هر آنچه بايد درمورد بازيافت بدانيد؛ قسمت دوم
در ادامه فرايند بازيافت اين مواد را از ابعاد مختلف مطالعه و شما را با جديدترين فناوريهاي مرتبط با اين فرايند نيز آشنا مي‌كنيم تا اهميت و لاخبار تخصصي بازيافت را بهتر درك كنيد و ديگر به زبالههاي خود به چشم موادي بي‌اررش نگاه كنيد. زبالهها در‌صورتي‌كه به‌درستي مديريت شوند، حقيقتا طلاي كثيف هستند.
بازيافت فلز
فلزهاي قابل بازيافت
فلزهاي قابل‌بازيافت شامل موارد زير ميشود:
فلزهاي غيرآهني مثل آلومينيوم، فولاد، برنج و مس جزو بيشترين فلزات قابل‌بازيافت هستند؛ البته اگرچه بيشتر فلزات قابليت بازيافت را دارند؛ اما بيشتر ضايعات فلزي بازيافت نمي‌شوند. مس بهترين فلز براي بازيافت محسوب ميشود.
مراحل مختلف بازيافت
جمع‌آوري و جداسازي
فلزهاي قابل‌بازيافت پس از جمع‌آوري (ميزان زيادي از فلزهاي بازيافتي از مردم خريداري مي‌شوند) دسته‌بندي مي‌شوند. در هنگام دسته‌بندي فلزهاي قابل‌بازيافت، مواد فلزي از مواد غيرفلزي به‌دقت جدا و سپس مواد باكيفيت انتخاب مي‌شوند. كيفيت موادفلزي انتخاب‌شده در اين مرحله اهميت زيادي دارد و ميتواند منجر به توليد محصولات بازيافتي باكيفيت شود. درضمن فناوري جديدي براي دسته‌بندي فلزها با كمك هوش مصنوعي ايجاد شده است كه با كمك آن مي‌توان فلزهاي مختلف را با كمك ربات‌هاي پيشرفته و مجهز به حسگرهاي مختلف را به‌صورت كاملا دقيق به دسته‌هاي مختلف تقسيم كرد تا مواد ارسال‌شده به كارخانههاي ذوب مختلف، كيفيت بالا و تضمين‌شده‌اي داشته باشند.
جداسازي با روش طيف‌بيني فروشكست القايي ليزري يكي ديگر از فناوريهاي جديد جداسازي مواد فلزي از يكديگر است. معمولا در بيشتر موارد ذرات منيزيوم با آلومينيوم تركيب شدهاند و جداكردن آن‌ها هم كار دشواري است؛ اما با كمك اين روش كه در آن از اشعه‌ي ليزر متمركز و موج كوتاه استفاده ميشود، مي‌توان ۹۲ درصد از ذرات منيزيوم تركيب‌شده با آلومينيوم را جدا كرد.
به‌تازگي دستگاهي به‌نام STEINERT KSS ايجاد شده كه چند حسگر مختلف را در خود جاي داده است و ميتواند مواد فلزي را براساس شيوه‌هاي مختلف دسته‌بندي كند. قابليت‌هاي اين دستگاه شامل تشخيص رنگ، تشخيص سه‌بعدي با ليزر، انتقال اشعه‌ي ايكس، طيف‌سنجي فلورسنت پرتو ايكس و تشخيص با اشعه‌ي نزديك فروسرخ ميشود.
در جدول زير مي‌توانيد فلزهايي را كه اين دستگاه ميتواند آن‌ها را با حسگرهاي خود با دقت و سرعت بالايي دسته‌بندي كند. قابليت انجام دسته‌بندي چند مرحله‌اي و ارائه‌ي اطلاعات لازم درمورد تركيبات و تشخيص ناخالصي‌ها و مواد تركيب‌شده با فلزات، از ديگر ويژگي‌هاي اين دستگاه هستند كه مي‌توان با استفاده از حسگرهاي اختياري براي هر نوع فلز از آن‌ها بهره‌مند شد.
حسگر تشخيص رنگ | تشخيص سه‌بعدي با ليزر | حسگر القايي | انتقال اشعه‌ي ايكس | طيف‌سنجي فلورسنت پرتو ايكس | تشخيص با اشعه‌ي نزديك فروسرخ | |
|---|---|---|---|---|---|---|
جداسازي آلومينيوم از فلزات سنگين | (X) | (ٓX) | X | |||
كاهش ذرات منيزيم تركيب‌شده با آلومينيوم | (X) | (X) | X | |||
كابل، برد مدار چاپي، tفولاد ضد زنگ و برد مدار چاپي | X | X | X | (X) | ||
فلزات غير آهني و فلزات ارزشمند | (X) | (X) | X | |||
فولاد ضد زنگ و روي | (X) | (X) | X | |||
فلزات و انواع مختلف پلاستيك | (X) | (X) | X | |||
انواع مختلف پلاستيك | X | |||||
تركبب پيشگيرندهي احتراق | X |
X= حسگرهاي اجباري
(X)= حسگرهاي اختياري براي كسب اطلاعات يا جداسازي مرحله‌اي
شركت اليمپوس (Olympus) دستگاه جديدي به‌نام وانتا المنت (Vanta Element) ايجاد كرده است كه ميتواند با قابليت طيف‌سنجي فلورسنت پرتو ايكس خود قطعات فلزي را از انديشه متخصصين كمي، كيفي تحليل و عناصر شيميايي تشكيل‌دهنده‌ي آن‌ها را نيز مطالعه كند. از ديگر ويژگي‌هاي اين دستگاه مي‌توان به مقاومت در برابر گرد‌و‌غبار و رطوبت، عملكرد مناسب در محدوده‌ي دمايي منفي ۱۰ تا مثبت ۴۵، اتصال بي‌سيم به سرويس ابري علمي شركت اليمپوس، برخورداري از كارت‌حافظه‌ي يك گيگابايتي براي ذخيره‌ي اطلاعات و دو پورت USB براي انتقال آسان اطلاعات اشاره كرد.
