Wie kann man eine Abfallplatine recyceln? | Dinge, die Sie wissen sollten

"Die Verschmutzung von Leiterplattenabfällen ist weltweit zu einem ernsthaften Problem geworden. Wie kann man die Abfallplatine recyceln und was muss man wissen? Auf dieser Seite finden Sie alles, was Sie brauchen!"

Der Fortschritt von Wissenschaft und Technologie erleichtert unser Leben, führt jedoch häufig zu einer Reihe von Problemen, insbesondere bei den Leiterplatten. PCB ist eng mit unserem täglichen Leben verbunden. Eine unsachgemäße Behandlung von Leiterplatten führt zu Umweltverschmutzung, Verschwendung von Ressourcen und anderen Problemen. Daher ist das effektive Recyceln und Recyceln von Leiterplattenabfällen zu einem der Hauptthemen der Zeit geworden 

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Inhalt

1) Welche Branchen haben Schaltung B gedruckt?Karten für Electronics?

2) Was ist das Toxizität des gedruckten CiPlatine schalten?

3) Was ist die Bedeutung von PCB Recycling?

4) 3 Hauptwege von PCB Recycling

5) PCB Recycling - Was können Sie Recyceln?

6) PCB Recycling - So gewinnen Sie Kupfer und T.in?

7) So stellen Sie Abfallplatinen her Mehr recycelbar?

8) Was ist die Zukunft des Recycling von Leiterplatten?

Im vorheriger Artikelhaben wir die Definition von Leiterplatte erwähnt: Leiterplatte (PCB) ist in der Regel Dient zum Anschließen elektrischer Komponenten in elektronischen Geräten. Es ist gemacht aus verschiedene nicht leitende MaterialienB. Glasfasern, Verbund-Epoxidharz oder andere laminierte Materialien. Die meisten Leiterplatten sind flach und starr, während flexible Substrate Leiterplatten für den Einsatz in komplexen Räumen geeignet machen können. 

In diesem Teilen, ich zeige Ihnen alles, was Sie über das Recycling von Leiterplattenabfällen wissen müssen.

Lies auch: Was ist eine Leiterplatte? Alles was du wissen musst

Welche Branchen haben Leiterplatten für die Elektronik??

Fast alle elektronischen Geräte in verschiedenen Branchen sind mit Leiterplatten ausgestattet, wie z. B. Computern, Fernsehgeräten, Autonavigationsgeräten, medizinischen Bildgebungssystemen usw.

*PGedruckte Leiterplatten sind überall

Leiterplatten sind in fast allen noch weit verbreitet Präzisionsgeräte und -instrumentevon einer Vielzahl kleiner Verbrauchergeräte bis hin zu großen mechanischen Geräten. 

PCB ist in den folgenden verschiedenen elektronischen Geräten sehr verbreitet:

1. Telekommunikationsplatine, Netzwerkkommunikationsplatine, Platine, Batterieeinheit, PC-Platine (PC-Motherboard und interne Platine), Notebook, Tablet-Computer und Bare-Board.
2. Desktop (PC-Master und intern), Laptop-Motherboard, Tablet
3. Subkarte (Netzwerk, Video, Erweiterungskarte usw.)
4. Festplattenlaufwerkplatine (keine Festplatte oder Box)
5. Server- und Mainframe-Karte, Karte, Rückwandplatine (Pinnwand) usw.
6. Platine für Telekommunikations- und Netzwerkausrüstung
7. Handyplatine (Akku muss entfernt werden)
8. Flache Leiterplatte
9. Militärplatine
10. Die Aviation-Platine
11. usw.

Anwendungsbranche für Leiterplatten und deren Geräteklassifizierung:

1. Gesundheitswesen - Medizinprodukte
2. Militär und Verteidigung - Kommunikationsgeräte
3. Sicherheit - Intelligente Geräte
4. Beleuchtung - LEDs
5. Luft- und Raumfahrt - Überwachungsgeräte
6. Herstellung - Interne Geräte
7. Maritime - Navigationssysteme
8. Unterhaltungselektronik - Unterhaltungsgeräte
9. Automobil - Steuerungssysteme
10. Telekommunikation - Kommunikationsausrüstung
11. usw.

Eine Leiterplatte (PCB) ermöglicht die Erstellung großer und komplexer elektronischer Schaltungen auf kleinem Raum. Neben der Erfüllung der Anforderungen und Konstruktionskonzepte von Leiterplattenkonstrukteuren, um durch manuelles Design (CAD-Zeichnung) und automatisches Design (automatischer Router) ein hochfreies elektronisches Layout und PCB-Design zu erreichen, kann es auch kontinuierlich verschiedene Arten von elektronischen Produkten als Kern erfüllen Bestandteil fast aller elektronischen Produkte Unterschiedliche Bedürfnisse unterschiedlicher Verbraucher.

Ein effektives PCB-Design kann dazu beitragen, die Möglichkeit von Fehlern und Kurzschlussmöglichkeiten zu verringern. Wenn Sie suchen professionelle PCB-Design-Dienstleistungen, Bitte Kontakt FMUSER. Sie bieten Ihnen ein vollständiges Servicepaket für das PCB-Design, einschließlich PCB-Editor, Design-Capture-Technologie, interaktivem Router, Constraint-Manager, Schnittstelle für die Herstellung von CAD und Komponentenwerkzeugen. FMUSER wird den gesamten Prozess abschließen. Helfen Sie und lösen Sie Ihre Probleme, helfen Sie Ihnen Besseres PCB-Design erzielen, bitte lassen Sie sich von uns helfen!

