Bagaimana cara mendaur ulang papan sirkuit cetak limbah? | Hal yang Harus Anda Ketahui

"Pencemaran papan sirkuit cetak limbah telah menjadi masalah yang parah di seluruh dunia, bagaimana cara mendaur ulang limbah PCB dan apa yang perlu diketahui? Kami membahas semua yang Anda butuhkan di halaman ini!"

Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi memudahkan kehidupan kita, namun seringkali menimbulkan rentetan masalah, terutama untuk papan sirkuit tercetak. PCB sangat erat kaitannya dengan kehidupan kita sehari-hari. Perlakuan yang tidak tepat terhadap papan sirkuit tercetak akan menyebabkan pencemaran lingkungan, pemborosan sumber daya, dan masalah lainnya. Oleh karena itu, cara efektif mendaur ulang dan mendaur ulang papan sirkuit cetak limbah telah menjadi salah satu masalah utama saat ini 

Berbagi adalah peduli!

Konten

1) Industri Yang Memiliki Sirkuit Cetak Boards untuk Electronics?

2) Apa Toksisitas Cipapan sirkuit?

3) Apa adalah Pentingnya PCB Mendaur ulang?

4) 3 Cara Utama PCB Daur ulang

5) PCB Daur Ulang - Apa Yang Dapat Anda Daur ulang?

6) Daur Ulang PCB - Bagaimana Memulihkan Tembaga dan T.in?

7) Cara Membuat Papan Sirkuit Cetak Limbah Lebih Dapat Didaur Ulang?

8) Apa Masa Depan dari Daur Ulang Papan Sirkuit Cetak?

Dalam majalah Artikel sebelumnya, kami menyebutkan definisi papan sirkuit tercetak: biasanya papan sirkuit tercetak (PCB) digunakan untuk menghubungkan komponen kelistrikan pada peralatan elektronik. Itu terbuat dari bahan non-konduktif yang berbeda, seperti serat kaca, resin epoksi komposit, atau bahan laminasi lainnya. Sebagian besar PCB berbentuk datar dan kaku, sedangkan substrat yang fleksibel dapat membuat papan sirkuit cocok untuk digunakan di ruang yang kompleks. 

Dalam Bagikan, saya akan menunjukkan kepada Anda semua yang perlu Anda ketahui tentang daur ulang papan sirkuit cetak limbah.

Baca juga: Apa itu Papan Sirkuit Cetak (PCB) | Semua yang Perlu Anda Ketahui

Industri Yang Memiliki Papan Sirkuit Cetak untuk Elektronik?

Hampir semua peralatan elektronik di berbagai industri dilengkapi dengan papan sirkuit tercetak, seperti komputer, TV, perangkat navigasi mobil, sistem pencitraan medis, dll.

*Petaked Papan Sirkuit ada dimana-mana

Papan sirkuit tercetak (PCB) masih banyak digunakan di hampir semua peralatan dan instrumen presisi, dari berbagai peralatan konsumen kecil hingga peralatan mekanis besar. 

PCB sangat umum digunakan pada berbagai peralatan elektronik berikut:

1. Kartu sirkuit telekomunikasi, papan komunikasi jaringan, papan sirkuit, unit baterai, papan PC (motherboard PC dan papan internal), komputer notebook, komputer tablet, dan papan kosong.
2. Desktop (PC master dan internal), motherboard laptop, tablet
3. Sub kartu (jaringan, video, kartu ekspansi, dll.)
4. Papan sirkuit drive hard disk (tidak ada disk atau boks)
5. Papan server dan mainframe, kartu, bidang belakang (pinboard), dll.
6. Dewan perangkat telekomunikasi dan jaringan
7. Papan ponsel (baterai harus dilepas)
8. Papan sirkuit datar
9. Papan sirkuit militer
10. Papan sirkuit penerbangan
11. dan lain-lain

Industri aplikasi papan sirkuit cetak dan klasifikasi peralatannya:

1. Perawatan Kesehatan - Alat Kesehatan
2. Militer Dan Pertahanan - Perangkat Komunikasi
3. Keselamatan dan Keamanan - Perangkat Cerdas
4. Pencahayaan - LED
5. Dirgantara - Peralatan Pemantauan
6. Manufaktur - Perangkat Internal
7. Maritim - Sistem Navigasi
8. Elektronik Konsumen - Perangkat Hiburan
9. Otomotif - Sistem Kontrol
10. Telekomunikasi - Peralatan Komunikasi
11. dan lain-lain

Papan sirkuit tercetak (PCB) memungkinkan pembuatan sirkuit elektronik yang besar dan kompleks dalam ruang kecil. Selain memenuhi kebutuhan dan konsep desain perancang PCB untuk mencapai tata letak komponen elektronik dan desain PCB yang sangat bebas melalui desain manual (gambar CAD) dan desain otomatis (router otomatis), juga dapat terus memenuhi berbagai jenis produk elektronik sebagai inti. komponen dari hampir semua produk elektronik Kebutuhan konsumen yang berbeda-beda.