ارتش آمزيكا نيز توانسته است با سيستمي متشكل از سيستمي جديد متشكل از ۹ ربات به‌همراه ۵۵ دوربين و حسگر، موفق شده است مهمات پرتاب‌كننده‌ي راكت را بازيافت و فلزهاي آلومينيوم، مس و فولاد را از آن‌ها استخراج كند. به دليل اينكه اين مهمات حاوي مواد منفجره هستند. يك دستگاه بينايي كامپيوتري مجهز به هوش مصنوعي قادر است موارد و مساپل غيرمعمول را تشخيص و براي رفع خطر احتمالي به اپراتور هشدار دهد.
پردازش
در اين مرحله مواد فلزي انتخاب‌شده تحت فشار قرار مي‌گيرند و با دستگاه پرس تا جاي ممكن پرس مي‌شوند تا در هنگام انتقال روي نوار نقاله براي خردشدن فضاي كمتري را اشغال كنند.
خردشدن
خردشدن تكه‌هاي فلز باعث ميشود سطح آن‌ها به نسبت حجم افزايش پيدا كند و با انرژي كمتري ذوب شوند. در اين مرحله تكه‌هاي فولاد به شمش فولاد و آلومينيوم به ورق‌هاي آلومينيوم تبديل ميشود. چند سالي است كه دستگاه‌هاي سيار خردكردن نيز اختراع شده است كه ميتواند نقش مهمي در كاهش هزينهي بازيافت ايفا كند.
شركتي به‌نام متسو (Metso) براي خردكردن فلز و ساير مواد قابل‌بازيافت سيستمي را طراحي كرده است كه در آن مي‌توان متناسب با مواد از تيغه‌هاي متنوع استفاده كرد. در سيستم جديد اين شركت مي‌توان از ميزهاي برش هم استفاده كرد. اين ميزها داراي نرم‌افزارها و سخت‌افزارهاي خودكاري هستند كه انجام كارهايي مثل خردكردن و برش در سطح صنعتي را به‌سادگي امكان‌پذير ميكنند. درضمن سيستم متسو از ويژگي‌هايي نظير توانايي تحليل داده‌ها و ارائه‌ي پيشنهادهاي متخصص به مشتريان نيز برخوارد است كه باعث افزايش اعتماد افراد به سيستم و تقويت عملكرد آن ميشود
پالايش
فلزها پس ذوب‌شدن پالايش مي‌شوند تا ناخالصي‌هاي آن‌ها جدا شود و كيفيت مواد به بالاترين ميزان ممكن برسد. در اين مرحله ناخالصي برخي از فلزها بسته به نوع، با روش برق‌كافت (در اين روش عناصر و تركيب‌هايي كه با پيوند شيميايي با يكديگر تركيب شدهاند، با استفاده از جريان برق از يكديگر جدا مي‌شوند) جدا مي‌شوند و برخي از فلزات ديگر به‌سادگي از زير سيستم‌هاي آهنربايي قديمي عبور داده ميشود تا ناخالصي‌هاي آن‌ها جدا شود.
ذوب‌شدن
در اين مرحله انواع فلزات در كوره با دمايي بالا ذوب مي‌شوند. هر يك از انواع فلزات كوره‌ي مخصوص خود را دارند و در دماي مختص خود و در مدت زمان مشخص‌شده‌اي ذوب مي‌شوند. زمان ذوب فلزات بسته به دماي كوره، حجم فلزات موجود در آن و نوع فلز از چند دقيقه تا چند ساعت متغير است. ذوب فلزات انرژي قابل‌توجهي مصرف ميكنند؛ اما مصرف انرژي اين فلزات نسبت به ذوب مواد خام براي توليد فلز جديد كمتر است.
صنعتگران آلماني با ساخت كوره‌ي جديدي در كارخانهي بازيافت تريمت (TRIMET) موفق شدهاند مصرف انرژي را تا ۱۵ درصد كاهش و راندمان بازيافت را افزايش دهند. درضمن ساختار اين كوره به گونه‌اي است كه مي‌توان آن را سريع‌تر از كوره‌هاي متداول پر كرد.
خنك‌سازي و شكل‌دهي
مواد مذاب پس از ذوب‌شدن با نوار نقاله به سمت تونل خنك‌‌كننده فرستاده مي‌شوند تا خنك و جامد شوند. درضمن در اين مرحله مواد شيميايي جهت افزايش استحكام و كيفيت مواد فلزي مذاب و ايجاد چند ويژگي ديگر نيز به اين مواد اضافه ميشود و اجسام فلزي در ابعاد و اشكال مختلف شكل مي‌گيرند.
در پايان اين اجسام مثل قوطي‌هاي فلزي به مراكزي كه مورداستفاده قرار مي‌گيرند، انتقال داده ميشود و پس از آن دوباره اين چرخه تكرار ميشود.