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Lies auch: PCB Design | Ablaufdiagramm für den Leiterplattenherstellungsprozess, PPT und PDF

Was ist die Toxizität der Leiterplatte?
Das Design und die Produktion von Leiterplatten bestehen hauptsächlich aus kupferkaschiertem Laminat, um überschüssiges Kupfer zu entfernen und eine Schaltung zu bilden. Mehrschichtige Leiterplatten müssen außerdem jede Schicht verbinden. Da die Leiterplatte immer feiner wird, nimmt die Verarbeitungsgenauigkeit zu, was zu einer immer komplexeren Leiterplattenherstellung führt. Sein Produktionsprozess hat Dutzende von Prozessen, jeder Prozess enthält chemische Substanzen im Abwasser. Die Schadstoffe im Abwasser aus der PCB-Konstruktion und -Produktion sind wie folgt:

● Kupfer

Da der Kreislauf durch Entfernen des überschüssigen Kupfers aus dem kupferkaschierten Laminat zurückbleibt, ist Kupfer der Hauptschadstoff im Abwasser der Leiterplattenkonstruktion Kupferfolie ist die Hauptquelle. Aufgrund der Notwendigkeit, die Schaltung jeder Schicht aus doppelseitiger Platte und Mehrschichtplatte zu leiten, wird die Schaltung jeder Schicht durch Bohren von Löchern und Kupferbeschichtung auf dem Substrat durchgeführt, während die erste Schicht aus Kupfer auf dem Substrat plattiert wird (im Allgemeinen Harz) und stromlose Verkupferung werden im Zwischenprozess verwendet. 

* Kupfer in Sandgröße

Die stromlose Kupferbeschichtung verwendet komplexes Kupfer, um die stabile Kupferabscheidungsgeschwindigkeit und die Kupferabscheidungsdicke zu steuern. EDTA Cu (Natriumkupferethylendiamintetraessigsäure) wird üblicherweise verwendet, es gibt jedoch auch unbekannte Komponenten. Das Reinigungswasser der Leiterplatte nach der stromlosen Verkupferung enthält ebenfalls komplexes Kupfer. Darüber hinaus gibt es Vernickelung, Vergoldung, Verzinnung und Bleiplattierung in der PCB-Produktion sind also auch diese Schwermetalle enthalten.

● Organische Verbindung

Bei der Erstellung von Schaltungsgrafiken, dem Ätzen von Kupferfolien, dem Schweißen von Schaltkreisen usw. wird Tinte verwendet, um die zu schützende Kupferfolie abzudecken, und wird dann zurückgegeben. Diese Prozesse erzeugen eine hohe Konzentration an organischer Substanz, einige CSB bis zu 10 ~ 20 g / l. Diese hochkonzentrierten Abwässer machen etwa 5% des gesamten Wassers aus und sind auch die Hauptquelle für CSB im Abwasser der PCB-Produktion.

* PCB Produktion Abwasserbehandlung (Quelle: Porexfiltration)

● Ammoniakstickstoff

Gemäß verschiedenen Produktionsprozessen enthalten einige Prozesse Ammoniak, Ammoniumchlorid usw. in der Ätzlösung, die die Hauptquelle für Ammoniakstickstoff darstellt.

* Ammoniak-Stickstoff-Rückgewinnung aus Abwasser und dessen Verwendung (Quelle: Researchgate)

● Andere Schadstoffe

Zusätzlich zu den oben genannten Hauptschadstoffen gibt es Säure, Alkali, Nickel, Blei, Zinn, Mangan, Cyanidionen und Fluor. Schwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure und Natriumhydroxid werden bei der PCB-Herstellung verwendet. Es gibt Dutzende kommerzieller Lösungen, wie Ätzlösung, stromlose Plattierungslösung, Elektroplattierungslösung, Aktivierungslösung und Prepreg. Die Komponenten sind komplex. Neben den meisten bekannten Komponenten gibt es einige unbekannte Komponenten, was die Abwasserbehandlung komplexer und schwieriger macht.

Lies auch: Leiterplattenherstellungsprozess | 16 Schritte zum Erstellen einer Leiterplatte

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Die Bedeutung des Recyclings von Leiterplattenabfällen

1. Toxizität der Leiterplatte

Abfallplatine (PCB) ist eine Art Schadstoff, der schwer abzubauen und zu behandeln ist und Schwermetalle enthält. Die Entsorgung von PCB-Abfällen (wie Verbrennen, Vergraben usw.) führt zu PCB-Verschmutzung. Leiterplatten enthalten häufig giftige Metalle, die im Herstellungsprozess verwendet werden, einschließlich des am häufigsten verwendeten Quecksilbers und Bleis. Beide haben tiefgreifende Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit

● Quecksilbervergiftung
Die Toxizität von Quecksilber ist ein derartiges Problem, dass einige Länder ein vollständiges Metallverbot vorgeschlagen haben. Eine Quecksilbervergiftung kann das Zentralnervensystem, die Leber und andere Organe schädigen und zu sensorischen Schäden (Seh-, Sprach- und Hörschäden) führen.