Desain PCB yang efektif dapat membantu mengurangi kemungkinan kesalahan dan peluang korsleting. Jika Anda mencari jasa desain PCB profesional, Mohon kontak FMUSER. Mereka memberi Anda paket layanan desain PCB lengkap, termasuk editor PCB, teknologi penangkap desain, router interaktif, manajer kendala, antarmuka untuk pembuatan CAD, dan alat komponen. FMUSER akan menyelesaikan seluruh proses Membantu Anda dan memecahkan masalah Anda, membantu Anda mencapai desain PCB yang lebih baik, izinkan kami membantu Anda!

▲ Kembali ▲

Baca juga: Desain PCB | Diagram Alir Proses Pembuatan PCB, PPT, dan PDF

Apa Toksisitas dari Papan Sirkuit Cetak?
Desain dan produksi papan sirkuit tercetak terutama dalam laminasi berlapis tembaga untuk menghilangkan kelebihan tembaga dan membentuk sirkuit, papan sirkuit tercetak multilayer juga perlu menghubungkan setiap lapisan. Karena papan sirkuit lebih halus dan lebih halus, sehingga akurasi pemrosesan meningkat, menghasilkan produksi PCB yang semakin kompleks. Proses produksinya memiliki puluhan proses yang setiap prosesnya memasukkan zat kimia ke dalam air limbah. Polutan dalam air limbah dari desain dan produksi PCB adalah sebagai berikut:

● Tembaga

Karena rangkaian tertinggal dengan menghilangkan kelebihan tembaga dari laminasi berlapis tembaga, tembaga merupakan polutan utama dalam air limbah desain PCB, dan foil tembaga adalah sumber utama. Selain itu, karena kebutuhan untuk melakukan rangkaian setiap lapisan papan dua sisi dan papan multilayer, rangkaian setiap lapisan dilakukan dengan mengebor lubang dan pelapisan tembaga pada substrat, sedangkan lapisan pertama pelapisan tembaga pada substrat. (umumnya resin) dan pelapisan tembaga tanpa listrik digunakan dalam proses perantara. 

* Tembaga dalam Ukuran Pasir

Pelapisan tembaga tanpa listrik menggunakan tembaga kompleks untuk mengontrol kecepatan deposisi tembaga yang stabil dan ketebalan deposisi tembaga. EDTA Cu (sodium copper ethylenediaminetetraacetic acid) biasanya digunakan, tetapi ada juga komponen yang tidak diketahui. Air pembersih PCB setelah pelapisan tembaga tanpa listrik juga mengandung tembaga kompleks. Selain itu, ada pelapisan nikel, pelapisan emas, pelapisan timah, dan pelapisan timah dalam produksi PCB, jadi logam berat ini juga terkandung.

● Senyawa Organik

Dalam proses pembuatan grafik sirkuit, etsa foil tembaga, pengelasan sirkuit, dan sebagainya, digunakan tinta untuk menutupi foil tembaga yang perlu dilindungi, kemudian dikembalikan. Proses ini menghasilkan konsentrasi bahan organik yang tinggi, beberapa COD mencapai 10 ~ 20g / L. Air limbah dengan konsentrasi tinggi ini menyumbang sekitar 5% dari total air dan juga merupakan sumber utama COD dalam air limbah produksi PCB.

* PCB Produksi Pengolahan Air Limbah (Sumber: Filtrasi Porex)

● Nitrogen Amonia

Menurut proses produksi yang berbeda, beberapa proses mengandung amonia, amonium klorida, dll. Dalam larutan etsa, yang merupakan sumber utama amonia nitrogen.

* Pemulihan Amonia-Nitrogen Dari Air Limbah Dan Penggunaannya (Sumber: Researchgate)

● Polutan Lainnya

Selain polutan utama di atas, terdapat asam, alkali, nikel, timbal, timah, mangan, ion sianida, dan fluor. Asam sulfat, asam klorida, asam nitrat, dan natrium hidroksida digunakan dalam produksi PCB. Ada puluhan solusi komersial, seperti larutan etsa, larutan pelapisan tanpa listrik, larutan pelapisan listrik, larutan aktivasi, dan prepreg. Komponennya rumit. Selain sebagian besar komponen yang diketahui, ada beberapa komponen yang tidak diketahui, sehingga pengolahan air limbah menjadi lebih kompleks dan sulit.

Baca juga: Proses Pembuatan PCB | 16 Langkah Membuat Papan PCB

▲ Kembali ▲

Pentingnya Daur Ulang Papan Sirkuit Cetak Limbah

1. Toksisitas Papan Sirkuit Cetak

Papan sirkuit cetak limbah (PCB) merupakan salah satu bahan pencemar yang sulit terurai dan diolah serta mengandung logam berat. Pembuangan limbah PCB (seperti pembakaran, penguburan, dll.) Akan menyebabkan pencemaran PCB. Papan sirkuit sering kali mengandung logam beracun yang digunakan dalam proses pembuatan, termasuk merkuri dan timbal yang paling umum. Keduanya memiliki pengaruh yang sangat besar terhadap kesehatan manusia

● Keracunan merkuri
Toksisitas merkuri adalah masalah yang sedemikian rupa sehingga beberapa negara telah mengusulkan pelarangan total terhadap logam. Keracunan merkuri dapat merusak sistem saraf pusat, hati, dan organ lainnya, serta menyebabkan kerusakan sensorik (penglihatan, bahasa, dan pendengaran).

