تحليل سوق إعادة تدوير لوحات الدوائر المطبوعة

يُعدّ توجيه الاتحاد الأوروبي بشأن نفايات المعدات الكهربائية والإلكترونية (WEEE) أحد أهم اللوائح التي تؤثر على إعادة تدوير لوحات الدوائر المطبوعة عالميًا. ووفقًا لأحدث مراجعة لعام ٢٠٢٥، يجب أن يصل الحد الأدنى لمعدل إعادة تدوير لوحات الدوائر إلى ٨٥٪، مع إعادة استخدام أو تدوير ٥٠٪ على الأقل من المواد. وهذا يُلزم مُصنّعي لوحات الدوائر المطبوعة ومنتجي الإلكترونيات بتحسين اختيار المواد، وتحسين إمكانية تفكيكها، وتسهيل إعادة تدوير المعادن الثمينة بكفاءة .

يُعزز توجيه نفايات المعدات الكهربائية والإلكترونية (WEEE) القيود المفروضة على المواد الخطرة. فبينما يُقيّد توجيه تقييد المواد الخطرة (RoHS) بالفعل عناصر ضارة مثل الرصاص (Pb) والكادميوم (Cd) والزئبق (Hg)، فإن تعديل عام 2025 يُضيّق نطاق المواد الخطرة المسموح به ويُلزم المصنّعين بإدارة تتبع أكثر صرامة. بالإضافة إلى ذلك، يُلزم توجيه نفايات المعدات الكهربائية والإلكترونية المصنّعين بتقديم تقارير شاملة لتقييم دورة الحياة (LCA) تُثبت أن مواد ثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCB) التي ينتجونها لا تُشكّل أي مخاطر بيئية طويلة المدى.

سيتم تعزيز نظام المسؤولية الموسعة للمنتج (EPR) بشكل أكبر في عام 2025. يجب على المصنعين دفع رسوم التخلص من النفايات الإلكترونية مسبقًا عند إطلاق المنتج لدعم أنظمة إعادة التدوير الوطنية؛ وإنشاء أنظمة لوجستية عكسية تضمن للمستهلكين إمكانية إعادة الأجهزة الإلكترونية منتهية الصلاحية بسهولة؛ ومواجهة ضرائب بيئية أعلى وقيود على الوصول إلى السوق في حالة عدم تحقيق أهداف إعادة التدوير.

في حين تفتقر أمريكا الشمالية إلى لوائح اتحادية موحدة، تحتفظ كل ولاية بقوانينها الخاصة لإدارة النفايات الإلكترونية. يفرض كل من قانون إعادة تدوير النفايات الإلكترونية في كاليفورنيا وقانون إدارة المعدات الإلكترونية وإعادة التدوير في نيويورك مسؤوليات إعادة التدوير على المصنّعين، ويحددان أهدافًا محددة لمعدلات الاسترداد. تُلزم هذه اللوائح مُعيدي تدوير لوحات الدوائر المطبوعة بالحصول على تصاريح بيئية والالتزام الصارم بلوائح التخلص من النفايات الخطرة.

على المستوى التشغيلي، يُلزم توجيه نفايات المعدات الكهربائية والإلكترونية لعام ٢٠٢٥ جميع لوحات الدوائر الإلكترونية المتوافقة بحمل رمز "سلة المهملات ذات العجلات المشطوبة" ورمز تتبع رقمي (DTC). يُمكّن هذا الجهات التنظيمية من تتبع المنتجات طوال دورة حياتها، من الإنتاج والبيع إلى الاستخدام وإعادة التدوير. يُعزز هذا التغيير الشفافية في تدفقات النفايات الإلكترونية، ويدفع الشركات إلى اعتماد تقنيات مثل تقنية البلوك تشين في إدارة سلسلة التوريد، مما يُحسّن إمكانية تتبع بيانات إعادة التدوير.

