مطالب آموزشی پیرامون شیمی، مواد شیمیایی و استخراج فلزات گران‌بها
فناوری‌های جدید در بازیافت زباله‌های الکترونیکی
فناوری همیشه در صنعت راهگشاست و در صنعت بازیافت زباله‌های الکترونیکی نیز می‌تواند مشکلات زیادی را حل کند و همچنین منجر به افزایش بازدهی یا کاهش هزینه‌ها شود. در این مطلب نمونه‌هایی از کاربرد فناوری در این صنعت را بیان خواهیم کرد.
ساخت کاتد قابل بازیافت با خلوص بسیار بالا برای باتری‌های لیتیومی
شرکت آمریکن منگنز (American Manganese) گواهی اختراعی برای ساخت کاتد (یکی از اصلی‌ترین مواد برای ساخت باتری‌های لیتیومی) با خلوص ۹۹٫۸۸ درصد ثبت کرده است که می‌تواند بدون افت کیفیت بازیافت شود. این نوع کاتد از بالاترین خلوص و استانداردهای لازم برای استفاده در صنعت باتری‌سازی برخوردار است. بد نیست بدانید که بازیافت باتری‌های لیتیومی پنج مرحله دارد؛ پردازش کاتد، مواد اکتیو، پالایش و خالص‌سازی، استفاده مجدد از لیتیوم و درنهایت بازیافت آن با آب.
بازیافت نقره از باتری‌های زیردریایی‌ها و هواپیماها
باتری‌های چند تنی زیردریایی‌ها و هواپیماها حاوی چند تن نقره هستند (در برخی از باتری‌ها هفت تن نقره وجود دارد). در سال‌های اخیر برای کاهش هزینه ساخت این باتری‌ها، ده تا پانزده درصد از این فلز گران‌بها با سرب جایگزین شده و این موضوع بازیافت این فلزات را با مشکل مواجه کرده است. دانشمندان روسی به روشی دست‌یافته‌اند که با استفاده از آن می‌توانند نقره را از سرب جداسازی و دوباره از آن در ساخت باتری‌ها استفاده کنند. در این فناوری که می‌تواند هزینه ساخت باتری‌ها را تا چند میلیون دلار کاهش دهد، ابتدا ترکیب فلزی داخل باتری‌ها ذوب می‌شود و پس از جداسازی سرب، ماده‌ای با خلوص ۹۹٫۹۹ درصد به دست می‌آید که ۸۵ درصد آن را نقره تشکیل می‌دهد.
بازیافت طلا از زباله‌های الکترونیکی با روش جدید
شرکت اوتوس (Evotus) قصد دارد با روشی جدید ۹۹ درصد از طلای موجود در زباله‌های الکترونیکی را بازیافت و از هر تن ضایعات الکترونیکی، ۱۵۰۰ گرم طلا جدا کند. گفتنی است که این روش برای استخراج مواد معدنی نیز مورداستفاده قرار می‌گیرد.
استفاده از میکروارگانیسم‌ها برای جداسازی و بازیافت فلزات ارزشمند از زباله‌های الکترونیکی
شرکت مینت اینویشن (Mint Innovation) مرکزی برای پالایش و بازیافت زباله‌های الکترونیکی تأسیس کرده که در آن از میکروارگانیسم‌ها برای جداسازی فلزات ارزشمند مثل طلا، مس و پالادیوم استفاده می‌شود. این روش پردازش بدون نیاز به کنترل و نظارت و به صورت خودکار انجام می‌شود و در آن از مواد شیمیایی مضر استفاده نمی‌گردد.
استفاده از باتری‌های لیتیومی خودروهای برقی برای لیفتراک
باتری‌های لیتیومی خودروهای برقی پس از گذشت مدتی به عنوان زباله الکترونیکی به کارخانه بازگردانده می‌شود؛ اما معمولاً این باتری‌ها هنوز قابل‌استفاده و حاوی فلزات ارزشمندی هستند. شرکت آئودی تصمیم گرفته است از باتری‌های برگشتی خودروهای خود استفاده بهینه کند و علاوه بر بازیافت فلزات ارزشمند داخلشان، از آن‌ها به‌عنوان باتری لیفتراک استفاده کند؛ چراکه باتری‌های لیتیومی نه‌تنها نیاز به شارژ زود به زود ندارند، بلکه عملکرد لیفتراک‌ها را تقویت میکنند و باعث می‌شوند حتی در شیب‌ها هم سرعت مناسبی داشته باشند.
ساخت گوشی‌هایی با قابلیت بازیافت کامل
پژوهشگران استرالیایی موفق شدهاند با استفاده از ماده‌ای نیمه‌رسانا گوشی تاشدنی و بسیار باریکی طراحی کنند که می‌تواند کاملاً بازیافت شود. ماده نیمهرسانای تشکیل‌دهنده این گوشی که قطعه‌ای از آن از مواد آلی و قطعه‌ای دیگر از مواد معدنی تشکیل شده است، می‌تواند الکتریسته را به نور تبدیل کند. ضخامت قطعه‌ی آلی که از کربن و هیدروژن تشکیل‌شده، تنها به اندازه یک اتم و ضخامت قطعه‌ی معدنی تنها به اندازه دو اتم است. این ماده نیمهرسانای شگفت‌انگیز می‌تواند در نمایشگرها نیز برای تولید نور استفاده شود. در ضمن گوشی تاشونده استرالیایی به‌طور طبیعی می‌تواند کاملاً تجزیه شود.
