan el método sustractivo.   

En general, este proceso consiste en una secuencia de cepillado, curado de la resistencia de grabado, grabado, pelado de la resistencia, óxido negro, perforación de orificios, desmanchado, enchapado a través del orificio, curado de la resistencia de enchapado, enchapado de circuitos, enchapado de soldadura, decapado de resistencia de enchapado y grabado de cobre, decapado de soldadura, impresión de máscaras de soldadura y nivelación con aire caliente.

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Debido a la complejidad del proceso, se generan varios desechos durante la fabricación de la placa de circuito impreso. 

La Tabla 1 muestra la cantidad de desechos generados por un proceso típico de placa de circuito impreso multicapa por metro cuadrado de placa. Los desechos sólidos incluyen molduras de borde, revestimiento de cobre, película protectora, polvo de perforación, almohadilla de perforación, revestimiento de cubierta, tablero de desecho y escoria de estaño / plomo. Los desechos líquidos incluyen soluciones agotadas inorgánicas / orgánicas de alta concentración, soluciones de lavado de baja concentración, resistencias y tinta.   

Muchas soluciones gastadas de la fabricación de placas de circuito impreso son bases fuertes o ácidos fuertes. Estas soluciones gastadas también pueden tener un alto contenido de metales pesados ​​y altos valores de demanda química de oxígeno (DQO). En consecuencia, estas soluciones gastadas se caracterizan como desechos peligrosos y están sujetas a estrictas regulaciones ambientales.  

Sin embargo, algunas de las soluciones gastadas contienen altas concentraciones de cobre con alto potencial de reciclaje. Estas soluciones han sido sometidas a reciclaje por varias plantas de reciclaje con gran beneficio económico durante muchos años.

Recientemente, también se han reciclado varios otros desechos a escala comercial. Estos desechos incluyen molduras de borde de placas de circuito impreso, escoria de soldadura de estaño / plomo, lodo de tratamiento de aguas residuales que contiene cobre, solución de sulfato de cobre PTH, solución de desforre de estantes de cobre y solución de desforre gastada de estaño / plomo. 

Tabla 1: Cantidad de residuos del proceso de fabricación de placas de circuito impreso multicapa
Asunto	Residuos	Caracterización	kg / m2 de PCB
1	Tablero de residuos	Peligroso	0.01 ~ 0.3 kg / m2
2	Recorte del borde	Peligroso	0.1 ~ 1.0 kg / m2
3	Polvo de perforación de agujeros	Peligroso	0.005 ~ 0.2 kg / m2
4	Polvo de cobre	No peligroso	0.001 ~ 0.01 kg / m2
5	Escoria de estaño / plomo	Peligroso	0.01 ~ 0.05 kg / m2
6	Hoja de cobre	No peligroso	0.01 ~ 0.05 kg / m2
7	Plato de alúmina	No peligroso	0.05 ~ 0.1 kg / m2
8	Film	No peligroso	0.1 ~ 0.4 kg / m2
9	Tablero de respaldo de taladro	No peligroso	0.02 ~ 0.05 kg / m2
10	Embalajes de papel)	No peligroso	0.02 ~ 0.05 kg / m2
11	Madera	No peligroso	0.02 ~ 0.05 kg / m2
12	Envase	No peligroso	0.02 ~ 0.05 kg / m2
13	Papel (procesamiento)	No peligroso	-
14	película de tinta	No peligroso	0.02 ~ 0.1 kg / m2
15	Lodo de tratamiento de aguas residuales	Peligroso	0.02 ~ 3.0 kg / m2
16	Gargabe	No peligroso	0.05 ~ 0.2 kg / m2
17	Solución de grabado ácido	Peligroso	1.5 ~ 3.5 L / m2
18	Solución de grabado básica	Peligroso	1.8 ~ 3.2 L / m2
19	Solución de pelado de rejillas	Peligroso	0.2 ~ 0.6 L / m2
20	Solución de decapado de estaño / plomo	Peligroso	0.2 ~ 0.6 L / m2
21	Solución Sweller	Peligroso	0.05 ~ 0.1 L / m2
22	Solución de fundente	Peligroso	0.05 ~ 0.1 L / m2
23	Solución de micrograbado	Peligroso	1.0 ~ 2.5 L / m2
24	Solución de cobre PTH	Peligroso	0.2 ~ 0.5 L / m2

La Figura 1 muestra la proporción de desechos principales generados por el proceso de fabricación de placas de circuito impreso.