● Bleivergiftung

Eine Bleivergiftung kann zu Anämie, irreversiblen Nervenschäden, kardiovaskulären Effekten, gastrointestinalen Symptomen und Nierenerkrankungen führen. Obwohl die Handhabung nur bestimmter Gerätekomponenten, wie z. B. Computerkomponenten, kein Risiko für die Exposition gegenüber diesen Substanzen darstellt, sind die Auswirkungen kumulativ - wir waren Blei und Quecksilber aus anderen Quellen wie Haushaltsprodukten, Farben und Lebensmitteln ausgesetzt (besonders Fisch).

*Waste Verschmutzung der Leiterplatte

Da bei der Herstellung von Leiterplatten zwangsläufig chemische Produkte verwendet werden, enthält die Leiterplatte auch einige schädliche Schwermetalle und andere gefährliche Materialien, die eine ernsthafte Gefahr für unsere Umwelt darstellen können.

Weltweit fallen jedes Jahr etwa 20 bis 50 Millionen Tonnen Elektroschrott an, von denen die meisten verbrannt oder auf Mülldeponien abgeladen werden. Umweltwissenschaftler sind besorgt über die ökologischen und gesundheitlichen Gefahren, die durch Elektroschrott verursacht werden, insbesondere in Entwicklungsländern, die große Mengen an Elektroschrott erhalten. Beim Verbrennen einer Mischung aus Kunststoffen und Metallen auf einer Leiterplatte werden giftige Verbindungen wie Dioxine und Furane freigesetzt. Auf Deponien verunreinigt das Metall auf den Brettern schließlich das Grundwasser.

* Elektroschrott Aufgestapelt Wie ein Mountain

Charakterisierung von Abfällen aus der Leiterplattenherstellung
Der Herstellungsprozess für Leiterplatten ist eine schwierige und komplexe Reihe von Vorgängen. Die meisten Leiterplattenindustrien in Taiwan verwenden die subtraktive Methode.   

Im Allgemeinen besteht dieser Prozess aus einer Folge von Bürsten, Aushärten des Ätzwiderstands, Ätzen, Abisolieren des Widerstands, Schwarzoxid, Bohren von Löchern, Entschmieren, Durchplattieren durch Loch, Aushärten des Beschichtungswiderstands, Beschichten von Schaltkreisen, Löten von Lötmitteln, Abisolieren von Beschichtungswiderständen und Kupferätzen, Ablösen von Lötmitteln, Drucken von Lötmasken und Heißluftnivellierung.

Lies auch: PCB Terminology Glossary (Anfängerfreundlich) | PCB Design

Aufgrund der Komplexität des Prozesses fallen bei der Herstellung von Leiterplatten verschiedene Abfälle an. 

Tabelle 1 zeigt die Abfallmenge, die bei einem typischen mehrschichtigen Leiterplattenprozess pro Quadratmeter Leiterplatte entsteht. Zu den festen Abfällen gehören Kantenverkleidungen, Kupferverkleidungen, Schutzfolien, Bohrstaub, Bohrkissen, Abdeckungen, Abfallplatten und Zinn- / Bleischlacken. Flüssige Abfälle umfassen hochkonzentrierte anorganische / organische verbrauchte Lösungen, niedrigkonzentrierte Waschlösungen, Widerstand und Tinte.   

Viele verbrauchte Lösungen aus der Leiterplattenherstellung sind starke Basen oder starke Säuren. Diese verbrauchten Lösungen können auch einen hohen Schwermetallgehalt und einen hohen chemischen Sauerstoffbedarf (CSB) aufweisen. Folglich sind diese verbrauchten Lösungen als gefährliche Abfälle gekennzeichnet und unterliegen strengen Umweltvorschriften.  

Einige der verbrauchten Lösungen enthalten jedoch hohe Kupferkonzentrationen mit hohem Recyclingpotential. Diese Lösungen werden seit vielen Jahren von mehreren Recyclinganlagen mit großem wirtschaftlichem Nutzen recycelt.

In letzter Zeit wurden auch mehrere andere Abfälle im kommerziellen Maßstab recycelt. Diese Abfälle umfassen Leiterplattenkantenverkleidung, Zinn / Blei-Lötschlacke, kupferhaltigen Abwasserbehandlungsschlamm, Kupfersulfat-PTH-Lösung, Kupfer-Rack-Abstreiflösung und Zinn / Blei-Abbeizlösung. 