الطريقة الميكانيكية الفيزيائية

الطريقة الميكانيكية الفيزيائية هي حاليًا التقنية الأكثر شيوعًا لإعادة تدوير لوحات الدوائر المطبوعة، والتي تم تصنيعها لأول مرة بواسطة شركة SiCon GmbH الألمانية في التسعينيات. تحقق هذه التقنية فصلًا فعالًا للمعادن واللافلزات من خلال التكسير والفرز متعدد المراحل. تتضمن العملية المحددة: أولاً، استخدام آلة تمزيق ثنائية المحور من النوع الأسطواني لتقطيع لوحات الدوائر إلى جزيئات 3-5 سم؛ يليها المزيد من الاختزال إلى جزيئات 0.5-1 سم باستخدام تقنية الطحن المطرقي المشترك؛ وأخيرًا، تقوم مطحنة قرصية مدمجة مع نظام تبريد مائي بمعالجة المادة إلى مسحوق 30-80 شبكة. تستخدم مرحلة الفرز عملية مشتركة من ثلاث مراحل لتصنيف الهواء وفصل الكثافة والفصل الكهروستاتيكي عالي الجهد لعزل المعادن تدريجيًا عن مسحوق ألياف الراتنج. بناءً على بيانات الإنتاج الفعلية، تحقق هذه التقنية معدلات استرداد للنحاس ≥ 99٪ مع محتوى نحاس مسحوق غير معدني <1٪. تكمن مزايا الطرق الميكانيكية الفيزيائية في بساطة عملياتها نسبيًا، وقابليتها للتوسع، وقلة التلوث الثانوي، وانخفاض استهلاكها للطاقة، وفعاليتها من حيث التكلفة، وكفاءتها العالية في الفصل، مما يلبي متطلبات البيئة ومتطلبات استعادة الموارد. ومع ذلك، تشمل القيود عدم اكتمال فصل المعادن بسبب تداخل الخصائص الفيزيائية، وتكلفة المعدات الأولية الكبيرة.

تكنولوجيا المعالجة الحرارية المعدنية

تستخلص تقنية المعالجة الحرارية المعدنية المعادن من ثنائي الفينيل متعدد الكلور باستخدام درجات حرارة عالية، وهي مناسبة بشكل خاص لاستعادة المعادن الأساسية مثل النحاس والقصدير. تتضمن هذه الطريقة تسخين المواد إلى 1400-1600 درجة مئوية في فرن عاكس، حيث يُحوّل اختزال الكربون أكاسيد المعادن إلى أشكال معدنية. تشمل التفاعلات الكيميائية الرئيسية ما يلي:

2MO + C → 2M + CO₂

SnO₂ + 2C → Sn + 2CO 

تتضمن المعالجة اللاحقة إضافة الكبريت لإزالة شوائب النحاس، وتشكيل أحادي كبريتيد النحاس (CuS) كخبث لإزالته، يليه تعديل نسبة القصدير إلى الرصاص لتلبية المواصفات. على الرغم من أن تقنيات المعالجة الحرارية المعدنية توفر كفاءة عالية في إعادة تدوير لوحات الدوائر المطبوعة، إلا أنها قد تُطلق غازات ضارة وتُنتج نواتج ثانوية خطرة، مما يتطلب أنظمة صارمة للتحكم في انبعاثات الغازات. تُناسب هذه التقنية بشكل أساسي عمليات إعادة التدوير واسعة النطاق، التي تتطلب استثمارات أعلى في المعدات وتكاليف تشغيل أعلى، مع إظهارها قدرة عالية على التكيف مع المواد الخام والقدرة على معالجة أنواع مختلفة من لوحات الدوائر المطبوعة.