فناوريهاي جديد در حوزه‌ي بازيافت فلز
بازيافت جيوه و تبديل آن به ماده‌اي مفيد و ارزشمند
جيوه فلزي مايع و سمي محسوب ميشود كه دفع آن ميتواند به محيطزيست آسيب زيادي وارد كند. پژوهشگران به فناوري جديدي دست يافتهاند كه با استفاده از آن مي‌توان جيوه را بدون استفاده از مواد شيميايي مضر از پسماندها جدا و با استفاده از روش الكتروشيمي (استفاده از جريان برق جهت ايجاد پيوند شيميايي) به آلياژي از جيوه (تركيب فلز با جيوه) تبديل و سپس از آن براي پركردن دندان يا استخراج و توليد فلزهاي ارزشمندي مثل طلا و نقره استفاده كرد. جيوه در وسايل اندازه‌گيري و لامپ‌هاي فلورسنت نيز استفاده مي‌شوند.
بازيافت فلزات كمياب موجود در وسايل الكترونيكي
پژوهشگران دانشگاه بيرمنگام قصد دارند مركزي براي بازيافت آهنرباهاي ساخته‌شده از نئوديميم، بور (كه از عناصر شيميايي كمياب هستند) و آهن را كه در هارد ديسك، لوازم خانگي برقي و ساير لوازم الكترونيكي استفاده مي‌شوند، تأسيس كنند. پژوهشگران قصد دارند اين قطعات فلزي را ابتدا با استفاده از ربات‌ها دسته‌بندي كنند و پس از پودركردن آن‌ها با استفاده از عنصر هيدروژن، دوباره از آن‌ها براي ساخت آهنرباها استفاده كنند. اين آهنرباهاي الكترونيكي در هر وسيله‌اي كه از الكتريسيته براي ايجاد حركت استفاده مي‌كند، استفاده مي‌شوند. ارزش صنايع مرتبط با اين وسايل يك تريليون پوند است.
بازيافت ذرات فلزي ريز موجود در خاكستري رسوب
شركت كوو اي جي (Kewu AG) با مشاركت Dhz AG موفق به بازيافت ذرات فلزي بسيار ريز موجود در خاكستري رسوبي (خاكستري رسوبي بخشي از پسماند غيرقابل‌اشتعال تاسيساتي مانند نيروگاه‌هاي برق، ديگ‌هاي بخار، كوره‌ها و مراكز زباله سوز است) با ابعاد يك تا چهار ميلي‌متر شدهاند كه ۵۰ درصد از خاكسترهاي رسوبي را تشكيل مي‌دهند. اين فناوري ميتواند به كاهش زبالههاي صنعتي كمك شاياني كند.
بازيافت فيبر كربن تقويت‌شده و استفاده از آن براي ساخت قطعات هواپيما و قطعات الكترونيكي
پژوهشگران آمريكايي به روشي اختصاصي براي فيبر كربن تقويت‌شده (كه معمولا براي ساخت قطعات هواپيما استفاده ميشود) دست يافتهاند. در اين روش فيبر كربن را در كوره قرار مي‌دهند تا رزين موجود در آن بخار شود؛ سپس مواد باقي‌مانده پاك‌سازي و به شركت‌هايي فروخته ميشود كه در زمينه‌ي صنايع الكترونيكي و حمل‌و‌نقل زميني و هوايي فعاليت ميكنند.
بازيافت قوطي‌هاي اسپري
قوطي‌هاي اسپري مي‌توانند به سوخت تبديل شوند
كارآفريني كانادايي فناوري جديدي ايجاد كرده است كه تبديل قوطي‌هاي اسپري به سوخت را امكان‌پذير مي‌كند. وي با استفاده از روش ابداعي خود ابتدا ۹۹ درصد مايع قوطي‌هاي اسپري‌ها را تخليه سپس آن‌ها را به گرد فشرده‌شده‌ي زغال تبديل مي‌كند كه مي‌توان از آن به‌عنوان سوخت در كارخانههاي ذوب آهن استفاده كرد. درضمن مي‌توان گاز موجود در قوطي‌ها را نيز ذخيره و از آن به‌عنوان سوخت نيروگاه‌هاي زباله‌سوز استفاده كرد. استفاده از اين روش باعث انتشار هيچ نوع گاز مضري در هوا نمي‌شود و امكان آتش‌سوزي و انفجار نيز وجود ندارد.
مزايا و معايب زيست‌محيطي
مزايا
بازيافت مس باعث شده است ۲۰ درصد از منابع مس جهان دست‌نخورده باقي بماند. بازيافت كانه‌‌هاي مركب كه دربردارندهي فلزهاي ارزشمندي مثل مس و سرب است، بيش از ۹۰ درصد از فلز روي موردنياز جهان را تأمين مي‌كند. بازيافت هر تن قلع نيز به جلوگيري از استخراج ۱٫۵ تن كاني قلع منجر ميشود.
آثار هنري خلق‌شده از زباله
معايب
حمل‌و‌نقل ضايعات فلزي به مراكز بازيافت ميتواند هوا را به ميزان زيادي آلوده كند؛ طبيعتا اين موضوع درمورد بازيافت ساير انواع مواد نيز صادق است.
