Çin'li araştırmacılar dimetil sülfoksit (DMSO) çözücüsünü kullanarak atık baskılı devrelerde (PCB'ler) bulunan maddeleri geri kazanmak için çevre ile dost ve basit bir yöntem geliştirdi. Araştırma ekibi, dünya çapında her yıl üretilen elektronik atıkların 20-50 milyon tonluk kısmının çözümün parçası olduğunu söylüyor, bunların çoğu Çin dahil olmak üzere gelişen ülkelerde bulunuyor.
PCB'ler neredeyse her elektronik cihazda bulunur ve yaklaşık olarak %70 metal olmayan polimer ve %30 metalden oluşan çok tabakalı yapılardır. Pek çoğu bromlanmış epoksi reçineleri içerir ve bunlar alev tutucu olarak kullanılır. Tabakalar birbirine sıkıca bağlı olduğundan PCB malzemelerini geri kazanmak için ekonomik olarak dost yöntemleri bulmak şu ana kadar güç olmuştu.
Baskılı devre bileşenlerinin geri kazanılması gelişmekte olan ülkelerde gelişen bir endüstri, ancak çoğunlukla ciddi atık akımları ile sonuçlanıyor.
Atık PCB'lerden değerli metalleri geri kazanmak için ayırma yöntemleri bulunmaktadır, bunlar arasında pirolizle birleştirilmiş hidrometalürjik prosesler de yer almaktadır, bu yöntemler kuvvetli asitler ve alkaliler gibi sulu çözücüler kullanmaktadır. Ancak, bu prosesler çevreyi zehirli ağır metallerle ve doğada bozunmadan kalan organik kirleticilerle ve geri kazanılamayan çok büyük miktarda kullanılmış asitlerle çevreyi kirletmektedir.
Artık, Ping Zhu ve Hangzhou'daki Zheijiang Gongshang Üniversitesi'nde çalışan arkadaşları atık PCB'lerden değerli malzemeleri geri kazanabilen ve geri kazanım maliyetlerini indirerek, diğer yöntemlerden dolayı ortaya çıkan çevresel kirlilikten kaçınabilen bir yöntemle karşımıza çıkıyor.
Zhu, şöyle diyor:
"Diğer yöntemler atık PCB'leri polimer reçinesini bozarak ayırır, böylece son derece zehirli ve çok bromlanmış dibenzodioksinler ve dibenzofuranlar oluşturabilir. Bizim yöntemimizde ise, polimer reçinesi şişiriliyor, ancak çözeltiye geçmiyor ve çözücü tekrar kullanılabiliyor, böylelikle prosesin ikincil kirliliği yok ve işlem basit ve kolay bir şekilde yapılabiliyor".
Öncelikle, araştırma ekibi atık PCB'lerin üzerindeki elektronik bileşenleri el ile söküyor ve geriye kalan çıplak devreyi yaklaşık 1-1,5 cm2 veya 2-3 cm2'lik parçalara ayırıyor. Ardından, azot atmosferi kullanarak, parçalar DMSO ile ısıtılıyor. DMSO bromlanmış epoksi reçinesini şişiriyor ve PCB tabakalarını ayırıyor. Çözelti daha sonra süzülüyor ve ayırılıyor ve kullanılan DMSO vakumda uçurularak geri kazanılıyor ve ayrılmış polimer reçinesi ve baskılı devre bileşenleri geri kazanılmış oluyor.
Birleşik Arap Emirlikleri'nde faaliyetteki elektronik atık üretim şirketi olan Ecyclex'te bir kimya mühendisi olarak çalışan Saeed Nusri çalışma hakkında şunları söylüyor:
"Bu çalışma PCB geri kazanım proseslerinde kesinlikle bir devrim. Çözücünün geri kazanılması ve PCB geri kazanımında hidrometalürjinin karşılaştığı, prosesin karmaşıklığı ile ilgili çok sayıda konuyu cazip bir şekilde çözüyor. Her seferinde yalnızca %2 DMSO kaybı ile, ham maddelerden çok miktarda kurtarılabilir".
Ancak, Nusri'nin prosesin ölçeğinin büyütülmesi konusunda endişeleri var. Nusri, şöyle konuşuyor:
"PCB parçalarının boyutu DMSO'nun bromlanmış epoksi reçineleri üzerine kütle iletim hızını belirlemekte önemli bibr faktörü var gibi görünüyor. Yaklaşık olarak 1 cm2'lik bir artış parçalar üzerine çözücünün diffüzyon hızını ciddi ölçüde etkilemiş. Kanaatime göre, bu endüstriyel ölçekte bir sorun oluşturabilir".
Kaynaklar
P Zhu et al, Environ. Sci. Technol., 2013, DOI:10.1021/es303264c