Tabelle 1: Abfallmenge aus dem Herstellungsprozess für mehrschichtige Leiterplatten
Artikel	Abfall / Verschnitt	Charakterisierung	kg / m2 PCB
1	Abfallbrett	Gefährlich	0.01 ~ 0.3 kg / m2
2	Kantenverkleidung	Gefährlich	0.1 ~ 1.0 kg / m2
3	Lochbohrstaub	Gefährlich	0.005 ~ 0.2 kg / m2
4	Kupferpulver	Ungefährlich	0.001 ~ 0.01 kg / m2
5	Zinn / Blei-Krätze	Gefährlich	0.01 ~ 0.05 kg / m2
6	Kupferfolie	Ungefährlich	0.01 ~ 0.05 kg / m2
7	Aluminiumoxidplatte	Ungefährlich	0.05 ~ 0.1 kg / m2
8	Filme	Ungefährlich	0.1 ~ 0.4 kg / m2
9	Trägerplatte bohren	Ungefährlich	0.02 ~ 0.05 kg / m2
10	Papierverpackung)	Ungefährlich	0.02 ~ 0.05 kg / m2
11	Holz	Ungefährlich	0.02 ~ 0.05 kg / m2
12	Container	Ungefährlich	0.02 ~ 0.05 kg / m2
13	Papier (Verarbeitung)	Ungefährlich	-
14	Tintenfilm	Ungefährlich	0.02 ~ 0.1 kg / m2
15	Abwasserbehandlungsaufschlämmung	Gefährlich	0.02 ~ 3.0 kg / m2
16	Gargabe	Ungefährlich	0.05 ~ 0.2 kg / m2
17	Saure Ätzlösung	Gefährlich	1.5 ~ 3.5 l / m²
18	Grundätzlösung	Gefährlich	1.8 ~ 3.2 l / m²
19	Rack-Stripping-Lösung	Gefährlich	0.2 ~ 0.6 l / m²
20	Zinn / Blei-Stripplösung	Gefährlich	0.2 ~ 0.6 l / m²
21	Sweller-Lösung	Gefährlich	0.05 ~ 0.1 l / m²
22	Flussmittellösung	Gefährlich	0.05 ~ 0.1 l / m²
23	Microetching-Lösung	Gefährlich	1.0 ~ 2.5 l / m²
24	PTH-Kupferlösung	Gefährlich	0.2 ~ 0.5 l / m²

Abbildung 1 zeigt das Verhältnis der Hauptabfälle, die bei der Herstellung von Leiterplatten entstehen.

Abbildung 1: Anteil der Abfälle, die bei der Herstellung von Leiterplatten entstehen

Dies ist einer der Hauptgründe, warum wir befürworten, dass Leiterplattenabfälle nicht auf Mülldeponien entsorgt werden sollten.

2. Nützliche Inhaltsstoffe in Leiterplatten

Die allgemeinen militärischen elektronischen Geräte oder zivilen elektronischen Geräte sind mit Leiterplatten ausgestattet, die eine Vielzahl von recycelbaren Edelmetallen und wichtigen elektronischen Komponenten enthalten, von denen einige zersetzt, recycelt und wiederverwendet werden können, wie z Silber, Gold, Palladium und Kupfer. Während des Rückgewinnungsprozesses kann die Rückgewinnungsrate dieser Edelmetalle bis zu 99% betragen.

Die Leiterplatte ist weit verbreitet, und das Entsorgungsverfahren für die Abfallplatine ist sehr kompliziert. Es ist ersichtlich, dass das Recycling von Leiterplattenabfällen der wissenschaftlichen Entsorgung von nicht recycelbaren PCB-Elektronikabfällen förderlich ist und den Bedarf an Rohstoffen wie einigen Induktoren, Kondensatoren usw. für elektronische PCB-Komponenten verringert, was die Nutzungsrate verbessern kann von Ressourcen und reduzieren die Auswirkungen von Elektronikschrott Umweltverschmutzung.

Obwohl viele Menschen glauben, dass das Recycling elektronischer Geräte genauso wichtig ist wie das Recycling von Kunststoffen und Metallen. In der Tat ist angesichts der zunehmenden Anzahl elektronischer Geräte, die heute verwendet werden, das korrekte Recycling elektronischer Geräte wichtiger denn je.

Wie können Abfallplatinen effizient recycelt werden? Als nächstes werden wir detailliert vorstellen, wie Leiterplatten recycelt werden.

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Wie werden Leiterplatten recycelt?

Es stehen drei Hauptwege zur Verfügung

1) Wärmerückgewinnung
2) Chemische Rückgewinnung
3) Physische Wiederherstellung

Sie haben Vor- und Nachteile auf der Grundlage der Art und Weise, wie das Metall recycelt wird

Lass uns einen Blick darauf werfen. 

1) Wärmerückgewinnung

● Vorteile: Für diesen Prozess müssen Sie die Leiterplatte auf eine hohe Temperatur erwärmen, um die auf der Leiterplatte vorhandenen Metalle wiederzugewinnen. Durch die Wärmerückgewinnung wird der FR-4 verbrannt, das Kupfer bleibt jedoch erhalten. 
● Nachteile: Sie können diese Methode verwenden, wenn Sie möchten, aber sie erzeugt schädliche Gase in der Luft wie Blei und Dioxin. 


2) Chemische Rückgewinnung

● Vorteile: Hier verwenden Sie ein Säurebett, um das Metall von der Leiterplatte zu gewinnen. 
● Nachteile: Das Board wird in die Säure gegeben, die den FR-4 wieder zerstört, und es entsteht eine große Menge Abwasser, das behandelt werden muss, bevor Sie es ordnungsgemäß entsorgen können. 


3) Physische Wiederherstellung

● P.ons: Dieser Prozess beinhaltet das Zerkleinern, Zertrümmern, Brechen und Trennen des Metalls von Nichtmetallkomponenten, und dieses Verfahren behält jedoch alle Metallkomponenten bei.
● Nachteile: Obwohl diese Methode die geringste Auswirkung auf die Umwelt hat, gibt es immer noch einige Nachteile. Dies ist eine Gefahr für alle, die an der Leiterplatte arbeiten, da Sie Staub-, Metall- und Glaspartikel in die Luft befördern, die bei längerer Exposition zu Atemproblemen führen können. 