Figura 1: Proporciones de desechos generados por la fabricación de placas de circuito impreso

Esta es una de las principales razones por las que abogamos por que las placas de circuito impreso de desecho no se desechen en los vertederos.

2. Contenciones útiles en la placa de circuito impreso

El equipo electrónico militar general o el equipo electrónico civil están equipados con placas de circuito impreso, que contienen una variedad de metales preciosos reciclables y componentes electrónicos importantes, algunos de los cuales pueden descomponerse, reciclarse y reutilizarse, como plata, oro, paladio y cobre. En el proceso de recuperación, la tasa de recuperación de estos metales preciosos puede llegar al 99%.

La placa de circuito impreso se usa ampliamente y el método de eliminación de la placa de circuito impreso de desecho es muy complicado. Se puede ver que el reciclaje de la placa de circuito impreso de desechos conduce a la eliminación científica de desechos electrónicos de PCB no reciclables y reduce la demanda de materias primas, como algunos inductores de componentes electrónicos de PCB, condensadores, etc., lo que puede mejorar la tasa de utilización. de recursos y reducir el impacto de los residuos electrónicos Contaminación ambiental.

Aunque mucha gente cree que reciclar equipos electrónicos es tan importante como reciclar plásticos y metales. De hecho, con el creciente número de dispositivos electrónicos que se utilizan en la actualidad, el reciclaje correcto de los dispositivos electrónicos es más importante que nunca.

Entonces, ¿cuáles son las formas de reciclar de manera eficiente las placas de circuito impreso de desecho? A continuación, presentaremos en detalle cómo reciclar placas de circuito impreso.

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¿Cómo reciclar placas de circuito impreso?

Hay tres formas principales disponibles

1) recuperación térmica
2) Recuperación química
3) Recuperación física

Tienen pros y contras sobre la base de cómo se reciclará el metal.

Vamos a ver. 

1) recuperación térmica

● Pros: Para este proceso, debe calentar la PCB a una temperatura alta para recuperar los metales presentes en la placa. La recuperación térmica incinerará el FR-4 pero retendrá el cobre. 
● Contras: Puede utilizar este método si lo desea, pero creará gases nocivos en el aire como el plomo y las dioxinas. 


2) Recuperación química

● Pros: Aquí utilizará un lecho de ácido para recuperar el metal de la PCB. 
● Contras: La placa se pone en el ácido, lo que destruye el FR-4 nuevamente, y también crea una gran cantidad de aguas residuales que necesitan tratamiento antes de poder desecharlas adecuadamente. 


3) Recuperación física

●Pcomplementos: Este proceso implica triturar, romper, romper y separar el metal de los componentes no metálicos y, sin embargo, este método retiene todos los componentes metálicos.
● Contras: Si bien este método tiene el menor impacto ambiental, todavía existen algunas desventajas. Es un peligro para todos los que trabajan cerca de la PCB porque está enviando polvo, metal y partículas de vidrio al aire, lo que puede provocar problemas respiratorios si se expone durante períodos prolongados. 

Tecnología de separación de metales

Las aguas residuales de la fabricación de placas de circuito impreso contienen un alto nivel de Cu2 + y una pequeña cantidad de otros iones metálicos (principalmente Zn2 +). La separación de iones de Cu de otros metales puede mejorar la pureza del cobre reciclado. Una resina Amberlite XAD-2 modificada con D4EHPA preparada mediante el método solvente-no solvente puede eliminar los iones Zn, dejando iones Cu en la solución. La isoterma de intercambio iónico mostró que la resina Amberlite XAD-2 modificada con D4EHPA tiene una mayor selectividad al ion Zn que al ion Cu. Los resultados de la extracción selectiva demostraron que la resina Amberlite XAD-2 modificada con D4EHPA puede separar la solución de iones mixtos de Zn / Cu. Después de diez lotes de contactos, la concentración relativa de iones Cu aumenta del 97% a más del 99.6%, mientras que la concentración relativa de iones Zn disminuye del 3.0% a menos del 0.4%.