● Keracunan timbal

Keracunan timbal dapat menyebabkan anemia, kerusakan saraf permanen, efek kardiovaskular, gejala gastrointestinal, dan penyakit ginjal. Meskipun hanya menangani komponen peralatan tertentu, seperti komponen komputer, bukan merupakan tingkat risiko paparan zat ini, efeknya bersifat kumulatif - kita telah terpapar timbal dan merkuri dari sumber lain, seperti produk rumah tangga, cat, dan makanan (terutama ikan).

*Waste Pencemaran Papan Sirkuit Cetak

Karena proses pembuatan papan sirkuit tercetak pasti melibatkan penggunaan produk kimia, papan sirkuit tercetak juga mengandung beberapa logam berat berbahaya dan bahan berbahaya lainnya yang dapat menimbulkan ancaman serius bagi lingkungan kita.

Sekitar 20 hingga 50 juta ton limbah elektronik diproduksi setiap tahun di dunia, yang sebagian besar dibakar atau dibuang ke tempat pembuangan sampah. Ilmuwan lingkungan prihatin tentang bahaya ekologi dan kesehatan manusia yang disebabkan oleh limbah elektronik, terutama di negara berkembang yang menerima limbah elektronik dalam jumlah besar. Membakar campuran plastik dan logam di papan sirkuit cetak akan melepaskan senyawa beracun seperti dioksin dan furan. Di tempat pembuangan sampah, logam di papan akhirnya mencemari air tanah.

* E-waste Menumpuk Seperti Gunung

Karakterisasi limbah dari pembuatan papan sirkuit tercetak
Proses pembuatan papan sirkuit tercetak adalah rangkaian operasi yang sulit dan kompleks. Sebagian besar industri papan sirkuit cetak di Taiwan menggunakan metode subtraktif.   

Secara umum proses ini terdiri dari urutan penyikatan, pengerasan resistor etsa, etsa, pengupasan resistor, oksida hitam, pengeboran lubang, penghilangan noda, pelapisan melalui lubang, pengawetan resistor pelapisan, pelapisan sirkuit, pelapisan solder, pelapisan resistor pelapisan. dan etsa tembaga, pengupasan solder, pencetakan topeng solder dan perataan udara panas.

Baca juga: Daftar Istilah Terminologi PCB (Ramah Pemula) | Desain PCB

Karena kerumitan prosesnya, berbagai limbah dihasilkan selama pembuatan papan sirkuit tercetak. 

Tabel 1 menunjukkan jumlah limbah yang dihasilkan dari proses papan sirkuit cetak multilayer yang khas per meter persegi papan. Limbah padat meliputi trim tepi, lapisan tembaga, film pelindung, debu bor, bantalan bor, penutup dinding, papan limbah, dan sampah timah / timbal. Limbah cair meliputi larutan bekas anorganik / organik konsentrasi tinggi, larutan pencuci konsentrasi rendah, resistor dan tinta.   

Banyak solusi bekas dari pembuatan papan sirkuit cetak adalah basa kuat atau asam kuat. Larutan bekas ini mungkin juga memiliki kandungan logam berat dan nilai kebutuhan oksigen kimia (COD) yang tinggi. Akibatnya, solusi bekas ini dikategorikan sebagai limbah berbahaya dan tunduk pada peraturan lingkungan yang ketat.  

Namun demikian, beberapa larutan bekas mengandung konsentrasi tembaga yang tinggi dengan potensi daur ulang yang tinggi. Solusi ini telah didaur ulang oleh beberapa pabrik daur ulang dengan keuntungan ekonomi yang besar selama bertahun-tahun.

Belakangan ini, beberapa limbah lain juga telah didaur ulang dalam skala komersial. Limbah ini termasuk trim tepi papan sirkuit cetak, limbah solder timah / timbal, lumpur pengolahan air limbah yang mengandung tembaga, larutan tembaga sulfat PTH, solusi pengupasan rak tembaga, dan larutan pengupasan bekas timah / timbal. 