Metalltrennungstechnologie

Abwasser aus der Herstellung von Leiterplatten enthält einen hohen Anteil an Cu2 + und eine geringe Menge anderer Metallionen (hauptsächlich Zn2 +). Die Trennung von Cu-Ionen von anderen Metallen kann die Reinheit von recyceltem Kupfer verbessern. Ein D2EHPA-modifiziertes Amberlite XAD-4-Harz, das durch ein Lösungsmittel-Nichtlösungsmittel-Verfahren hergestellt wurde, kann Zn-Ionen entfernen und Cu-Ionen in der Lösung belassen. Die Ionenaustauschisotherme zeigte, dass D2EHPA-modifiziertes Amberlite XAD-4-Harz eine höhere Zn-Ionenselektivität als Cu-Ion aufweist. Die selektiven Extraktionsergebnisse zeigten, dass D2EHPA-modifiziertes Amberlite XAD-4-Harz Zn / Cu-Mischionenlösung trennen kann. Nach zehn Kontaktchargen steigt die relative Cu-Ionenkonzentration von 97% auf mehr als 99.6%, während die relative Zn-Ionenkonzentration von 3.0% auf weniger als 0.4% abnimmt.

* Elektroschrott Metallextraktionstechnologien (Quelle: RCS Publishing)

Entwicklung innovativerer Recyclingprodukte
Wie bereits erwähnt, wird Cu im Abwasser traditionell als Kupferoxid recycelt und an Schmelzhütten verkauft. Die andere Alternative besteht darin, CuO-Partikel direkt aus Abwasser herzustellen. Dies wird den Wert des recycelten Produkts erheblich steigern. CuO-Partikel können zur Herstellung von Hochtemperatursupraleitern, Materialien mit riesigem Magnetowiderstand, magnetischen Speichermedien, Katalysatoren, Pigmenten, Gassensoren, p-Halbleitern und Kathodenmaterialien verwendet werden.

Zur Herstellung von CuO-Nanopartikeln wird das Abwasser zunächst gereinigt, um andere Ionenverunreinigungen zu entfernen, die durch selektives Ionenaustauscherharz wie D2EHPA-modifiziertes Amberlite XAD-4-Harz erreicht werden können.     

2 zeigt, dass die Form von CuO-Partikeln mit PEG, Triton X-100 und Einstellung der Lösungsbedingungen gesteuert werden kann.

Abbildung 2: CuO-Partikel mit unterschiedlicher Form

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PCB Recycling - Was können Sie recyceln?
Das Recycling von Leiterplattenabfällen ist teuer. Nur das Metallteil der Leiterplatte hat einen Wiederverwendungswert, daher muss das Nichtmetallteil vom Elektronikschrott getrennt werden, was ein teurer Prozess ist.

Es gibt viele Möglichkeiten, Abfallplatinen zu recyceln. Es umfasst hydrometallurgische und elektrochemische Prozesse. Viele dieser Methoden tragen zur Rückgewinnung von Edelmetallschrott, elektronischen Bauteilen und Steckverbindern bei.

Nehmen Sie als Beispiel Kupfer. Kupfer ist eines der Edelmetalle mit hohem Rückgewinnungswert und kann in einer Vielzahl von Anwendungen wiederverwendet werden. Der erste Vorteil von Kupfer ist seine hohe Leitfähigkeit. Dies bedeutet, dass es problemlos Signale übertragen kann, ohne unterwegs Strom zu verlieren. Dies bedeutet auch, dass die Hersteller nicht viel Kupfer verwenden müssen. Sogar eine kleine Menge Arbeit kann erledigt werden. In der gebräuchlichsten Konfiguration kann eine Unze Kupfer in 35 Mikrometer (etwa 1.4 Zoll dick) umgewandelt werden, die den gesamten Quadratfuß eines PCB-Substrats bedecken. Kupfer ist auch leicht verfügbar und relativ billig.

* PCB Board Recycling Machine

Während der Entsorgung von Leiterplatten kann Kupfer durch Medien wie Abwasser und feste Abfälle in die Umwelt gelangen. Es ist nicht nur umweltschädlich, sondern auch sehr verschwenderisch, da das Kupfer in der Leiterplatte tatsächlich sehr wertvoll sein kann.

Daher konzentrieren sich die meisten Recyclingziele von Leiterplattenabfällen darauf, wie Kupfer in Leiterplattenabfällen recycelt werden kann

Recycling von einfallsreichen Abfällen erzeugt von der Leiterplattenindustrie umfasst 
(1) Rückgewinnung von Kupfermetall von der Kantenverkleidung von Leiterplatten
(2) Rückgewinnung von Zinnmetall aus Zinn / Blei-Lötschlacken beim Heißluftausgleich 
(3) Rückgewinnung von Kupferoxid aus Klärschlamm
(4) Gewinnung von Kupfer aus basischer Ätzlösung
(5) Gewinnung von Kupferhydroxid aus Kupfersulfatlösung im Durchkontaktierungsverfahren (PTH)
(6) Rückgewinnung von Kupfer aus dem Rack-Stripping-Prozess
(7) Rückgewinnung von Kupfer aus verbrauchter Zinn / Blei-Stripplösung beim Lötstrippverfahren.

Lies auch: Durch Loch gegen Oberflächenmontage | Was ist der Unterschied?

PCB Recycling - Wie kann man Kupfer und Zinn zurückgewinnen?

