الصفحة الرئيسية > المدونات > تقنيات إعادة تدوير لوحات الدوائر المطبوعة المتقدمة Aug 13,2025مراسل: DONGSHENG
بحلول عام 2025، ستُحدث تقنية طباعة لوحات الدوائر المطبوعة ثلاثية الأبعاد القابلة للذوبان ثورةً في نماذج إعادة تدوير الإلكترونيات التقليدية. يستخدم نظام Dissolv PCB، الذي طُوّر بالتعاون بين جامعة ماريلاند ومعهد جورجيا للتكنولوجيا وجامعة نوتردام، ركيزة من كحول البولي فينيل (PVA) وحبرًا معدنيًا سائلًا إيوتكتيكيًا من الغاليوم-إنديوم (EGaIn). تُحوّل تصاميم الدوائر إلى نماذج مطبوعة ثلاثية الأبعاد باستخدام برنامج FreeCAD. بعد انتهاء عمرها الافتراضي، تُغمر لوحات الدوائر في الماء، حيث تذوب ركيزة PVA تمامًا في غضون 30 دقيقة، مُطلقةً المكونات السليمة. في هذه الأثناء، يتجمع المعدن السائل في قطرات كروية بفعل التوتر السطحي، مما يُتيح استعادةً فعّالة. تُحقق تقنيات إعادة تدوير لوحات الدوائر المطبوعة المُهدرة هذه معدل إعادة استخدام بنسبة 99.4% لمواد PVA ومعدل استعادة بنسبة 98.6% للمعدن السائل. يُظهر تقييم دورة الحياة (LCA) تفوق هذه التقنية بشكل ملحوظ على معالجة ألواح FR-4 التقليدية في ثمانية مقاييس بيئية، بما في ذلك إمكانية الاحتباس الحراري واستهلاك الموارد. ويُخفّض حلٌّ موازٍ، طوّره فريق من جامعة تسينغهوا في الصين، تكلفة الوحدة بنسبة 38%، مع ثابت عزل كهربائي (3.2) ومقاومة حرارية (180 درجة مئوية) تُضاهي معايير FR-4 الصناعية. وقد دخلت هذه التقنيات ذات الحلقة المغلقة مرحلة الاختبار التجاري في مجالات مثل البطاقات الذكية، مما يسمح للمستخدمين بإذابتها وإعادة تدويرها بأنفسهم بعد استلامها.
على المستوى الصناعي، لا تزال الطرق الميكانيكية والفيزيائية متعددة المراحل هي التقنية الأكثر استخدامًا لإعادة تدوير لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) المستعملة. يستخدم نظام GreenJet Environmental الآلي عملية تكسير وفرز ثلاثية المراحل: أولًا، تُسحق الألواح خشنًا إلى جزيئات بحجم 3-5 سم باستخدام آلة تقطيع ثنائية المحور، ثم تُكرر إلى جزيئات بحجم 0.5-1 سم باستخدام مطحنة مطرقية، وأخيرًا تُطحن إلى مسحوق بحجم 30-80 شبكة باستخدام كسارة أقراص مبردة بالماء. تجمع مرحلة الفرز بين تقنيات فرز تدفق الهواء، وفرز الكثافة، والفرز الكهروستاتيكي عالي الجهد لفصل المكونات المعدنية عن مسحوق الراتنج. تحقق هذه العملية معدل استرداد نحاس ≥ 99%، ومعدل بقايا غير معدنية أقل من 1%، وقدرة معالجة يومية تتراوح بين 600 و800 كجم. يتم التحكم في الغبار بواسطة نظام تجميع غبار نبضي، وتتوافق انبعاثات العادم مع المعايير البيئية الدولية، مما يجعلها مناسبة لمعالجة لوحات الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات عالية المحتوى من النحاس. قامت شركة Dingji Electronics بتحسين هذه التقنية بشكل أكبر، حيث طورت عمليات فرز ذكية بالأشعة السينية (معدل خطأ أقل من 0.5%) وعمليات فرز متكاملة بسحق منخفض الحرارة وفرز كهروستاتيكي للوحات الدوائر الكهربائية ذات المعاوقة، مما حقق نقاء نحاس بنسبة 99.9%، والذي يمكن استخدامه مباشرةً في إنتاج اللوحات الجديدة. يُحوّل مسحوق الراتنج إلى حشوات مواد بناء مقاومة للحريق، مما يحقق استغلالًا كاملًا للموارد، مع انخفاض إجمالي تكاليف التشغيل بنسبة 30%.