Tabel 1: Jumlah limbah dari proses pembuatan papan sirkuit cetak multilayer
Barang	Limbah	Karakterisasi	kg / m2 PCB
1	Papan limbah	Berbahaya	0.01 ~ 0.3kg / m2
2	Trim tepi	Berbahaya	0.1 ~ 1.0kg / m2
3	Debu pengeboran lubang	Berbahaya	0.005 ~ 0.2kg / m2
4	Bubuk tembaga	Tidak berbahaya	0.001 ~ 0.01kg / m2
5	Sampah timah / timbal	Berbahaya	0.01 ~ 0.05kg / m2
6	Foil tembaga	Tidak berbahaya	0.01 ~ 0.05kg / m2
7	Piring alumina	Tidak berbahaya	0.05 ~ 0.1kg / m2
8	Film	Tidak berbahaya	0.1 ~ 0.4kg / m2
9	Bor papan pendukung	Tidak berbahaya	0.02 ~ 0.05kg / m2
10	Kertas (kemasan)	Tidak berbahaya	0.02 ~ 0.05kg / m2
11	Kayu	Tidak berbahaya	0.02 ~ 0.05kg / m2
12	Wadah	Tidak berbahaya	0.02 ~ 0.05kg / m2
13	Kertas (Pengolahan)	Tidak berbahaya	-
14	Film tinta	Tidak berbahaya	0.02 ~ 0.1kg / m2
15	Bubur pengolahan air limbah	Berbahaya	0.02 ~ 3.0kg / m2
16	sampah	Tidak berbahaya	0.05 ~ 0.2kg / m2
17	Larutan etsa asam	Berbahaya	1.5 ~ 3.5 L / m2
18	Solusi etsa dasar	Berbahaya	1.8 ~ 3.2 L / m2
19	Solusi pengupasan rak	Berbahaya	0.2 ~ 0.6 L / m2
20	Larutan pengupasan timah / timbal	Berbahaya	0.2 ~ 0.6 L / m2
21	Solusi sweller	Berbahaya	0.05 ~ 0.1 L / m2
22	Solusi fluks	Berbahaya	0.05 ~ 0.1 L / m2
23	Solusi pengambilan mikro	Berbahaya	1.0 ~ 2.5 L / m2
24	Larutan tembaga PTH	Berbahaya	0.2 ~ 0.5 L / m2

Gambar 1 menunjukkan rasio limbah utama yang dihasilkan dari proses pembuatan papan sirkuit tercetak.

Gambar 1: Proporsi limbah yang dihasilkan dari pembuatan papan sirkuit tercetak

Ini adalah salah satu alasan utama mengapa kami menganjurkan agar papan sirkuit cetak limbah tidak dibuang ke tempat pembuangan sampah.

2. Wadah Berguna di Papan Sirkuit Cetak

Peralatan elektronik militer umum atau peralatan elektronik sipil dilengkapi dengan papan sirkuit tercetak, yang berisi berbagai logam mulia yang dapat didaur ulang dan komponen elektronik penting, beberapa di antaranya dapat diurai, didaur ulang, dan digunakan kembali, seperti perak, emas, paladium, dan tembaga. Dalam proses pemulihan, tingkat pemulihan logam mulia ini bisa mencapai 99%.

Papan sirkuit tercetak banyak digunakan, dan metode pembuangan papan sirkuit tercetak sangat rumit. Dapat dilihat bahwa daur ulang papan sirkuit cetak limbah kondusif untuk pembuangan ilmiah limbah elektronik PCB yang tidak dapat didaur ulang dan mengurangi permintaan bahan baku, seperti beberapa induktor komponen elektronik PCB, kapasitor, dll., Yang dapat meningkatkan tingkat pemanfaatan sumber daya dan mengurangi dampak limbah elektronik Pencemaran lingkungan.

Meskipun banyak orang percaya bahwa mendaur ulang peralatan elektronik sama pentingnya dengan mendaur ulang plastik dan logam. Faktanya, dengan meningkatnya jumlah perangkat elektronik yang digunakan saat ini, daur ulang perangkat elektronik yang benar menjadi lebih penting dari sebelumnya.

Jadi apa cara untuk mendaur ulang limbah papan sirkuit tercetak secara efisien? Selanjutnya, kami akan memperkenalkan secara detail cara mendaur ulang papan sirkuit tercetak.

▲ Kembali ▲

Bagaimana cara mendaur ulang papan sirkuit cetak?

Tiga cara utama tersedia

1) Pemulihan Termal
2) Pemulihan Kimiawi
3) Pemulihan Fisik

Mereka memiliki pro dan kontra atas dasar bagaimana logam tersebut akan didaur ulang

Mari lihat. 

1) Pemulihan Termal

● Pro: Untuk proses ini, Anda harus memanaskan PCB ke suhu tinggi untuk memulihkan logam yang ada di papan. Pemulihan termal akan membakar FR-4 tetapi mempertahankan tembaga. 
● Cons: Anda dapat menggunakan metode ini jika Anda mau, tetapi metode ini akan menghasilkan gas berbahaya di udara seperti timbal dan dioksin. 


2) Pemulihan Kimiawi

● Pro: Di sini Anda akan menggunakan lapisan asam untuk memulihkan logam dari PCB. 
● Cons: Papan tersebut dimasukkan ke dalam asam, yang akan menghancurkan FR-4 lagi, dan juga menghasilkan sejumlah besar air limbah yang perlu diolah sebelum Anda dapat membuangnya dengan benar. 


3) Pemulihan Fisik

● halon: Proses ini melibatkan penghancuran, penghancuran, pemecahan, dan pemisahan logam dari komponen non-logam dan metode ini tetap mempertahankan semua komponen logam.
● Cons: Meskipun metode ini memiliki dampak lingkungan paling kecil, masih ada beberapa kerugian. Ini berbahaya bagi semua orang yang bekerja di sekitar PCB karena Anda mengirimkan partikel debu, logam, dan kaca ke udara, yang dapat menyebabkan masalah pernapasan jika terpapar dalam waktu lama. 