Aufgrund jahrelanger Studien von Forschungsinstituten, der Recyclingindustrie und staatlichen Förderungen waren die Recyclingabfälle aus Leiterplattenprozessen, die wertvolle Ressourcen enthalten, sehr fruchtbar. Einige Beispiele, die als erfolgreich gemeldet wurden, werden nachfolgend beschrieben.

Im Folgenden sind einige wichtige Methoden für die Kupferrückgewinnung aufgeführt:

● Kupferrückgewinnung von der Kantenverkleidung von Leiterplatten: 
Verwenden Sie eine Abisolierlösung, um Kupfer von der Kantenverkleidung der Leiterplatte zu gewinnen. Dadurch werden Edelmetalle wie Gold, Silber und Platin aufgelöst und können wiederverwendet werden. Das Kupfer wird dann mechanisch durch Zerkleinern und Trimmen der Verkleidung getrennt, und der Zyklon wird verwendet, um das Kupfer aus dem Kunststoffharz herauszuziehen.

Die Kantenverkleidung der Leiterplatte weist einen hohen Kupfergehalt zwischen 25% und 60% sowie einen Edelmetallgehalt (> 3 ppm) auf. Das Verfahren zur Rückgewinnung von Kupfer und Edelmetallen aus der Kantenverkleidung von Leiterplatten ähnelt dem von Abfallplatinen.

Im Allgemeinen wird die Kantenverkleidung allein mit Abfallplatinen verarbeitet. 

Der Recyclingprozess umfasst:
ein. Hydrometallurgie
Die Kantenverkleidung wird zuerst mit einer Abbeizlösung behandelt, um Edelmetalle, typischerweise Gold (Au), Silber (Ag) und Platin (Pt), abzustreifen und aufzulösen. Nach Zugabe geeigneter Reduktionsmittel werden die Edelmetallionen zur Metallform reduziert. Das gewonnene Au kann durch elektrochemische Verfahren weiterverarbeitet werden, um kommerziell wichtiges Kaliumgoldcyanid (KAu (CN) 2) herzustellen.

b. Mechanische Trennung
Nach der Edelmetallrückgewinnung wird die Kantenverkleidung weiterverarbeitet, um Kupfermetall wiederzugewinnen. Im Allgemeinen handelt es sich um eine mechanische Trennung. Die Kantenverkleidung wird zuerst geschreddert und geschliffen. Aufgrund der Dichteunterschiede können die Kupfermetallpartikel durch einen Zyklonabscheider vom Kunststoffharz getrennt werden.

● Rückgewinnung von Kupfer aus Klärschlamm: 

Der Abwasserschlamm in der Leiterplattenindustrie enthält typischerweise hohe Mengen an Kupfer (> 13%, trockene Basis). T.Um dieses Kupfer zu erhalten, wird der Schlamm auf 600-750 ° C erhitzt, um das Kupferoxid zu erzeugen, das dann in einem Ofen in metallisches Kupfer umgewandelt wird. Das Recycling des Schlamms ist einfach und unkompliziert. Die allgemeine Praxis in der Recyclingindustrie besteht darin, den Schlamm auf 600 bis 750 ° C zu erhitzen, um die überschüssige Wassermenge zu entfernen und das Kupferhydroxid in Kupferoxid umzuwandeln. Das Kupferoxid wird dann an die Schmelze verkauft, um Kupfermetall herzustellen. Die derzeitige Praxis ist jedoch energieaufwendig und die Umweltauswirkungen sollten einer weiteren Bewertung unterzogen werden.

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● Rückgewinnung von Kupfer aus verbrauchter alkalischer Ätzlösung: 

Die verbrauchte Lösung wird aus dem Ätzprozess erzeugt. EINStellen Sie die Lösung auf einen schwachen Säurezustand ein, um Kupferhydroxid zu erzeugen, und führen Sie dann den Prozess des Entfernens von Kupfer aus dem Abwasserschlamm durch. Sie können das selektive Ionenaustauscherharz verwenden, um das restliche Kupfer im Filtrat zurückzugewinnen. Die verbrauchte basische Ätzlösung enthält etwa 130-150 g / l Kupfer. Die verbrauchte Lösung wird zunächst auf einen schwach sauren Zustand eingestellt, bei dem die meisten Kupferionen als Kupfer (II) -hydroxid (Cu (OH) 2) ausgefällt werden. Cu (OH) 2 wird filtriert und weiterverarbeitet, um Kupfer zu gewinnen, das dem beim Schlammrecycling verwendeten ähnlich ist (Abschnitt 3.3). Das im Filtrat verbleibende Kupfer (ca. 3 g / l) wird mit selektiven Ionenaustauscherharzen weiter gewonnen. Da das Filtrat sauer ist, kann die verbrauchte Lösung zu Beginn dieses Prozesses zur Neutralisation der basischen Ätzlösung verwendet werden.

Ca (OH) 2 kann auch weiter in Cu (SO) 4 umgewandelt werden. Kupferhydroxid wird in konzentrierter Schwefelsäure gelöst. Nach Abkühlen, Kristallisieren, Filtrieren oder Zentrifugieren und Trocknen wird Cu (SO) 4 erhalten.    

Abbildung 3 zeigt den Recyclingprozess.