تكنولوجيا المعالجة الحرارية المعدنية

تُذيب تقنية المعالجة الحرارية المعدنية (Pyrometallurgical) المعادن وتُسترجعها انتقائيًا من لوحات الدوائر المطبوعة باستخدام محاليل كيميائية، طورتها وحسّنتها هيئة المناجم الأمريكية في سبعينيات القرن الماضي. تتضمن العملية بشكل أساسي الاستخلاص الكيميائي (باستخدام محاليل سيانيد الصوديوم لاستعادة طلاء الذهب أو محاليل حمضية لإذابة المعادن)، والترسيب، والتحليل الكهربائي، والتبادل الأيوني. تُوفر المعالجة الحرارية المعدنية معدلات استرداد عالية للمعادن وانتقائية ممتازة في إعادة تدوير لوحات الدوائر المطبوعة، ما يسمح بمعالجة المواد الخام المعدنية منخفضة الجودة. ومع ذلك، تشمل التحديات استخدام مواد كيميائية سامة محتملة وبروتوكولات صارمة لمعالجة النفايات لمنع التلوث الثانوي. تطورت تقنيات المعالجة الحرارية المعدنية الحديثة لتستخدم محاليل الحفر الحمضية لاستعادة النحاس من لوحات الدوائر المطبوعة التالفة، مع تعديل درجة الحموضة لترسيب أيونات النحاس على شكل هيدروكسيد نحاس لمزيد من المعالجة. في حين أن الطرق الكيميائية توفر كفاءة عالية وتطبيقات واسعة (في التعامل مع معادن متعددة)، إلا أنها تُسبب تلوثًا كبيرًا (سمية السيانيد، ومتطلبات المعالجة الحمضية)، وتنطوي على تكاليف عالية للكواشف.

التعافي التكنولوجي الحيوي

الاستعادة بالتكنولوجيا الحيوية هي تقنية ناشئة وصديقة للبيئة، تُستخرج المعادن انتقائيًا من لوحات الدوائر المطبوعة باستخدام الكائنات الدقيقة أو الإنزيمات. وقد اقترح فريق بحثي في ​​جامعة برمنغهام هذه الطريقة لأول مرة، وتم التحقق من صحتها تجريبيًا في أوائل العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين. تستخدم التكنولوجيا الحيوية نواتج أيضية ميكروبية (مثل الأحماض العضوية والإنزيمات من بكتيريا مثل فيريبورتيكلوروباكتيريوم) لإذابة المعادن لفصلها لاحقًا. تُعد هذه الطريقة لإعادة تدوير لوحات الدوائر المطبوعة صديقة للبيئة وموفرة للطاقة، مما يتيح إمكانية الاستعادة الانتقائية للمعادن. ومع ذلك، فإنها تتطلب أوقات معالجة طويلة (من أيام إلى أسابيع) وكفاءة منخفضة (مناسبة فقط للمعادن منخفضة الجودة). لا تزال الاستعادة بالتكنولوجيا الحيوية حاليًا في مرحلة البحث والتطوير بشكل رئيسي، مع تطبيق محدود على نطاق صناعي. وهي مناسبة بشكل رئيسي لإعادة التدوير على نطاق صغير مع متطلبات تلوث منخفضة، أو كطريقة مساعدة للعمليات الكيميائية للحد من التلوث. على الرغم من محدوديتها، تُمثل التكنولوجيا الحيوية أحد اتجاهات التطوير المستقبلية لإعادة تدوير لوحات الدوائر المطبوعة. ومع التقدم في التكنولوجيا الحيوية، من المتوقع ظهور تطبيقات تجارية خلال السنوات الخمس إلى العشر القادمة.

-  ملخص لأحدث تقنيات استعادة الذهب من لوحات الدوائر المطبوعة

-  تقنية إعادة تدوير لوحات الدوائر المطبوعة المتقدمة

يُعد تحديد محتوى المعادن الثمينة الخطوة الأولى في عملية إعادة تدوير لوحات الدوائر المطبوعة في شركة دونغشنغ. تستخدم شركتنا أجهزة تحليل فلورية الأشعة السينية (XRF) لإجراء اختبارات سريعة على لوحات الدوائر المطبوعة الواردة، وتقييم محتوى المعادن الثمينة التقريبي بناءً على نوع اللوحة وعمرها ومعدات المصدر. عادةً ما تحتوي لوحات الدوائر الإلكترونية الاستهلاكية (مثل اللوحات الأم للهواتف المحمولة) على نسب أعلى من المعادن الثمينة. تتميز لوحات الدوائر الصناعية (مثل لوحات العاكس) ولوحات دوائر السيارات (مثل لوحات وحدة التحكم الإلكترونية) بطبقات نحاسية أكثر سمكًا نظرًا لمتطلبات الموثوقية الصارمة. تتميز اللوحات متعددة الطبقات بمحتوى معادن ثمينة أعلى وقيمة إعادة تدوير أعلى مقارنةً باللوحات أحادية الطبقة أو ثنائية الطبقة. بناءً على نتائج الفحص، تُصنف دونغشنغ لوحات الدوائر المطبوعة إلى ثلاث درجات: الدرجة أ (لوحات التردد العالي، لوحات الخوادم، محتوى المعادن الثمينة >3%)، والدرجة ب (لوحات الأم للحاسوب، لوحات الاتصالات، محتوى المعادن الثمينة 1-3%)، والدرجة ج (لوحات الأجهزة المنزلية، لوحات الإلكترونيات الاستهلاكية، محتوى المعادن الثمينة <1%). يحدد هذا التصنيف عمليات إعادة التدوير اللاحقة ومعايير الاقتباس.