Teknologi pemisahan logam

Air limbah dari pembuatan papan sirkuit cetak mengandung Cu2 + tingkat tinggi dan sejumlah kecil ion logam lainnya (terutama Zn2 +). Pemisahan ion Cu dari logam lain dapat meningkatkan kemurnian tembaga daur ulang. Resin Amberlite XAD-2 yang dimodifikasi D4EHPA yang dibuat dengan metode solvent-nonsolvent dapat menghilangkan ion Zn, meninggalkan ion Cu di dalam larutan. Isoterm pertukaran ion menunjukkan bahwa resin Amberlite XAD-2 yang dimodifikasi D4EHPA memiliki selektivitas ion Zn yang lebih tinggi daripada ion Cu. Hasil ekstraksi selektif menunjukkan bahwa resin Amberlite XAD-2 yang dimodifikasi D4EHPA dapat memisahkan larutan ion campuran Zn / Cu. Setelah sepuluh kumpulan kontak, konsentrasi ion Cu relatif meningkat dari 97% menjadi lebih dari 99.6%, sedangkan konsentrasi ion Zn relatif menurun dari 3.0% menjadi kurang dari 0.4%.

* Limbah elektronik Teknologi Ekstraksi Logam (Sumber: RCS Publishing)

Pengembangan produk daur ulang yang lebih inovatif
Seperti disebutkan sebelumnya, Cu dalam air limbah secara tradisional didaur ulang sebagai oksida tembaga dan dijual ke pabrik peleburan. Alternatif lainnya adalah dengan menyiapkan partikel CuO langsung dari air limbah. Ini secara signifikan akan meningkatkan nilai produk daur ulang. Partikel CuO dapat digunakan untuk menyiapkan superkonduktor suhu tinggi, bahan dengan magnetoresistensi raksasa, media penyimpanan magnetis, katalis, pigmen, sensor gas, semikonduktor tipe-p, dan bahan katoda.

Untuk menyiapkan nanopartikel CuO, air limbah terlebih dahulu dimurnikan untuk menghilangkan pengotor ion lainnya, yang dapat dicapai dengan resin penukar ion selektif seperti resin Amberlite XAD-2 yang dimodifikasi D4EHPA.     

Gambar 2 menunjukkan bahwa bentuk partikel CuO dapat dikontrol dengan PEG, Triton X-100 dan penyesuaian kondisi larutan.

Gambar 2: Partikel CuO dengan bentuk bervariasi

▲ Kembali ▲

Daur Ulang PCB - Apa Yang Dapat Anda Mendaur Ulang?
Mendaur ulang papan sirkuit cetak limbah mahal. Hanya bagian logam pada papan sirkuit yang memiliki nilai pakai ulang, sehingga bagian bukan logam harus dipisahkan dari limbah elektronik yang prosesnya mahal.

Ada banyak cara untuk mendaur ulang limbah papan sirkuit tercetak. Ini mencakup proses hidrometalurgi dan elektrokimia. Banyak dari metode ini berkontribusi pada pemulihan skrap logam mulia, komponen elektronik, dan konektor.

Ambil contoh tembaga. Sebagai salah satu logam mulia dengan nilai recovery yang tinggi, tembaga dapat digunakan kembali dalam berbagai aplikasi. Keuntungan pertama dari tembaga adalah konduktivitasnya yang tinggi. Ini berarti dapat dengan mudah mengirimkan sinyal tanpa kehilangan daya di jalan. Ini juga berarti bahwa pabrikan tidak harus menggunakan banyak tembaga. Bahkan sejumlah kecil pekerjaan bisa dilakukan. Dalam konfigurasi yang paling umum, satu ons tembaga dapat diubah menjadi 35 mikron (tebal sekitar 1.4 inci), menutupi seluruh kaki persegi substrat PCB. Tembaga juga tersedia dan relatif murah.

* Mesin Daur Ulang Papan PCB

Selama pembuangan papan sirkuit tercetak, tembaga dapat meresap ke lingkungan melalui media seperti air limbah dan limbah padat. Selain merusak lingkungan, sangat boros, karena kandungan tembaga pada papan sirkuit cetak sebenarnya bisa sangat berharga.

Oleh karena itu, sebagian besar target daur ulang papan sirkuit cetak limbah berfokus pada cara mendaur ulang tembaga di papan sirkuit cetak limbah

Daur ulang limbah yang banyak akal dihasilkan oleh industri papan sirkuit tercetak termasuk 
(1) pemulihan logam tembaga dari trim tepi papan sirkuit tercetak
(2) perolehan kembali logam timah dari limbah solder timah / timbal dalam proses perataan udara panas 
(3) pemulihan oksida tembaga dari lumpur pengolahan air limbah
(4) pemulihan tembaga dari larutan etsa dasar
(5) pemulihan tembaga hidroksida dari larutan tembaga sulfat dalam proses berlapis melalui lubang (PTH)
(6) pemulihan tembaga dari proses pengupasan rak
(7) pemulihan tembaga dari larutan pengupasan timah / timbal bekas dalam proses pengupasan solder.