Abbildung 3: Rückgewinnung von Kupfer aus saurer (basischer) Ätzlösung

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● Rückgewinnung von Kupferhydroxid aus Kupfersulfatlösung beim PTH-Verfahren (Electroplating Through-Hole): 
Die Lösung wird in den Reaktor gegeben und gerührt, während die Temperatur durch einen Kühler auf 10 bis 20 ° C gesenkt wird. Eine Zentrifuge wurde verwendet, um den Kupfersulfatkristall zu gewinnen, und der pH-Wert des Abwassers wurde eingestellt, um das verbleibende Kupferhydroxid zu gewinnen.

Verbrauchtes Kupfersulfat, das bei der Herstellung von PTH erzeugt wird, enthält Kupferionen in einer Konzentration zwischen 2 und 22 g / l. Die verbrauchte Lösung wird in den Reaktor geladen. Die Lösung wird gerührt, während die Temperatur durch einen Kühler auf 10 bis 20 ° C gesenkt wird, bei dem der Kupfersulfatkristall aus der Lösung ausfällt. Der Kupfersulfatkristall wird durch Zentrifugation gewonnen. Der pH-Wert des Abwassers wird weiter auf den Grundzustand eingestellt, um das verbleibende Kupfer als Cu (OH) 2 zurückzugewinnen, dessen Recyclingprozess wie zuvor beschrieben ist. 

Abbildung 4 zeigt den Prozess.

Abbildung 4: Gewinnung von Kupferhydroxid aus Kupfersulfatlösung im PTH-Prozess

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● Rückgewinnung von Kupfer aus dem Rack-Stripping-Prozess: 
Verwenden Sie zur elektrolytischen Abscheidung einen Elektroabscheidungsreaktor zur Rückgewinnung von Kupfer aus Salpetersäureabfällen, um Kupferionen in Form von Metallkupfer wiederzugewinnen.

Der Abstreifvorgang wird durchgeführt, um Kupfer aus dem Gestell zu entfernen, und verwendet Salpetersäure. Das Kupfer in der verbrauchten Salpetersäure liegt in Form von Kupferionen vor. Daher kann das Kupferion (ungefähr 20 g / l) direkt durch Elektrogewinnen gewonnen werden. Unter geeigneten elektrochemischen Bedingungen können die Kupferionen als Metallkupfer gewonnen werden. Die anderen Metallionen in der verbrauchten Lösung können ebenfalls reduziert und zusammen mit Kupfer auf der Kathode abgeschieden werden. Nach dem elektrochemischen Prozess enthält die Salpetersäurelösung etwa 2 g / l Kupfer und einige Spuren anderer Metallionen. Die Lösung kann als Salpetersäurelösung zum Abisolieren des Racks verwendet werden. Die Strippleistung wird durch das Vorhandensein der Metallionen nicht beeinflusst.

Abbildung 5: Rückgewinnung von Kupfer aus dem Abisolierprozess des Kupfergestells

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● Rückgewinnung von Kupfer aus verbrauchter Zinn / Blei-Stripplösung, Rückgewinnung von Kupfer aus dem Zinn-Strippprozess: 

Nach dem Ätzprozess sollte die schützende Zinn / Blei-Lötplatte entfernt werden, um die Kupferverbindungen freizulegen. Die Leiterplatte wird in Salpetersäure- oder Fluorwasserstoff-Stripplösung getaucht, um Zinn und Blei von der Weißblechplatte abzuziehen. Das ausgefällte Kupfer, Blei und Zinnoxid kann durch Elektroabscheidung zurückgewonnen und filtriert werden. Zinn / Blei-Lot kann durch Eintauchen von Leiterplatten in Salpetersäure- oder Fluorwasserstoff (HF) -Entfernungslösung (20% H2O2, 12% HF) entfernt werden. Die verbrauchte Lösung enthält 2-15 g / l Cu-Ion, 10-120 g / l Zinnion und 0-55 g / l Pb-Ion. Kupfer und Blei können durch einen elektrochemischen Prozess zurückgewonnen werden. Während des Prozesses werden Zinnionen als Oxide ausgefällt, die filtergepresst werden, um wertvolle Zinnoxide zu gewinnen. Das Filtrat ist metallionenarm und kann nach erneuter Einstellung der Zusammensetzung als Zinn / Blei-Stripplösung verwendet werden.    


Der Recyclingprozess ist in Abbildung 6 dargestellt.

Abbildung 6: Recycling der Zinn / Blei-Abbeizlösung

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● Rückgewinnung von Zinn aus der Heißluftnivellierung (Krätze löten) Prozess: 
Zinn / Blei-Zinn-Schlacke wird während des Heißluftnivellierungsprozesses erzeugt, der für das Recycling geeignet ist. Zinn wird durch Erhitzen der Schlacke in einem Nachhallofen auf etwa 1400 bis 1600 Grad Celsius abgetrennt, Schlacke wird entfernt, um Eisen zu entfernen, und dann wird es in einen schwefelhaltigen Schmelzofen gegeben, um Kupfer zu entfernen.

Obwohl diese Prozesse zeitaufwändig zu sein scheinen, können Sie, sobald Sie ein System zum Recycling von Leiterplattenmaterialien eingerichtet haben, diese problemlos durchlaufen und einige wertvolle Metalle zur Wiederverwendung oder zum Verkauf recyceln, um gleichzeitig die Umwelt zu schützen.

Zinn / Blei-Lötschlacken, die durch Heißluftnivellierungs- und Lötplattierungsprozesse erzeugt werden, enthalten typischerweise ungefähr 37% Blei (Pb) und 63% Zinn (Sn) Metalle und Oxide. Die Krätze kann auch ungefähr 10,000 ppm Cu und eine kleine Menge Fe enthalten. Die Krätze wird zunächst in einem Nachhallofen (1400-1600 ° C) erhitzt und durch Kohlenstoffreduktion zu Metallen reduziert.