*Residuos electrónicos Tecnologías de extracción de metales (Fuente: RCS Publishing)

Desarrollo de productos reciclados más innovadores
Como se señaló anteriormente, el Cu de las aguas residuales se recicla tradicionalmente como óxidos de cobre y se vende a las fundiciones. La otra alternativa es preparar partículas de CuO directamente de las aguas residuales. Esto aumentará significativamente el valor del producto reciclado. Las partículas de CuO se pueden utilizar para preparar superconductores de alta temperatura, materiales con magnetorresistencia gigante, medios de almacenamiento magnético, catalizadores, pigmentos, sensores de gas, semiconductores de tipo p y materiales de cátodos.

Para preparar nanopartículas de CuO, las aguas residuales se purifican primero para eliminar otras impurezas de iones, lo que se puede lograr mediante una resina de intercambio iónico selectiva como la resina Amberlite XAD-2 modificada con D4EHPA.     

La Figura 2 muestra que la forma de la partícula de CuO se puede controlar con PEG, Triton X-100 y el ajuste de las condiciones de la solución.

Figura 2: Partículas de CuO con formas variadas

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Reciclaje de PCB: ¿qué se puede reciclar?
El reciclaje de placas de circuito impreso de desecho es caro. Solo la parte metálica de la placa de circuito tiene valor de reutilización, por lo que la parte no metálica debe separarse de los desechos electrónicos, que es un proceso costoso.

Hay muchas formas de reciclar las placas de circuito impreso de desecho. Incluye procesos hidrometalúrgicos y electroquímicos. Muchos de estos métodos contribuyen a la recuperación de chatarra de metales preciosos, componentes electrónicos y conectores.

Tomemos el cobre como ejemplo. Como uno de los metales preciosos con alto valor de recuperación, el cobre se puede reutilizar en una variedad de aplicaciones. La primera ventaja del cobre es su alta conductividad. Esto significa que puede transmitir señales fácilmente sin perder energía en el camino. También significa que los fabricantes no tienen que usar mucho cobre. Incluso se puede hacer una pequeña cantidad de trabajo. En la configuración más común, una onza de cobre se puede convertir en 35 micrones (aproximadamente 1.4 pulgadas de espesor), cubriendo todo el pie cuadrado de un sustrato de PCB. El cobre también está disponible y es relativamente barato.

* Máquina de reciclaje de placas PCB

Durante la eliminación de placas de circuito impreso, el cobre puede filtrarse al medio ambiente a través de medios como aguas residuales y desechos sólidos. Además de dañar el medio ambiente, es un desperdicio, porque el cobre en la placa de circuito impreso puede ser muy valioso.

Por lo tanto, la mayoría de los objetivos de reciclaje de las placas de circuito impreso de desecho se centran en cómo reciclar el cobre en las placas de circuito impreso de desecho.

Reciclaje de desechos ingeniosos generado por la industria de placas de circuito impreso incluye 
(1) recuperación de metal de cobre a partir de molduras de bordes de placas de circuito impreso
(2) recuperación de estaño metálico a partir de escoria de soldadura de estaño / plomo en el proceso de nivelación con aire caliente 
(3) recuperación de óxido de cobre de lodos de tratamiento de aguas residuales
(4) recuperación de cobre de la solución de grabado básica
(5) recuperación de hidróxido de cobre a partir de una solución de sulfato de cobre en el proceso de orificios pasantes plateados (PTH)
(6) recuperación de cobre del proceso de desmontaje del bastidor
(7) recuperación de cobre de la solución de decapado de plomo / estaño gastada en el proceso de decapado de soldadura.

Lea también: Agujero pasante vs Montaje en superficie | ¿Cuál es la diferencia?

Reciclaje de PCB: ¿cómo recuperar cobre y estaño?

Debido a los años de estudio de los institutos de investigación, la industria del reciclaje y las promociones gubernamentales, los desechos de reciclaje de los procesos de las placas de circuito impreso que contienen recursos valiosos han sido muy fructíferos. A continuación se describen algunos ejemplos que se han reportado como exitosos.

Los siguientes son algunos métodos clave para la recuperación de cobre:

● Recuperación de cobre de la moldura de borde de placas de circuito impreso: 
Para recuperar el cobre del borde de la placa de circuito impreso, use una solución decapante. Esto disuelve los metales preciosos, como el oro, la plata y el platino, y puede reutilizarse. Luego, el cobre se separa mecánicamente cortando y recortando la moldura, y el ciclón se usa para sacar el cobre de la resina plástica.