مزايا و معايب اقتصادي
مزايا
فلزات مي‌توانند به‌صورت نامحدود بازيافت شوند
معايب
اشكالات مرتبط با بازيافت فلز
تماس انسان با فلز پلوتونيوم و استنشاق گازهاي متصاعدشده از آن باعث ايجاد نقض ژنتيكي و مسموميت راديواكتيو، ابتلا به سرطان ريه و حتي مرگ ميشود. سرب هم حاوي مواد سمي خطرناكي است و در صورت استنشاق يا جذب در سيستم گوارش، اشكالاتي جدي نظير اختلال در مغز، جريان خون و سيستم عصبي را به‌همراه دارد.
محصولات نهايي بازيافت فلز
حجم زيادي از قوطي‌هاي آلومينيومي مواد غذايي، بازيافتي هستند. همچنين به دليل اينكه خصوصيات و استحكام فلزها پس از بازيافت تغيير نمي‌كنند، مي‌توان دوباره از آن‌ها همانند قبل استفاده كرد.فلزهاي بازيافتشده براي ساخت برخي از قطعات دوچرخه و خودرو، ميلگرد، برخي از لوازم خانگي و تيرآهن نيز استفاده مي‌شوند.
بازيافت زبالههاي الكترونيكي
زباله الكترونيكي چيست؟
زبالههاي الكترونيكي وسايل برقي غيرقابل استفاده هستند كه شامل لوازم خانگي مثل تلويزيون، دي‌وي‌‌دي پلير، لوازم پختوپز برقي، فن‌ها، بخاري برقي، كولر، مايكروفر و...، وسايل ديجيتالي مثل كامپيوتر، موبايل، لپ‌تاپ، هارد، برد، باتري، نمايشگر و ساير لوازم الكترونيكي مثل وسايل روشنايي، لوازم برقي مورد استفاده براي تفريح و ورزش ميشود.
مراحل مختلف بازيافت
زبالههاي الكترونيكي پس از جمع‌آوري از سطل‌هاي مخصوص بازيافت و مراكز مخصوص جمع‌آوري اين زباله‌هاُ، به‌دقت دسته‌بندي ميشود و باتري‌ها براي ازيابي كيفيت از ساير مواد جدا ميشود. سپس نيروي انسان آن‌ها را تكه‌تكه و مواد اصلي تشكيل‌دهنده‌ي اين وسايل مانند فلز، پلاستيك، شيشه و بردهاي مدارهاي چاپي جدا مي‌شوند. قطعاتي كه نمي‌توانند به‌صورت دستي جدا شوند، نيز به قطعاتي با قطري بين ۵ تا ۱۰ ساني‌متر تبديل مي‌شوند كه بيشتر و بهتر جداسازي شوند.
در مرحله‌ي بعدي قطعات خردشده روي ميز لرزان كه در قسمت قبلي مقاله درمورد آن توضيح داديم، به قطعه‌هاي كوچكتري تقسيم مي‌شوند و گرد‌هاي باقي‌مانده به‌صورتي دفع مي‌شوند كه هيچ آسيبي به محيطزيست نرسد.
در مرحله‌ي بعد قطعه‌هاي آهنربايي فلزي و فولادي باقي‌مانده در قطعه‌هاي خردشده جدا ميشود. پس از آن نوبت به جداسازي ذرات فلزي با آهنربا مي‌رسد تا تنها ذرات غيرفلزي باقي بمانند. در اين مرحله ذرات مس، آلومينيوم (مثلا هارد حاوي آلومينيوم است) برنج و فولاد جدا و به‌عنوان مواد خام فروخته مي‌شوند يا آن‌ها را به مراكز بازيافت ارسال ميكنند.
در مركز بازيافت ERI واقع در ايالت كاليفرنيا كه بزرگ‌‌ترين مركز بازيافت زبالههاي الكترونيكي محسوب ميشود، از ربات براي جداسازي فلزاتي مثل برنج زرد، مس، آلومينيوم و قطعاتي مثل برد مدارهاي چاپي و خازن را جدا كند. اين ربات قادر است در هر دقيقه با روش مكش ۷۰ قطعه را از روي نوار مقاله جدا كند و ميتواند با استفاده از نرم‌افزار و دوربين خود مواد مختلف را براساس شكل، اندازه، رنگ و بافت با دقت بالا تشخيص دهد.
شركت بازيافت Ronin 8 با فناوري صوتي جديدي توانسته است بردهاي الكترونيكي با كيفيت پايين را به مواد آماده براي ذوب تبديل مي‌كند. در اين روش تكه‌هاي خردشده بردها در يك تونل صوتي پر از آب چرخانده مي‌شوند؛ در هنگام چرخش صدايي با فركانس كم و دامنه‌ي بالا پخش ميشود و مواد فلزي را از مواد غير فلزي جدا مي‌كند. اين فرايند به قدري تكرار ميشود كه ديگر جداسازي مواد مختلف از يكديگر امكان‌پذير نباشد. در اين روش برخلاف روش‌هاي متداول جداسازي، مواد غيرفلزي از بين نمي‌روند. استفاده از فناوري صوتي براي جداسازي مواد غيرفلزي نيز امكان‌پذير است. درضمن احتمالا در آينده استفاده از اين روش در فرايند بازيافت زبالههاي الكترونيكي مثل موبايل‌ها، پنل‌هاي خورشيدي و لامپ پرتوي كاتدي نيز امكان‌پذير خواهد شد.