Während des Entschlackungsvorgangs wird die Eisenverunreinigung entfernt. Um den Standard von Sn63-Lot zu erreichen, von dem Cu <0.03% ist, sollte auch die Spurenmenge von Kupfer entfernt werden. Dies kann erreicht werden, indem die Metallschmelze unter Zusatz von Schwefel in einen Schmelzofen gegeben wird. Der Schwefel reagiert mit Kupfer unter Bildung von Kupfermonosulfid (CuS), das als Schlacke entfernt werden kann. Das Zinn-Blei-Verhältnis wird mit Röntgenfluoreszenz (XRF) analysiert und durch Zugabe von hochwertigem Sn- und Pb-Metall an die Standards in Taiwan angepasst.        

Abbildung 7: Recyclingprozess von Zinn / Bleischlacken

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Leiterplatten werden normalerweise durch Demontage recycelt. Bei der Demontage werden winzige Komponenten von der Leiterplatte entfernt. Nach der Wiederherstellung können viele dieser Komponenten wiederverwendet werden. Zu den gängigen PCB-Komponenten gehören ein Kondensator, ein Schalter, eine Audiobuchse, ein TV-Stecker, ein Widerstand, ein Motor, eine Schraube, eine CRT, eine LED und ein Transistor. Das Entfernen der Leiterplatte erfordert Spezialwerkzeuge und einen sehr sorgfältigen Umgang.


Wie kann die Leiterplatte für Abfälle recycelbarer gemacht werden?
Als weltberühmter erstklassiger Hersteller und Verkäufer von Leiterplatten achtet FMUSER stets auf die Produktionstechnologie und die Designfähigkeiten von Leiterplatten. Gleichzeitig versuchen wir jedoch auch, diese Leiterplattenabfälle zu recyceln. in der Hoffnung, die Auswirkungen dieser Art von Elektronikschrott auf Umwelt und Ökologie zu verringern. Bisher haben wir jedoch keine Möglichkeit gefunden, Leiterplattenabfälle herzustellen. Der Recyclingprozess von Leiterplatten ist effizienter oder einfacher geworden, aber wir arbeiten immer noch daran.

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Was ist die Zukunft des Recycling von Leiterplatten?
Mit den oben genannten Methoden können Sie Kupfer und Zinn auf Abfallplatinen sowie einigen anderen elektronischen Bauteilen problemlos recyceln. In der kontinuierlichen Praxis können Sie sogar zwischen THT (Through-Hole-Technologie) und SMT (Surface Mount) unterscheiden. Die Leiterplatte, die mit zwei verschiedenen Leiterplattenbestückungsmethoden zusammengebaut wird, unterscheidet sich in der Trennung. FMUSER empfiehlt jedoch, unabhängig davon, mit welcher Methode Sie den Abfall recyceln PCB, bitte achten Sie stets auf die persönliche Gesundheit und Sicherheit sowie auf die Gesundheit und Sicherheit der Umwelt.

Die kommerziellen Recyclingverfahren für die Abfälle der Leiterplattenindustrie konzentrieren sich hauptsächlich auf die Rückgewinnung von Kupfer und Edelmetallen. In jüngster Zeit ist der durchschnittliche Kupferpreis aufgrund des Ungleichgewichts von Angebot und Nachfrage erheblich gestiegen. Dies ist die treibende Kraft für die erfolgreiche Entwicklung der Kupferrecyclingindustrie in Taiwan. Dennoch gibt es noch viele Probleme, die angegangen werden müssen.

Das Recycling des nichtmetallischen Anteils von Leiterplatten ist jedoch relativ gering. In einem kleinen kommerziellen Maßstab wurde gezeigt, dass das Kunststoffmaterial für Kunstwerke, Kunstholz und Baumaterialien verwendet werden kann. Trotzdem ist der Nischenmarkt recht begrenzt. Die meisten nichtmetallischen Abfälle von Leiterplatten werden daher als Deponie behandelt (76% -94%). 

In den USA werden die nichtmetallischen Anteile von Leiterplatten derzeit von mehreren Branchen als Rohstoffe für die Produktion verwendet. In Plastikholz gibt es dem "Holz" Festigkeit; In Beton erhöht es die Festigkeit, macht den Beton leichter und bietet einen zehnmal höheren Dämmwert als Standardbeton. Es wird auch in der Verbundindustrie als Füllstoff in Harzen verwendet, um alles von Möbeln bis zu Plaketten herzustellen. Weitere Forschung zu diesem Thema ist in Zukunft erforderlich.

In Anbetracht der gegenwärtigen kommerziellen Prozesse sind die recycelten Produkte nicht von großem Wert. Die Entwicklung innovativerer Recyclingprodukte wird der Branche helfen, indem der Markt auf neues Terrain ausgedehnt wird. Zusätzlich zu den Bemühungen der Recyclingindustrie sollte die Leiterplattenindustrie selbst auch die Abfallminimierung fördern und praktizieren. Einrichtungen können die Abfallproduktion erheblich reduzieren, um das sekundäre Umweltrisiko des Abfalltransports zu minimieren.

Wir alle haben die Verantwortung, die Umwelt zu schützen!

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