Baca juga: Melalui Lubang vs Permukaan Gunung | Apa bedanya?

Daur Ulang PCB - Bagaimana memulihkan Tembaga dan Timah?

Karena penelitian bertahun-tahun oleh lembaga penelitian, industri daur ulang, dan promosi pemerintah, limbah daur ulang dari proses papan sirkuit tercetak yang mengandung sumber daya berharga telah sangat bermanfaat.. Beberapa contoh yang telah dilaporkan berhasil dijelaskan di bawah ini.

Berikut ini adalah beberapa metode utama untuk pemulihan tembaga:

● Pemulihan tembaga dari tepi trim dari papan sirkuit tercetak: 
Untuk memulihkan tembaga dari trim tepi papan sirkuit tercetak, gunakan solusi pengupasan. Ini melarutkan logam mulia, seperti emas, perak, dan platinum, dan dapat digunakan kembali. Tembaga kemudian dipisahkan secara mekanis dengan memotong dan memotong trim, dan siklon digunakan untuk menarik tembaga keluar dari resin plastik.

Trim tepi papan sirkuit cetak memiliki kandungan tembaga yang tinggi mulai dari 25% hingga 60%, serta kandungan logam mulia (> 3 ppm). Proses pemulihan tembaga dan logam mulia dari trim tepi papan sirkuit cetak mirip dengan proses dari papan sirkuit tercetak bekas.

Secara umum, trim tepi diproses sendiri dengan papan sirkuit tercetak limbah. 

Proses daur ulang meliputi:
Sebuah. Hidrometalurgi
Tepi tepi pertama kali diolah dengan larutan pengupasan untuk mengupas dan melarutkan logam mulia, biasanya emas (Au), perak (Ag) dan platinum (Pt). Setelah menambahkan reduktor yang sesuai, ion logam mulia direduksi menjadi bentuk logam. Au yang diperoleh kembali dapat diproses lebih lanjut untuk membuat kalium emas sianida yang penting secara komersial (KAu (CN) 2) dengan metode elektrokimia.

b. Pemisahan mekanis
Setelah pemulihan logam mulia, trim tepi diproses lebih lanjut untuk memulihkan logam tembaga. Secara umum, pemisahan mekanis terlibat. Tepi tepi pertama diparut dan digiling. Karena perbedaan kepadatan, partikel logam tembaga dapat dipisahkan dari resin plastik dengan pemisah siklon.

● Pemulihan tembaga dari lumpur air limbah: 

Lumpur air limbah di industri papan sirkuit cetak biasanya mengandung tembaga dalam jumlah tinggi (> 13%, basa kering). TUntuk mendapatkan tembaga ini, lumpur dipanaskan hingga 600-750 ℃ ​​untuk menghasilkan oksida tembaga, yang kemudian diubah menjadi tembaga metalik dalam tungku. Daur ulang lumpur itu sederhana dan mudah. Praktik umum dalam industri daur ulang adalah memanaskan lumpur hingga 600-750 ° C untuk menghilangkan kelebihan jumlah air dan mengubah tembaga hidroksida menjadi tembaga oksida. Tembaga oksida kemudian dijual ke pabrik peleburan untuk menghasilkan logam tembaga. Namun, praktik saat ini memakan energi dan dampak lingkungan harus dilakukan evaluasi lebih lanjut.

▲ Kembali ▲

● Pemulihan tembaga dari larutan etsa alkali bekas: 

Solusi bekas dihasilkan dari proses etsa. SEBUAHmenyesuaikan larutan ke kondisi asam lemah untuk menghasilkan tembaga hidroksida, kemudian melakukan proses pembuangan tembaga dari lumpur air limbah. Anda dapat menggunakan resin penukar ion selektif untuk memulihkan sisa tembaga dalam filtrat. Larutan etsa dasar bekas mengandung sekitar 130-150 g / L tembaga. Larutan bekas pertama kali diatur ke kondisi asam lemah, di mana sebagian besar ion tembaga diendapkan sebagai tembaga (II) hidroksida (Cu (OH) 2). Cu (OH) 2 disaring dan diproses lebih lanjut untuk memperoleh tembaga serupa dengan yang digunakan dalam daur ulang lumpur (Bagian 3.3). Tembaga yang tersisa dalam filtrat (sekitar 3g / L) selanjutnya diperoleh kembali dengan resin penukar ion selektif. Karena filtratnya bersifat asam, larutan bekas dapat digunakan untuk menetralkan larutan etsa dasar pada awal proses ini.

Ca (OH) 2 juga dapat diubah lebih lanjut menjadi Cu (SO) 4. Tembaga hidroksida dilarutkan dalam asam sulfat pekat. Setelah pendinginan, kristalisasi, filtrasi atau sentrifugasi dan pengeringan, diperoleh Cu (SO) 4.    

Gambar 3 menunjukkan proses daur ulang.