زبالههاي الكترونيكي دربردارندهي فلزات ارزشمند و نادر هستند
در آخرين مرحله‌ي جداسازي، ذرات بار ديگر روي ميز لرزان با استفاده از آب غربال‌گري مي‌شوند تا ذرات پلاستيك، فلز و شيشه از آن‌ها جدا شود. درضمن در اين مرحله ممكن است فلزات و تركيبات فلزي ارزشمندي مثل طلا (هر تن از بردهاي الكترونيكي حاوي يك كيلو طلا است)، و نقره و فلز ارزشمند و كمياب مثل تانتالوم نيز در ميان ذرات خرده‌شده بردها وجود داشته باشد. در باتري‌ها كه يكي از اصلي‌ترين زبالههاي الكترونيكي براي بازيافت محسوب مي‌شوند، تركيبات فلزي ارزشمندي وجود دارد كه حاوي فلزهاي باارزشي نظير نيكل، فولاد، كادميوم و كبالت هستند؛ اين فلزها براي بازيافت جهت توليد باتري‌هاي جديد يا فولاد باكيفيت ذوب مي‌شوند.
فناوريهاي جديد در بازيافت زبالههاي الكترونيكي
ساخت كاتد قابل‌بازيافت با خلوص بسيار بالا
شركت آمريكن مَنگنيز (American Manganese) پنتنتي براي ساخت كاتد (يكي از اصلي‌ترين مواد براي ساخت باتري‌هاي ليتيومي) با خلوص ۹۹٫۸۸ درصد ثبت كرده است كه ميتواند بدون افت كيفيت بازيافت شود. اين نوع كاتد از بالاترين خلوص و استانداردهاي لازم براي استفاده در صنعت باتري‌سازي برخوردار است.
بد نست بدانيد كه بازيافت باتري‌هاي ليتيومي ۵ مرحله دارد؛ پردازش كاتد، مواد اكتيو، پالايش و خالص‌سازي، استفاده مجدد از ليتيوم و در نهايت بازيافت آن با آب.
استفاده از ميكروارگانيسم‌ها براي جداسازي فلزات ارزشمند از زبالههاي الكترونيكي
شركت مينت اينويشن (Mint Innovation) پالايشگاهي براي پالايش زبالههاي الكترونيكي تأسيس كرده است كه در آن از ميكروارگانيسم‌ها براي جداسازي فلزات ارزشمند مثل طلا، مس و پالاديوم استفاده ميشود. اين روش پردازش بدون نياز به كنترل و نظارت و به‌صورت خودكار انجام ميشود و در آن از مواد شيميايي مضر استفاده نمي‌شود.
بازيافت نقره از باتري‌هاي قليايي زيردريايي‌ها و هواپيماها
باتري‌هاي چند تني زيردريايي‌ها و هواپيماي جنگنده حاوي چند تن نقره هستند (دربرخي از باتري‌ها ۷ تن نقره وجود دارد). در سال‌هاي اخير براي كاهش هزينهي ساخت اين باتري‌ها، ۱۰ تا ۱۵ درصد از اين فلز با سرب جايگزين شده و اين موضوع بازيافت اين فلزات را با اشكال مواجه كرده است؛ اما دانشمندان روسي به روشي دست يافتهاند كه با استفاده آن مي‌توانند نقره را از سرب جدا و دوباره از آن در ساخت باتري‌ها استفاده كنند. در اين فناوري كه ميتواند هزينهي ساخت باتري‌ها را تا چند ميليون دلار كاهش دهد، ابتدا تركيب فلزي داخل باتري‌ها ذوب ميشود و پس از جداسازي سرب از آن، ماده‌اي با خلوص ۹۹٫۹۹ درصد به دست مي‌آيد كه ۸۵ درصد آن از نقره تشكيل شده است.
بازيافت طلا از بردهاي الكترونيكي با روش جديد
شركت اوتوس (Evotus) قصد دارد با روش جديدي ۹۹ درصد از طلاي موجود در زبالههاي الكترونيكي را بازيافت و از هر تن از زبالههاي الكترونيكي، ۱۵۰۰ گرم طلا جدا كند. در اين روش كه براي استخراج مواد معدني نيز مورداستفاده قرار مي‌گيرد، قطعات برد در محلول اسيدي بسيار قدرتمندي به‌نام تيزاب سلطاني حل مي‌شوند. سپس ماده‌ي شيميايي سديم متابي‌سولفيت با محلول تركيب و درنتيجه ذرات طلا ته‌نشين مي‌شوند؛ اين روش مبتكرانه ميتواند سود ميليارد دلاري براي اتوس به ارمغان بياورد.
استفاده از باتري‌هاي ليتيومي خودروهاي برقي براي ليفتراك
باتري‌هاي ليتيومي خودروهاي برقي پس از گذشت مدتي به كارخانه بازگردانده ميشود؛ اما معمولا اين باتري‌ها هنوز قابل‌استفاده هستند و حاوي فلزات ارزشمندي هستند. شركت آئودي تصميم گرفته است از باتري‌هاي برگشتي خودروهاي خود استفاده‌ي بهينه كند و علاوه بر بازيافت فلزات ارزشمند داخل آن‌ها، از آن‌ها به‌عنوان باتري ليفتراك هم استفاده كنند. در ليفتراك‌ها از باتري‌هاي اسيدي سربي استفاده ميشود كه وزن هر كدام از آن‌ها ۲ تن است و بايد براي هر بار شارژ برداشته شوند. با استفاده از باتري‌هاي ليتيومي ديگر نيازي به اين كار نيست. باتري‌هاي ليتيومي عملكرد ليفتراك‌ها را تقويت مي‌كند و باعث ميشود حتي در شيب‌ها هم سرعت مناسبي داشته باشد.
