Tecnología de Reciclaje para Tarjetas de Circuitos Impresos Parte1

En una reciente investigación, con el apoyo del Departamento de Comercio e Industrias de Inglaterra, se reveló como una prioridad la necesidad de métodos que efectivamente puedan lidiar con los TCI. Por ejemplo, en USA, se estiman que son generados aproximadamente 250,000 toneladas por año de desperdicio de TCI, y una investigación indica que sólo el 25% está sujeto a alguna forma de reciclaje, y el resto se consigna al campo de desperdicio.

Introducción

Existe una preocupación marcada acerca del incremento en el volumen de desperdicio electrónico, y el hecho de que mucho de este sea desechados en basureros municipales. La capacidad limitada de estos basureros, y la necesidad de adoptar medidas sostenibles para la disposición final de estos materiales, trae mayor atención hacia los problemas asociados con los desechos de aparatos electrónicos.

En Estados Unidos recientemente se aprobaron nuevas legislaciones, como la de desperdicios eléctricos y equipos electrónicos, lo que supondrá un incremento en el reciclaje de los materiales que se encuentran en los desperdicios electrónicos. En un estudio reciente, un hecho que sobresalió fue la disposición de TCI y la falta de metodologías e infraestructura capaz de manejar el aumento de volúmenes que se están generando. Actualmente sólo las tarjetas electrónicas están siendo recicladas, ya que tienen valor debido a su contenido de metales preciosos. Sin embargo, su "reciclaje" está limitado al proceso de refinación. Con la reciente presión para reciclar más TCI, hay una clara necesidad para desarrollar e implementar métodos integrales de reciclaje. La intención de este post es identificar y evaluar tecnologías potenciales que podrían ser utilizadas para el reciclaje de las TCI y sus componentes.

Ejemplos de tarjetas de circuitos impresos:

Tarjetas de circuitos impresos

Situación Actual

Aunque la información acerca de las cantidades de desperdicio electrónico es publicada por el Consejo de Reciclaje Electrónico, las cantidades específicas relacionadas con el TCI varían mucho y no están realmente disponibles. En discusiones con personajes en la industria del reciclaje, se cree que 250,000 toneladas por año de tarjetas electrónicas se generan en USA, de las cuales 150,000 toneladas son TCI. Las otras 100,000 toneladas son tarjetas sin componentes o desecho relacionado con la produccion de las mismas. De las 250,000 toneladas se estima que sólo el 25% es reciclado, y el remanente queda en los basureros municiapales. Una porción de esta irá a los campos de desperdicio en Asia una vez que la demanda de manufactura y tarjetas esté satisfecha.

Reciclaje

Las tarjetas de circuitos impresos tienen típicamente una composición característica como sigue:
  • FVP (Fibra de Vidrio Polímero) : < 70%
  • Cobre : 16%
  • Soldadura (Estaño 63% / Plomo 37%) : 4%
  • Acero : 3%
  • Níquel : 2%
  • Plata : 0.05%
  • Oro : 0.03%
  • Paladio : 0.01%
  • Otros componentes (bismuto, antimonio, tantalio, etc. : < 0.01%
Las rutas generales de reciclaje de TCI incluyen la recuperación de componentes por medio del desmantelamiento y reciclaje de materiales vía proceso mecánico, piro metalúrgico, hidrometalurgia, o una combinación de técnicas.

Hay mercados especializados para los componentes que se recuperan de las TCI. Por un lado las tecnologías robóticas ofrecen la capacidad de remoción efectiva de componentes y desmantelamiento, pero el alto costo y tecnología de los nuevos componentes pueden limitar la viabilidad del reciclaje. Sin embargo, hay técnicas y tecnologías para el desmantelamiento como aquellas que utilizan el proceso termal en combinación a la remoción de la soldadura usando rollos metálicos de corte, la cual puede ser una alternativa efectiva en términos de costos.

El tratamiento pirolítico implica calentamiento y encendido del horno a 1,200 grados Celsius, por medio de inyección de aire. Los constituyentes orgánicos son destruidos a estas temperaturas y las emisiones toxicas se neutralizan con quemadores expansivos. El ?metal negro? producido es muy rico en cobre y puede ser sujeto a refinación electrolítica. Los metales preciosos son al final recuperados de lodo anódico por medio de lacheo, calentamiento y precipitación.

La gran mayoría del desperdicio electrónico de ensamble que actualmente entra en la ruta del reciclaje es primordialmente por el contenido de metal precioso, y está sujeto a un tratamiento pirolítico (refinación) después de un tratamiento primario mecánico (reducción mecánica del volumen). Como siempre, hay otros tratamientos mecánicos avanzados que le añaden valor antes del tratamiento pirolítico, y que generan componentes poliméricos que efectúan un reciclaje verdadero. En Alemania, por ejemplo, la compañía Fuba ha comercializado una generación de 92 a 95% de contenido metálico del reciclaje TCI sin componentes, utilizando un procedimiento mecánico que involucra un proceso de granulación, trituración, separación magnetica, clasificación y separación electrostática. Los polímeros resultantes del reciclado de esta operación se le ha encontrado aplicación en moldeo extruido y relleno para materiales de construcción. Estas aplicaciones para la separación de plásticos ha sido recientemente remplazada por el desarrollo exclusivo de Fuba que combina el uso de químicos resistentes para la fabricación de tarimas.

Sistemas comerciales de reciclaje son también ofrecidos en nuevas plantas, donde emplean corrientes tipo "EDDY" de separación (ferroso y fracciones de aluminio/cobre), clasificación, separación electrostática, y tratamiento secundario para generar fracciones metálicas, material no conductivo (plástico), y fracciones metálicas de los sub ensambles de TCI. Algunos laminados de materiales de desperdicio son mejor evaluados como desperdicio de TCI (y puede ser sujeto a pirólisis para la recuperación de cobre o la generación de ceniza de cobre para la utilizarse en la produccion de fertilizantes), los avances de hidrometalurgia han sido ya comercializados en USA.

Este post continúa en Parte II...