Gambar 3: Pemulihan tembaga dari larutan etsa asam (basa)

▲ Kembali ▲

● Pemulihan tembaga hidroksida dari larutan tembaga sulfat dalam proses electroplating through-hole (PTH): 
Larutan dimasukkan ke dalam reaktor dan diaduk, sedangkan suhu diturunkan menjadi 10-20 ℃ dengan pendingin. Sebuah sentrifugasi digunakan untuk memulihkan kristal tembaga sulfat, dan nilai pH dari limbah diatur untuk memperoleh kembali hidroksida tembaga yang tersisa.

Tembaga sulfat bekas yang dihasilkan dari pembuatan PTH mengandung ion tembaga pada konsentrasi antara 2-22 g / L. Larutan bekas dimasukkan ke dalam reaktor. Larutan diaduk sementara suhu diturunkan oleh chiller hingga 10-20 ° C, di mana kristal tembaga sulfat mengendap dari larutan. Kristal tembaga sulfat diperoleh kembali dengan sentrifugasi. PH limbah selanjutnya diatur kembali ke kondisi basa untuk memulihkan sisa tembaga sebagai Cu (OH) 2, dimana proses daur ulangnya dijelaskan sebelumnya. 

Gambar 4 menunjukkan prosesnya.

Gambar 4: Pemulihan tembaga hidroksida dari larutan tembaga sulfat dalam proses PTH

▲ Kembali ▲

● Pemulihan tembaga dari proses pengupasan rak: 
Untuk memulihkan tembaga dari limbah asam nitrat, gunakan reaktor pengendapan elektro untuk pengendapan elektrolitik untuk memulihkan ion tembaga dalam bentuk logam tembaga.

Proses pengupasan dilakukan untuk mengeluarkan tembaga dari rak dan menggunakan asam nitrat. Tembaga dalam asam nitrat bekas berbentuk ion tembaga. Oleh karena itu, ion tembaga (kira-kira 20 g / L) dapat dipulihkan secara langsung dengan kemenangan elektro. Di bawah kondisi elektrokimia yang sesuai, ion tembaga dapat diperoleh kembali sebagai tembaga logam. Ion logam lain dalam larutan bekas juga dapat direduksi dan disimpan bersama dengan tembaga pada katoda. Setelah proses elektrokimia, larutan asam nitrat mengandung sekitar 2 g / L tembaga dan sejumlah kecil ion logam lainnya. Larutan tersebut dapat digunakan sebagai larutan nitrat untuk mengikis rak. Efisiensi pengupasan tidak dipengaruhi oleh keberadaan ion logam.

Gambar 5: Pemulihan tembaga dari proses pengupasan rak tembaga

▲ Kembali ▲

● Pemulihan tembaga dari larutan pengupasan timah / timah bekas, pemulihan tembaga dari proses pengupasan timah: 

Setelah proses etsa, pelat pelindung timah / timah harus dilepas untuk membuka sambungan tembaga. Papan sirkuit tercetak direndam dalam larutan pengupas asam nitrat atau hidrogen fluorida untuk mengupas timah dan timah dari pelat timah. Tembaga, timbal, dan oksida timah yang diendapkan dapat diperoleh kembali dengan deposisi elektro, dan dapat disaring. Solder timah / timbal dapat dilucuti dengan merendam papan sirkuit tercetak dalam larutan pengupas asam nitrat atau hidrogen fluorida (HF) (20% H2O2, 12% HF). Larutan bekas mengandung 2-15 g / L ion Cu, 10-120 g / L ion timah dan 0-55 g / L ion Pb. Tembaga dan timbal dapat diperoleh kembali dengan proses elektrokimia. Selama proses, ion timah diendapkan sebagai oksida, yang ditekan filter untuk memulihkan oksida timah yang berharga. Filtrat rendah ion logam dan dapat digunakan sebagai larutan pengupasan timah / timbal setelah pengaturan ulang komposisi.    


Proses daur ulang ditunjukkan seperti Gambar 6.

Gambar 6: Daur ulang larutan pengupasan bekas pakai timah / timbal

▲ Kembali ▲

● Pemulihan timah dari perataan udara panas (solder limbah) proses: 
timah / timbal-timah terak akan diproduksi selama proses perataan udara panas, yang cocok untuk didaur ulang. Timah dipisahkan dengan memanaskan terak dalam tungku reverberatori sekitar 1400 hingga 1600 derajat Celcius, terak dibuang untuk menghilangkan besi, dan kemudian dimasukkan ke dalam tungku peleburan yang mengandung sulfur untuk menghilangkan tembaga.

Meskipun proses ini tampaknya memakan waktu, setelah Anda menetapkan sistem untuk mendaur ulang bahan papan sirkuit cetak, Anda dapat dengan mudah melewatinya dan mendaur ulang beberapa logam berharga untuk digunakan kembali atau dijual, sekaligus melindungi lingkungan.

Sisa solder timah / timbal yang dihasilkan dari proses perataan udara panas dan pelapisan solder biasanya mengandung sekitar 37% timbal (Pb) dan 63% logam dan oksida timah (Sn). Sampah juga mengandung sekitar 10,000 ppm Cu dan sejumlah kecil Fe. Sampah pertama kali dipanaskan dalam tungku reverberatory (1400-1600 ° C) dan direduksi menjadi logam dengan reduksi karbon.