El borde de la placa de circuito impreso tiene un alto contenido de cobre que varía del 25% al ​​60%, así como un contenido de metales preciosos (> 3 ppm). El proceso de recuperación de cobre y metales preciosos de los bordes de las placas de circuito impreso es similar al de las placas de circuito impreso de desecho.

En general, la moldura de borde se procesa solo con placas de circuito impreso de desecho. 

El proceso de reciclaje incluye:
una. Hidrometalurgia
Las molduras de los bordes se tratan primero con una solución decapante para quitar y disolver los metales preciosos, generalmente oro (Au), plata (Ag) y platino (Pt). Después de añadir los reductores adecuados, los iones de metales preciosos se reducen a forma metálica. El Au recuperado puede procesarse adicionalmente para preparar cianuro de oro y potasio de importancia comercial (KAu (CN) 2) mediante métodos electroquímicos.

B. Separación mecánica
Después de la recuperación de metales preciosos, la moldura de borde se procesa para recuperar el metal de cobre. En general, se trata de una separación mecánica. Primero se tritura y se muele la moldura del borde. Debido a la diferencia de densidad, las partículas de cobre metálico se pueden separar de la resina plástica mediante un separador ciclónico.

● Recuperación de cobre de lodos de aguas residuales: 

El lodo de aguas residuales en la industria de las placas de circuito impreso normalmente contiene altas cantidades de cobre (> 13%, base seca). TPara obtener este cobre, el lodo se calienta a 600-750 ℃ ​​para producir el óxido de cobre, que luego se convierte en cobre metálico en un horno. El reciclaje de los lodos es sencillo y sencillo. La práctica general en la industria del reciclaje es calentar el lodo a 600-750 ° C para eliminar el exceso de agua y convertir el hidróxido de cobre en óxido de cobre. Luego, el óxido de cobre se vende a la fundición para producir cobre metálico. Sin embargo, la práctica actual consume energía y el impacto ambiental debe someterse a una evaluación adicional.

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● Recuperación de cobre de la solución de grabado alcalina gastada: 

La solución gastada se genera a partir del proceso de grabado. Aajustar la solución a una condición de ácido débil para producir hidróxido de cobre, y luego realizar el proceso de eliminar el cobre de los lodos de aguas residuales. Puede utilizar la resina de intercambio iónico selectivo para recuperar el cobre residual en el filtrado. La solución de grabado básica gastada contiene aproximadamente 130-150 g / L de cobre. La solución gastada se ajusta primero a una condición ácida débil, en la que la mayoría de los iones de cobre se precipitan como hidróxido de cobre (II) (Cu (OH) 2). El Cu (OH) 2 se filtra y se procesa adicionalmente para recuperar cobre similar al que se usa en el reciclaje de lodos (Sección 3.3). El cobre que queda en el filtrado (aproximadamente 3 g / L) se recupera adicionalmente con resinas de intercambio iónico selectivas. Dado que el filtrado es ácido, la solución gastada se puede utilizar para neutralizar la solución de grabado básica al comienzo de este proceso.

El Ca (OH) 2 también se puede convertir posteriormente en Cu (SO) 4. El hidróxido de cobre se disuelve en ácido sulfúrico concentrado. Después de enfriar, cristalizar, filtrar o centrifugar y secar, se obtiene Cu (SO) 4.    

La figura 3 muestra el proceso de reciclaje.

Figura 3: Recuperación de cobre a partir de una solución de grabado ácida (básica)

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● Recuperación de hidróxido de cobre a partir de una solución de sulfato de cobre en el proceso de galvanoplastia por orificio pasante (PTH): 
La solución se coloca en el reactor y se agita, mientras que la temperatura se reduce a 10-20 ℃ mediante un enfriador. Se utilizó una centrífuga para recuperar el cristal de sulfato de cobre y se ajustó el valor de pH del efluente para recuperar el hidróxido de cobre restante.