هر يك از باتري‌هاي ليتيومي خودروهاي برقي از ۳۶ ماژول مجزا تشكيل شده است و زماني‌كه به‌عنوان زباله دور انداخته ميشود، قابلبازيافتبودن يا نبودن هر يك از ماژول‌ها به‌صورت جداگانه مورد مطالعه قرار مي‌گيرد. براي ساخت يك باتري بايد ۲۴ ماژول در كنار هم قرار گيرد.
ساخت موبايل‌هايي با قابليت بازيافت ۱۰۰ درصد
پژوهشگران استراليايي موفق شدهاند با استفاده از ماده‌اي نيمه‌رسانا موبايل تاشدني و بسيار باريكي طراحي كرده‌اند كه ميتواند كاملا بازيافت شود. ماده‌ي نيمهرساناي تشكيل‌دهنده‌ي اين موبايل كه قطعه‌اي از آن از مواد آلي و قطعه‌اي ديگر از مواد معدني تشكيل شده است، ميتواند الكتريسته را به نور تبديل كند. ضخامت قطعه‌ي آلي كه از كربن و هيدروژن تشكيل‌شده، تنها به اندازهي يك اتم و ضخامت قطعه‌ي معدني تنها به اندازهي دو اتم است. اين ماده‌ي نيمهرساناي شگفت‌انگيز ميتواند در نمايشگرها براي توليد نور استفاده شود. درضمن موبايل تاشونده‌ي استراليايي به‌طور طبيعي نيز ميتواند كاملا تجزيه شود.
بازيافت باتري‌هاي ليتيومي با استفاده از روش‌هاي جداسازي مواد معدني از يكديگر
پژوهشگران دانشگاه ميشيگان موفق شدهاند با استفاده از روش جداسازي گرانشي و شناورسازي كف، فلزات ارشمند مورداستفاده در باتري‌ها از مواد جدا مي‌شوند. در اين روش ابتدا مس و آلومينيوم موجود در باتري با روش جداسازي گرانشي از يكديگر جدا و پس از آن مواد ارزشمندي مثل گرافيت، ليتيوم و كبالت استخراج مي‌شوند.در اين روش كه نيازمند استفاده از تجهيزات خاص و گران‌ارزش نيست، مس و آلومينيوم براساس وزن از يكديگر جدا مي‌شوند و سپس ذرات فلزي ارزشمند با روش شناورسازي كف جدا مي‌شوند. در اين روش ابتدا مواد مركب از اين مواد آسياب و با آب تركيب مي‌شوند. در مرحله‌ي بعد اين تركيب به آن خميره مي‌گويند، در داخل يك دستگاه مي‌چرخد و درحال چرخش هوا هم در آن دميده ميشود. دميدن هوا در خميره باعث ايجاد كف در اين ماده ميشود (در اين مرحله ضايعات معدني ته‌نشين مي‌شوند)، سپس چند پاروي مكانيكي اين كف را كه حاوي مواد ارزشمند است، به محل ديگري هدايت ميكنند. در پايان پس از شست‌و‌شوي كف، محتويات ارزشمند آن ته‌نشين ميشود؛ پس از آن خشكشدن رسوبات، به‌راحتي مي‌توان فلزات ارزشمند را جمع‌آوري و استفاده كرد
بازيافت نمايشگرهاي LCD با سرعت بالا
بازيافت نمايشگرهاي LCD به دليل برخورداري از مواد شيمايي مضر و خطرناك مثل كريستال مايع و جيوه و ساختار نسبتا پيچيده، كار دشوار و زمان‌بري است. به‌تازگي دستگاهي به‌نام ALR3000TM ساخته شده است كه ميتواند در هر ساعت ۶۰ نمايشگر LCD را پردازش كند و امكان افزودن ماژول‌هاي جديد براي تقويت عملكرد آن نيز وجود دارد. اين دستگاه قادر است مواد خطرناك سمي مثل لامپ‌هاي حاوي جيوه را با سرعت و امنيت بالا از مواد غيرسمي جدا و سپس ذرات مواد غير سمي مثل فلز نادر اينديوم و پلاستيك را از يكديگر تفكيك و آماده‌ي بازيافت كند. اين دستگاه ميتواند بازيافت LCD را از لحاظ اقتصادي مقرون‌به‌صرفه كند.
استخراج فلزات ارزشمند از بردهاي الكترونيكي تنها در ۱۵ دقيقه
پژوهشگران دانشگاه كورك كالج ايرلند موفق شدهاند با استفاده از روش جديدي ميزان استخراج فلزات بازيافتي يعني مس، آلومينيوم، فولاد و لحيم از بردهاي الكترونيكي را به بيش از ۹۵ افزايش دهند (درحالحاضر اين ميزان بين ۷۰ تا ۸۰ درصد است؛ البته اين رقم براي فلزات ارزشمندي مثل اينديوم و تانتالوم به ۵۰ تا ۸۰ درصد كاهش مي‌يابد). در اين روش كه فلزات تنها ظرف مدت ۱۵ دقيقه استخراج مي‌شوند، قطعات بردهاي الكترونيكي همراه‌با نيتروژن در نمك مذاب در دماي ۳۵۰ تا ۴۰۰ درجه سانتيگراد قرار مي‌گيرند. در اين روش سريع نيازي به خردكردن بردها نيست؛ بنابراين هيچ يك از قطعات فلزي از بين نمي‌روند و هزينهي بازيافت نسبت به روش قديمي كاهش مي‌يابد. پژوهشگران مجري اين فناوري مدعي هستند كه روش ابداعي آن‌ها براي بازيافت نمايشگرهاي LCD و باتري‌ها هم قابل‌استفاده است.