في مجال إعادة تدوير المعادن الثمينة ، أصبحت طريقة حمض الأمينو السلفونيك وطريقة الاستخلاص الحيوي حلولاً أساسية لاستخراج الذهب بكفاءة. تعمل طريقة حمض الأمينو السلفونيك في درجة حرارة الغرفة، باستخدام محلول حمض الأمينو السلفونيك 70 جم / لتر مخلوطًا مع 15٪ بيروكسيد الهيدروجين لمعالجة الطبقة المطلية بالذهب، مما يؤدي إلى تآكل طبقة النحاس والنيكل الأساسية لتقشير رقاقة الذهب. عندما تكون نسبة الصلب إلى السائل 1: 5 (جم / مل) ويتم إجراء الاستخلاص لمدة 120 دقيقة، يتجاوز معدل استرداد الذهب 96٪. يمكن للمحلول استعادة النحاس والنيكل لإعادة الاستخدام، ويمكن صهر رقاقة الذهب المجردة دون مزيد من التنقية. تستخدم طريقة الاستخلاص الحيوي عملية من خطوتين: أولاً، تُستخدم بكتيريا كبريتيد الحديد (II) لاستخلاص 99٪ من النحاس في ظل ظروف درجة الحموضة = 2.0 و 44.3 جم / لتر Fe²⁺؛ يُعالَج البقايا بعد ذلك ببكتيريا القضبان الأرجوانية، مع تحديد المعايير المثلى باستخدام منهجية سطح الاستجابة، وهي: الرقم الهيدروجيني = 10.5، وتركيز الجلايسين 4.02 غ/ل، ودرجة الحرارة 31 درجة مئوية، مما يحقق معدل استخلاص للذهب بنسبة 72.58%. تجمع الشركات الكورية الجنوبية بين المعالجة المائية المعدنية وامتصاص البوليمر الوظيفي لاستخلاص الذهب بشكل انتقائي من محاليل الاستخلاص الحمضية، محققةً نقاءً يزيد عن 99.9%، ومخفضةً التكاليف الإجمالية بنسبة 30%.
في التطبيقات العملية، يجب أن يتوافق مزيج التقنيات مع خصائص المكونات. ركائز راتنج الإيبوكسي المبروم: تُحلل تقنية الميثانول فوق الحرج (ScM) 96% من الراتنج العضوي عند درجة حرارة 350 درجة مئوية، و90 دقيقة، وبنسبة سائل إلى صلب تبلغ 20 مل/غرام، مما يُنتج مركبات فينولية خالية من البروم. يُثري تحلل الطبقة العضوية معدن النحاس، محققًا معدل استرداد يبلغ 35.76%، مع كفاءة إعادة تدوير الميثانول تتجاوز 90%.
سائل نفايات الحفر: براءة اختراع جديدة من جامعة جيانغشي للعلوم والتكنولوجيا تستخدم عملية إزالة الشوائب، وتبلور التركيز، وتفاعل الملح مع القلوي لإنتاج هيدروكسيد النحاس الخام من سائل حفر حمضي، يليه إعادة تبلور بالذوبان وتفاعل الأمونيا لتصنيع أكسيد النحاس عالي الجودة. تُضاف إضافات ملح الزنك والمواد الخافضة للتوتر السطحي لزيادة مساحة السطح النوعية، بحيث يلبي أكسيد النحاس النهائي ذو الشكل السداسي متطلبات تطبيقات أشباه الموصلات.
النفايات الإلكترونية المختلطة: طوّر معهد نينغبو لتكنولوجيا وهندسة المواد التابع للأكاديمية الصينية للعلوم نظامًا لامتصاص البوليمرات الوظيفية باستخدام الاستخلاص الحمضي، وذلك لفصل النحاس والقصدير والمعادن النفيسة بالتتابع عن محلول الاستخلاص. يُمكّن هذا البوليمر الماص من استعادة الذهب بكفاءة عالية (≥99.9%)، دون سموم، مع تحويل البقايا الصلبة إلى مواد خام لمواد البناء، مما يُقلل انبعاثات النفايات الثلاثية بنسبة 40%. تُنشئ هذه التقنيات مجتمعةً شبكة إعادة تدوير شاملة تشمل الركائز والمعادن والمواد الخام الكيميائية.
لغة