El sulfato de cobre gastado generado por la fabricación de PTH contiene iones de cobre en una concentración entre 2-22 g / L. La solución gastada se carga en el reactor. La solución se agita mientras se baja la temperatura mediante un enfriador a 10-20 ° C, a lo cual el cristal de sulfato de cobre precipita fuera de la solución. El cristal de sulfato de cobre se recupera por centrifugación. El pH del efluente se reajusta aún más a la condición básica para recuperar el cobre restante como Cu (OH) 2, cuyo proceso de reciclado es como se describió anteriormente. 

La figura 4 muestra el proceso.

Figura 4: Recuperación de hidróxido de cobre a partir de una solución de sulfato de cobre en el proceso de PTH

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● Recuperación de cobre del proceso de desmontaje del rack 
Para recuperar cobre del ácido nítrico residual, utilice un reactor de electrodeposición para la deposición electrolítica para recuperar iones de cobre en forma de cobre metálico.

El proceso de extracción se realiza para eliminar el cobre de la rejilla y utiliza ácido nítrico. El cobre en el ácido nítrico gastado está en forma de iones de cobre. Por lo tanto, el ión de cobre (aproximadamente 20 g / L) se puede recuperar directamente mediante electrodeposición. En condiciones electroquímicas adecuadas, los iones de cobre se pueden recuperar como cobre metálico. Los otros iones metálicos en la solución gastada también se pueden reducir y depositar junto con el cobre en el cátodo. Después del proceso electroquímico, la solución de ácido nítrico contiene aproximadamente 2 g / L de cobre y algunas trazas de otros iones metálicos. La solución se puede utilizar como solución nítrica para pelar la rejilla. La eficacia del decapado no se ve afectada por la presencia de iones metálicos.

Figura 5: Recuperación de cobre del proceso de desforre de estantes

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● Recuperación de cobre de la solución de decapado de estaño / plomo gastada, recuperación de cobre del proceso de decapado de estaño 

Después del proceso de grabado, se debe quitar la placa protectora de soldadura de estaño / plomo para exponer las conexiones de cobre. La placa de circuito impreso se sumerge en ácido nítrico o solución de separación de fluoruro de hidrógeno para pelar el estaño y el plomo de la placa de estaño. El cobre, el plomo y el óxido de estaño precipitados se pueden recuperar mediante electrodeposición y se pueden filtrar. La soldadura de estaño / plomo se puede quitar sumergiendo las placas de circuito impreso en una solución decapante de ácido nítrico o fluoruro de hidrógeno (HF) (20% H2O2, 12% HF). La solución gastada contiene 2-15 g / L de iones Cu, 10-120 g / L de iones de estaño y 0-55 g / L de iones de Pb. El cobre y el plomo se pueden recuperar mediante un proceso electroquímico. Durante el proceso, el ión de estaño se precipita en forma de óxidos, que se filtra por presión para recuperar valiosos óxidos de estaño. El filtrado es bajo en iones metálicos y puede usarse como solución de decapado de estaño / plomo después del reajuste de la composición.    


El proceso de reciclaje se muestra en la Figura 6.

Figura 6: Reciclaje de la solución de decapado gastada de estaño / plomo

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● Recuperación de estaño por nivelación con aire caliente (escoria de soldadura) proceso: 
Durante el proceso de nivelación con aire caliente se producirá escoria de estaño / plomo-estaño, que es apta para el reciclaje. El estaño se separa calentando la escoria en un horno de reverberación a aproximadamente 1400 a 1600 grados Celsius, la escoria se retira para eliminar el hierro y luego se coloca en un horno de fusión que contiene azufre para eliminar el cobre.

Aunque estos procesos parecen llevar mucho tiempo, una vez que haya establecido un sistema para reciclar los materiales de la placa de circuito impreso, puede pasarlos fácilmente y reciclar algunos metales valiosos para su reutilización o venta, a fin de proteger el medio ambiente al mismo tiempo.

La escoria de soldadura de estaño / plomo generada a partir de los procesos de nivelación con aire caliente y recubrimiento de soldadura normalmente contiene aproximadamente 37% de plomo (Pb) y 63% de metales y óxidos de estaño (Sn). La escoria también puede contener aproximadamente 10,000 ppm de Cu y una pequeña cantidad de Fe. La escoria se calienta primero en un horno de reverberación (1400-1600 ° C) y se reduce a metales por reducción de carbono.