تعتمد عملية الدفع المباشر والتعبئة في الحاويات على تقييم محتوى المعادن الثمينة. تحدد شركة دونغشنغ سعرًا أساسيًا بناءً على سعر بورصة لندن للمعادن في ذلك اليوم، مع مراعاة معدلات استرداد المعادن وتكاليف التكرير. بعد الدفع، تُحمّل المواد في حاويات مخصصة مُثبّت عليها علامات تحديد الهوية بموجات الراديو (RFID). تُتبّع عملية النقل بأكملها آنيًا عبر منصة بلوكتشين، مما يضمن شفافية مصادر المواد والامتثال. يُبسّط نموذج الدفع المباشر هذا المعاملات بشكل كبير، ويكتسب شعبية بين شركات إعادة تدوير النفايات الإلكترونية الصغيرة والمتوسطة الحجم في أوروبا وأمريكا. فهو يُمكّنها من تحويل ثنائي الفينيل متعدد الكلور المُجمّع إلى تدفقات نقدية بسرعة دون الحاجة إلى الاستثمار في معدات معالجة باهظة الثمن.

تُعد مرحلة المعالجة المسبقة جزءًا أساسيًا من عملية إعادة تدوير لوحات الدوائر المطبوعة في شركة دونغشنغ. تستخدم شركتنا أنظمة آلية للتفكيك، باستخدام أذرع آلية ومسدسات هواء ساخن لإزالة المكونات الإلكترونية (المكثفات والمقاومات والرقائق) من لوحات الدوائر. تُعاد تدوير هذه المكونات بشكل منفصل (يمكن تجديد بعضها لإعادة الاستخدام أو لمزيد من استخراج المعادن). بعد ذلك، تأتي مرحلة إزالة الطلاء: تُغمر قطع لوحات الدوائر المطبوعة في محلول هيدروكسيد الصوديوم بنسبة 10% مع 0.5% من المادة المضافة "أ" و0.5% من المادة المضافة "ب" و0.05% من مثبط التآكل "ثيوفينيل بنزوتريازول". عند تسخينها في حمام مائي، تُزيل هذه العملية طلاء السطح تمامًا في غضون 30 دقيقة، مما يُتيح الكشف الكامل عن المعادن لاستعادتها. تؤثر كفاءة مرحلة المعالجة المسبقة بشكل مباشر على كفاءة ونقاء استعادة المعادن اللاحقة. وقد قللت دونغشنغ من وقت المعالجة المسبقة بنسبة 40% باستخدام المعدات الآلية، مما يُحسّن الكفاءة بشكل كبير مقارنةً بالعمليات اليدوية التقليدية.