بازیافت باتری‌های لیتیومی با روشی جدید
پژوهشگران دانشگاه میشیگان موفق شدهاند با استفاده از روش جداسازی گرانشی و شناورسازی کف، فلزات ارزشمند مورداستفاده در باتری‌ها را از یکدیگر جدا و بازیافت کنند. در این روش ابتدا مس و آلومینیوم موجود در باتری با روش جداسازی گرانشی از یکدیگر جداسازی و پس از آن مواد ارزشمندی مثل گرافیت، لیتیوم و کبالت استخراج می‌شوند. در این روش ابتدا مواد باتری‌ها آسیاب و با آب ترکیب می‌شوند. سپس این ترکیب که به آن خمیر می‌گویند، در داخل یک دستگاه می‌چرخد و هم‌زمان هوا هم در آن دمیده می‌شود. دمیدن هوا در خمیر باعث ایجاد کف در این ماده می‌شود (در این مرحله ضایعات معدنی ته‌نشین می‌شوند)، سپس چند پاروی مکانیکی این کف را که حاوی مواد ارزشمند است، به محل دیگری هدایت میکنند. در پایان بعد از شست‌و‌شوی کف، محتویات ارزشمند آن ته‌نشین می‌شود و پس از خشک شدن رسوبات، به‌راحتی می‌توان کنسانتره حاوی فلزات ارزشمند را جمع‌آوری نمود.
بازیافت و استخراج فلزات ارزشمند از زباله‌های الکترونیکی با روشی جدید و سریع
پژوهشگران دانشگاه کورک کالج ایرلند موفق شدهاند با استفاده از روش جدیدی میزان استخراج فلزات بازیافتی مثل مس، آلومینیوم، فولاد و قلع از بردهای الکترونیکی را به بیش از ۹۵ افزایش دهند (در‌حال‌حاضر این میزان بین هفتاد تا هشتاد درصد است؛ البته این رقم برای فلزات ارزشمندی مثل ایندیوم و تانتالیوم به پنجاه درصد هم کاهش می‌یابد). در این روش که فلزات تنها ظرف مدت ۱۵ دقیقه استخراج می‌شوند، قطعات بردهای الکترونیکی همراه با نیتروژن در نمک مذاب در دمای ۳۵۰ تا ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرند. در این روش سریع نیازی به خردکردن بردها نیست؛ بنابراین هیچ‌یک از قطعات فلزی از بین نمی‌روند و هزینه بازیافت نیز نسبت به روش قدیمی کاهش می‌یابد. پژوهشگران مجری این فناوری مدعی هستند که روش ابداعی آن‌ها برای بازیافت نمایشگرهای LCD و باتری‌ها هم قابل‌استفاده است.
بازیافت گوشی‌های آیفون توسط ربات‌های اپل
اپل رباتی بهنام دیزی (Daisy) را معرفی کرده است که می‌تواند در آن واحد قطعات ۹ گوشی آیفون با مدل‌های مختلف را جدا کند تا در بخش‌های دیگر دوباره استفاده شوند. سایر مراکز بازیافتی که تجهیزات لازم برای بازیافت گوشی را در اختیار ندارند، نیز می‌توانند از این ربات استفاده کنند. این شرکت همچنین ربات دیگری بهنام لیام (Liam) معرفی کرده است که می‌تواند قطعات یک گوشی آیفون را تنها در مدت یازده ثانیه از یکدیگر جدا و سالانه ۱٫۲ میلیون دستگاه گوشی را بازیافت کند.
بازیافت نمایشگرهای LCD با سرعت بالا
بازیافت نمایشگرهای LCD به دلیل برخورداری از مواد شیمایی مضر و خطرناک مثل کریستال مایع و جیوه و همچنین ساختار نسبتاً پیچیده، کاری دشوار و زمان‌بر بوده و همیشه در صنعت بازیافت زباله‌های الکترونیکی یک معضل محسوب می‌شود. به تازگی دستگاهی به نام ALR3000TM ساخته شده که می‌تواند در هر ساعت شصت نمایشگر LCD را پردازش کند. این دستگاه قادر است مواد خطرناک سمی مثل جیوه را با سرعت و امنیت بالا از مواد غیرسمی جدا و سپس ذرات مواد با ارزش فلز نادر ایندیوم و پلاستیک‌ها را از یکدیگر تفکیک و آماده بازیافت کند. گفتنی است که این دستگاه می‌تواند بازیافت LCD را از لحاظ اقتصادی مقرون‌به‌صرفه نماید.
بازیافت و تولید شمش نقره از فلزات موجود در زباله‌های الکترونیکی
شرکت ایترونیکز (Itronic) با روشی مبتکرانه موفق شده است نقره موجود در زباله‌های الکترونیکی را بازیافت و به شمش نقره تبدیل کند. در این روش بردهای الکترونیکی برای فرمول‌سازی و ایجاد ترکیب شیمیایی شیشه مانند، با روغن لحیم ترکیب می‌شوند. سپس فلزات ارزشمند که نقره و مس است از سایر ناخالصی‌ها جدا می‌شوند. درنهایت نقره تبدیل به شمش می‌گردد.