Durante la operación de desescoriado, se elimina la impureza de hierro. Para alcanzar el estándar de soldadura Sn63, de la cual Cu <0.03%, también se deben eliminar las trazas de cobre. Esto se puede lograr colocando el metal fundido en un horno de fusión con la adición de azufre. El azufre reacciona con el cobre para formar monosulfuro de cobre (CuS), que se puede eliminar como escoria. La proporción de estaño-plomo se analiza con fluorescencia de rayos X (XRF) y se reajusta para cumplir con los estándares en Taiwán mediante la adición de metal de Sn y Pb de alta calidad.        

Figura 7: Proceso de reciclaje de escoria de estaño / plomo

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Las placas de circuito impreso generalmente se reciclan mediante el desmontaje. El desmontaje implica la eliminación de pequeños componentes de la PCB. Una vez restaurados, muchos de estos componentes se pueden reutilizar. Los componentes comunes de PCB incluyen un condensador, interruptor, toma de audio, enchufe de TV, resistencia, motor, tornillo, CRT, LED y transistor. La extracción de PCB requiere herramientas especiales y un manejo muy cuidadoso.


¿Cómo hacer que la placa de circuito impreso de desecho sea más reciclable?
Como fabricante y vendedor de placas de circuito impreso de fama mundial, FMUSER siempre presta atención a la tecnología de producción y las habilidades de diseño de las placas de circuito impreso, pero al mismo tiempo, también estamos tratando de reciclar esas placas de circuito impreso de desecho. con la esperanza de reducir el impacto de este tipo de residuos electrónicos en el medio ambiente y la ecología. Sin embargo, hasta ahora, no hemos encontrado ninguna forma de hacer placas de circuito impreso de desecho. El proceso de reciclaje de placas de circuito se ha vuelto más eficiente o más fácil, pero todavía estamos trabajando para lograrlo.

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¿Cuál es el futuro del reciclaje de placas de circuito impreso?
Mediante los métodos anteriores, puede reciclar fácilmente cobre y estaño en placas de circuito impreso de desecho, así como en algunos otros componentes electrónicos. En la práctica continua, incluso puede distinguir entre THT (tecnología de orificio pasante) y SMT (montaje en superficie) La PCB ensamblada mediante dos métodos diferentes de ensamblaje de PCB tiene una separación diferente, pero FMUSER recomienda que no importa qué método utilice para reciclar los desechos PCB, preste atención a la salud y seguridad personal y la salud y seguridad ambiental en todo momento.

Los procesos de reciclaje comercial de los desechos de la industria de las placas de circuito impreso se centran principalmente en la recuperación de cobre y metales preciosos. Recientemente, el precio promedio del cobre ha aumentado significativamente debido al desequilibrio de la oferta y la demanda. Esta es la fuerza impulsora detrás del exitoso desarrollo de la industria del reciclaje de cobre en Taiwán. Sin embargo, todavía hay muchos problemas que deben abordarse.

Sin embargo, el reciclaje de la parte no metálica de las placas de circuito impreso es relativamente pequeño. Se ha demostrado, a pequeña escala comercial, que el material plástico se puede utilizar para materiales de arte, madera artificial y materiales de construcción. Sin embargo, el nicho de mercado es bastante limitado. Por tanto, la mayoría de los residuos no metálicos de las placas de circuito impreso se tratan como vertederos (76% -94%). 

En los Estados Unidos, las partes no metálicas de las placas de circuito impreso se utilizan actualmente como materia prima para la producción en varias industrias. En madera plástica, da fuerza a la "madera"; en concreto, agrega resistencia, lo que hace que el concreto sea más liviano y proporciona un valor de aislamiento diez veces mayor que el del concreto estándar. También se utiliza en la industria de los compuestos como relleno en resinas para hacer de todo, desde muebles hasta placas de premios. Se necesita más investigación sobre este tema en el futuro.

A la vista de los procesos comerciales actuales, los productos reciclados no son de gran valor. El desarrollo de productos reciclados más innovadores ayudará a la industria a extender el mercado a nuevos terrenos. Además de los esfuerzos de la industria del reciclaje, la propia industria de placas de circuito impreso también debería promover y practicar la minimización de residuos. Las instalaciones pueden reducir significativamente la producción de desechos para minimizar el riesgo ambiental secundario del transporte de desechos.

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