تعتمد عملية الفصل الميكانيكي على نظام آلي من تصميم شركة GreenJet Environmental Machinery Co., Ltd. وتتضمن هذه العملية ثلاث مراحل تكسير: يستخدم التكسير الأولي آلة تمزيق ثنائية المحور من النوع الأسطواني لتفتيت لوحات الدوائر إلى جزيئات بأحجام تتراوح بين 3 و5 سم؛ ويستخدم التكسير الثانوي تقنية طاحونة المطرقة لتكرير الجزيئات إلى أحجام تتراوح بين 0.5 و1 سم؛ ويستخدم السحق الثالثي طاحونة أقراص مزودة بتبريد مائي لإنتاج مسحوق بأحجام تتراوح بين 30 و80 شبكة. أما الفرز، فيعتمد على عملية من ثلاث مراحل تجمع بين التصنيف الهوائي، وفصل الكثافة، والفصل الكهروستاتيكي عالي الجهد لفصل المعادن تدريجيًا عن ألياف الراتنج والمسحوق. يتم التحكم في النظام بالكامل بواسطة نظام التحكم المنطقي القابل للبرمجة (PLC)، مما يتيح التبديل بين التشغيل التلقائي واليدوي. ويتميز النظام بشاشة تفاعلية بين الإنسان والآلة لضمان استقرار التشغيل وسهولة الصيانة. وقد أثبتت تجربة شركة DONGSHENG أن عملية الفصل الميكانيكي هذه تحقق معدلات استرداد للنحاس ≥ 99%، ومحتوى نحاس مسحوق غير معدني أقل من 1%، وقدرات معالجة ساعية تتراوح بين 600 و800 كجم، مما يعزز بشكل كبير من كفاءة إعادة تدوير لوحات الدوائر المطبوعة.

خلال مرحلة استخلاص وتنقية المعادن الثمينة، تستخدم شركة دونغشنغ أساليب تقنية مختلفة بناءً على درجة جودة لوحات الدوائر المطبوعة. بالنسبة للوحات عالية القيمة من الدرجة أ، تُستخدم طرق فيزيائية مثل التقطير الفراغي والصهر النطاقي. تستفيد هذه الطرق من اختلاف درجات غليان وانصهار المعادن المختلفة، حيث يتم فصلها بالتسخين (على سبيل المثال، يتمتع النحاس بدرجة غليان أعلى من الذهب، لذلك يتبخر الذهب ويتكثف أولاً أثناء التقطير). على الرغم من استهلاكها للطاقة وتكلفة معداتها العالية، إلا أن هذه الطريقة صديقة للبيئة (لا تحتوي على كواشف كيميائية) وتحقق نقاءً عاليًا (يصل إلى 99.99%). بالنسبة للوحات من الدرجتين ب وج، تُستخدم تقنيات المعالجة المعدنية المائية، مثل السيانيد لإذابة الذهب في معقدات سيانيد الذهب، يليه استخراج الذهب باستخدام مسحوق الزنك. تخضع المعادن الثمينة المستخرجة للتكرير الكهربائي لتحقيق نقاء يزيد عن 99.95% قبل صبها في سبائك لتسليمها للعملاء. تخضع جميع النفايات الثلاثة (النفايات السائلة، وغازات العادم، والمخلفات) الناتجة طوال العملية لمعالجة صارمة: يتم تحييد مياه الصرف الصحي باستخدام الأحماض/القلويات لترسيب المعادن الثقيلة؛ ويتم جمع غازات العادم وامتصاص الغازات الحمضية باستخدام المحاليل القلوية؛ ويتم تجميد المخلفات التي تحتوي على المعادن الثقيلة المتبقية وتثبيتها قبل التخلص منها في مراكز معالجة النفايات الخطرة.

-  أحدث تقنيات إعادة تدوير لوحات الدوائر المطبوعة وأسعارها

-  ما هي الميزات الرئيسية لأفضل لوحة الدوائر المطبوعة

-  طرق إعادة تدوير لوحات الدوائر المطبوعة

من خلال هذه العملية الشاملة، تُحقق شركة دونغشنغ إعادة تدوير فعّالة ومُركزة على الموارد للوحات الدوائر المطبوعة، مما يُعزز استعادة المواد القيّمة مع ضمان الامتثال البيئي. تُثبت خبرة الشركة أن نجاح إعادة تدوير لوحات الدوائر المطبوعة يتطلب الموازنة بين الكفاءة التقنية والتكاليف الاقتصادية والمتطلبات البيئية. ومن خلال تحسين العمليات وتبني التقنيات المتقدمة، يُمكن تحقيق نتائج مُربحة للجميع، من حيث الفوائد الاقتصادية والبيئية.

الجدول: مقاييس الإنتاج لكل مرحلة من مراحل عملية إعادة تدوير لوحات الدوائر المطبوعة لشركة دونغشينغ