Selama operasi pelepasan, pengotor besi dihilangkan. Untuk mencapai standar solder Sn63, di mana Cu <0.03%, jumlah jejak tembaga juga harus dihilangkan. Ini dapat dicapai dengan menempatkan logam cair dalam tungku peleburan dengan penambahan belerang. Belerang bereaksi dengan tembaga membentuk tembaga monosulfida (CuS), yang dapat dihilangkan sebagai terak. Rasio timah timbal dianalisis dengan X-ray fluorescence (XRF) dan disesuaikan kembali untuk memenuhi standar di Taiwan dengan menambahkan logam Sn dan Pb bermutu tinggi.        

Gambar 7: Proses daur ulang limbah timah / timbal

▲ Kembali ▲

Papan sirkuit tercetak biasanya didaur ulang dengan pembongkaran. Pembongkaran melibatkan pelepasan komponen kecil dari PCB. Setelah dipulihkan, banyak dari komponen ini dapat digunakan kembali. Komponen PCB yang umum termasuk kapasitor, sakelar, soket audio, colokan TV, resistor, motor, sekrup, CRT, led, dan transistor. Menghapus PCB membutuhkan alat khusus dan penanganan yang sangat hati-hati.


Bagaimana Cara Membuat Papan Sirkuit Cetak Limbah Lebih Dapat Didaur Ulang?
Sebagai produsen dan penjual papan sirkuit tercetak kelas satu yang terkenal di dunia, FMUSER selalu memperhatikan teknologi produksi dan keterampilan desain papan sirkuit tercetak, tetapi pada saat yang sama, kami juga mencoba untuk mendaur ulang papan sirkuit tercetak limbah tersebut, berharap dapat mengurangi dampak sampah elektronik semacam ini terhadap lingkungan dan ekologi. Namun, sejauh ini, kami belum menemukan cara untuk membuat papan sirkuit cetak limbah Proses daur ulang papan sirkuit menjadi lebih efisien atau lebih mudah, tetapi kami masih berupaya untuk itu.

▲ Kembali ▲

Apa Masa Depan dari Daur Ulang Papan Sirkuit Cetak?
Melalui metode di atas, Anda dapat dengan mudah mendaur ulang tembaga dan timah pada papan sirkuit cetak bekas, serta beberapa komponen elektronik lainnya. Dalam praktik berkelanjutan, Anda bahkan dapat membedakan antara THT (teknologi melalui lubang) dan SMT (pemasangan permukaan) PCB yang dirakit dengan dua metode perakitan PCB berbeda dalam pemisahan, tetapi FMUSER merekomendasikan bahwa metode apa pun yang Anda gunakan untuk mendaur ulang limbah PCB, harap perhatikan kesehatan dan keselamatan pribadi serta kesehatan dan keselamatan lingkungan setiap saat.

Proses daur ulang komersial untuk limbah industri papan sirkuit cetak terutama berfokus pada pemulihan tembaga dan logam mulia. Akhir-akhir ini, harga rata-rata tembaga naik signifikan akibat ketimpangan permintaan dan penawaran. Inilah kekuatan pendorong di balik keberhasilan pengembangan industri daur ulang tembaga di Taiwan. Meski demikian, masih banyak persoalan yang perlu ditangani.

Namun, daur ulang bagian non-logam dari papan sirkuit tercetak relatif kecil. Telah dibuktikan, dalam skala komersial kecil, bahwa bahan plastik dapat digunakan untuk bahan karya seni, kayu artifisial, dan bahan konstruksi. Namun demikian, ceruk pasarnya sangat terbatas. Oleh karena itu, sebagian besar limbah non-logam dari papan sirkuit cetak diperlakukan sebagai TPA (76% -94%). 

Di AS, bagian non-logam dari papan sirkuit tercetak saat ini digunakan sebagai bahan baku untuk produksi oleh beberapa industri. Pada kayu plastik, ini memberi kekuatan pada "kayu"; dalam beton itu menambah kekuatan, membuat beton lebih ringan dan memberikan nilai insulasi sepuluh kali lebih tinggi dari beton standar. Ini juga digunakan dalam industri komposit sebagai pengisi resin untuk membuat segala sesuatu mulai dari furnitur hingga plakat penghargaan. Diperlukan lebih banyak penelitian tentang masalah ini di masa mendatang.

Mengingat proses komersial saat ini, produk daur ulang tidak memiliki nilai yang besar. Pengembangan produk daur ulang yang lebih inovatif akan membantu industri dengan memperluas pasar ke medan baru. Selain upaya industri daur ulang, industri papan sirkuit cetak itu sendiri juga harus menggalakkan dan mempraktikkan minimisasi limbah. Fasilitas dapat secara signifikan mengurangi produksi limbah untuk meminimalkan risiko lingkungan sekunder dari pengangkutan limbah.

Kita semua memiliki tanggung jawab untuk melindungi lingkungan!

Berbagi adalah peduli!

▲ Kembali ▲

Tinggalkan pesan 

Daftar pesan