بازيافت موبايل‌هاي آيفون با ربات اپل
اپل رباتي به‌نام ديزي (Daisy) را معرفي كرده است كه ميتواند در آن واحد قطعات ۹ موبايل آيفون با مدل‌هاي مختلف را جدا كند تا در بخش‌هاي ديگر دوباره جدا شوند. ساير مراكز بازيافتي كه تجهيزات لازم براي بازيافت موبايل را در اختيار ندارند، نيز مي‌توانند از ربات اپل استفاده كنند. اپل اعلام كرده است كه اين ربات يك سال پس از عرضه‌ي آيفون‌ها و مك‌بوك‌هاي اين شركت كه ۱۰۰ درصد قابل‌بازيافت باشند، روانه‌ي بازار خواهد شد.
كوپرتينونشين‌ها ديگري به‌نام ليام (Liam) معرفي كرده‌اند كه ميتواند قطعات يك موبايل آيفون را تنها در مدت ۱۱ ثانيه از يكديگر جدا كند. ليام ميتواند سالانه ۱٫۲ ميليون دستگاه موبايل را بازيافت كند. باتوجه كه تنها در سال ۲۰۱۷، ۲۳۱ ميليون دستگاه موبايل آيفون عرضه كرده است، وجود اين ربات براي بازيافت موبايل‌هاي دورريخته‌شده كاملا ضروري به‌انديشه متخصصين مي‌رسد.
توليد شمش نقره از فلزات موجود در بردهاي كامپيوتر
شركت ايترونيكز (Itronic) با روش مبتكرانه‌اي موفق شده است فلز نقره موجود در بردهاي كامپيوتر و ساير زبالههاي الكترونيكي را بازيافت و به شمش‌هاي قابل‌فروش نقره تبديل كند. درحالحاضر ميزان توليد نقره با اين روش، درحدود ۴۶٫۲۵ گرم است. در اين روش بردهاي الكترونيكي براي فرمول‌سازي و ايجاد تركيب شيميايي شيشه مانند، با روغن لحيم تركيب مي‌شوند. سپس فلزات ارزشمند كه نقره و مس است از ساير ناخالصي‌ها جدا مي‌شوند.
مزايا و معايب زيست‌محيطي
مزايا
زبالههاي الكترونيكي تهديدي جدي براي سلامتي انسان هستند
از مهم‌ترين آسيب‌هاي زبالههاي الكترونيكي به سلامت انسان و محيط مي‌توان به آسيب به جريان خون، كليه‌‌ها، سيستم‌هاي عصبي و پيراموني انسان به دليل استنشاق سرب، گسترش ابتلا به انواع سرطان، بيماري‌هاي گوارشي، عصبي و تنفسي، مختل‌شدن عملكرد دستگاه ادراري، ايجاد اشكالات مربوط به استخوان، آلودگي آب‌هاي زيرزميني و آب اقيانوس‌ها و درياها كه منجر به جذب مواد سمي در بدن انسان به دليل مصرف آب آلوده و آسيب به موجودات آبزي (مخصوصا در كشورهاي درحال توسعه؛ چون زبالههاي الكترونيكي بيشتر در اين كشورها دفع ميشود) اشاره كرد.
معايب
مزايا و معايب اقتصادي
مزايا
معايب اقتصادي
يكي از معايب كلي بازيافت زبالههاي الكترونيكي نبود قوانين مشخص براي بيخطركردن فرايند بازيافت است.
اشكالات بازيافت زبالههاي الكترونيكي
بازيافت زبالههاي الكترونيكي در ايران
طبق آمار هر ساله ۱٫۲ تا ۱٫۵ ميليون دستگاه رايانه در ايران مونتاژ مي‌شوند كه پس از گذشت مدتي بايد دفع يا بازيافت شوند. درحالحاضر ۴ ميليون دستگاه رايانه غيرقابل‌استفاده و از رده خارج شدهاند. در كشورمان مراكزي براي بازيافت اين نوع از زبالهها وجود دارد؛ اما شهرداري‌ها و سازمان محيطزيست از اين كار حمايت نمي‌كنند و مراحل مختلف بازيافت به دست افراد فعال در اين حرفه
بازيافت شيشه
متاسفانه تنها بطري‌هاي شيشه‌اي نوشيدني‌ها، مواد غذايي و بطري‌هاي مرباها، ترشي‌ها و هر ماده‌ي غذايي ديگر كه بطري آن‌ها شبيه بطري مربا است، قابل بازيافت هستند؛ البته برخي از بطري‌هاي شيشه‌اي كه از شيشهي آبداده (شيشهي سفت‌شده) ساخته شدهاند، به‌دليل برخورداري از مواد شيميايي قابل‌استفاده نيستند. هنگام توليد شيشه از مواد خام نيز ضايعاتي توليد ميشود كه تنها داراي اشكالاتي همچون كم يا زياد بودن ضخامت برخوردار هستند.
مراحل مختلف بازيافت
مواد شيشه‌اي نيز مانند كاغذ و فلز ابتدا از سطل‌هاي مخصوص بازيافت و مراكز بازيافت جمع‌آوري و پس از انتقال به مراكز بازيافت، براساس رنگ دسته‌بندي مي‌شوند؛ در برخي از مراكز سطل‌هاي جداگانه‌اي وجود دارد كه هر كدام مختص يك رنگ هستند و استفاده از چنين روشي ميتواند دسته‌بندي شيشه‌ها را بسيار راحت‌تر كند؛ البته در مراكزي كه از سيستم نوري براي دسته‌بندي شيشه‌ها استفاده ميشود (اين سيستم كه در بخش قبلي درمورد توضيح داديم، ميتواند شيشه‌ها را براساس رنگ دسته‌بندي كند) و مراكزي كه بطري‌هاي شيشه‌اي براي توليد بطري‌ها و شيشه‌هاي بيشتر بازيافت نمي‌شوند، دسته‌بندي شيشه‌ها براساس رنگ ضرورتي ندارد. جالب است بدانيد كه شيشه‌ها حتي پس از بازيافت نيز رنگ خود را حفظ ميكنند.
يكي از اشكالات جداسازي شيشه‌ها، دشواري تشخيص و جداسازي شيشه‌هاي تيره و كدر است. اين كار تقريبا غيرممكن است و معمولا اين نوع شيشه‌ها كاملا دفع مي‌شوند؛ اما به‌تازگي مركز بازيافتي تأسيس شده است كه سيستم مورداستفاده در آن ميتواند شيشه‌هاي كدر و تيره را تشخيص دهد. اين سيستم قادر است شيشه‌ها را ۲۰ هزار بار در دقيقه شناسايي كند و در هر دقيقه ۱۰۰ هزار قطعه شيشه را تشخيص دهد. درضمن اين سيستم با كمك هوش مصنوعي ميتواند شيشه‌هاي كدر را سراميك و سنگ تشخيص دهد. اين كار قبلا غيرممكن بود و اين سيستم جديد ميتواند ميزان زبالههاي شيشه‌اي را تا ميزان زيادي كاهش دهد.
بطري‌ها پس از دسته‌بندي شسته مي‌شوند تا ناخالصي‌هاي آن‌ها از بين برود. در اين مرحله ناخالصي‌هاي شيشه كه شامل موارد زير است، از شيشه جدا ميشود.
جداكردن مواد معدني، شيشه‌هاي ضد حرارت و شيشه‌هاي كريستالي اهميت زيادي دارد؛ زيرا شيشه‌ها در دمايي بالاتر از دماي موردنياز براي ذوب شيشه ذوب مي‌شوند. پاك‌سازي مواد شيشه‌اي و خردكردن آن‌ها در اندازهي مناسب، براي افزايش راندمان و بهره‌وري فرايند دسته‌بندي خودكار تا حداكثر ميزان ممكن، نيز بسيار مهم است. حتي مي‌توان بسته به نوع پردازش هم‌زمان از چند نوار نقاله استفاده كرد.
سيستم نوري با استفاده از چند حسگر و دوربين ناخالصي‌هاي شيشه را جدا مي‌كند؛ اما گاهي اوقات ممكن است ذرات ريز مواد معدني موجود در بين شيشه‌ها و ساير مواد چسبيده‌شده به آن‌ها سطح حسگرها را بپوشاند و عملكرد آن‌ها را مختل كند (معمولا مردم بطري‌هاي شيشه‌اي را از قبل از دورانداختن نمي‌شويند و اين موضوع ميتواند در هنگام پردازش شيشه اشكالاتي را ايجاد كند)
پژوهشگران براي جلوگيري از اين اشكال به راه‌حل خوبي دست يافتهاند. در اين روش ابتدا شيشه‌ها در معرض هواي جديد قرار مي‌شوند تا مواد آلي كه باعث چسبيدن مواد مختلف به شيشه شده است، خشك شود. در مرحله‌ي بعد شيشه‌ها در محفظه‌ي بزرگي پوليش مي‌شوند تا مواد مختلف از آن‌ها جدا شود. اگرچه استفاده از اين روش هزينهي بازيافت را افزايش مي‌دهد؛ اما از سوي ديگر ميزان بطري هاي شيشه‌اي غيرقابل‌بازيافت را كاهش مي‌دهد و تأثيرات مثبت اقتصادي استفاده از اين سيستم در دوره‌هاي ميان مدت و بلندمدت كاملا مشخص ميشود.
مواد شيشه‌اي پس از پردازش و قبل از ورود به كوره با مواد خامي مثل سديم كربات و شن تركيب مي‌شوند. شيشه‌ها پس از ذوب در دماي ۱۴۰۰ تا ۱۶۰۰ (بسته به نوع شيشه) و قالب‌گيري، يا دوباره به‌عنوان بطري‌هاي شيشه‌اي مورداستفاده قرار مي‌گيرند يا در بخش‌هاي ديگر مورداستفاده قرار مي‌گيرند. پس از دورانداختن شيشه‌ها دوباره اين روند تكرار ميشود. جالب است بدانيد كه با هر افزايش ۱۰ درصدي استفاده از مواد شيشه‌اي پردازش شده، انرژي لازم براي ذوب ۲ تا ۳ درصد كاهش مي‌يابد و اين كار در نهايت ميتواند انرژي لازم را تا ۳۰ درصد كاهش دهد.
فناوريهاي جديد بازيافت شيشه
استفاده از خرده شيشه به‌عنوان شن و ماسه در آسفالت
شركت ساختماني اَلكس فِريزر (Alex Fraser) با استفاده از روش مبتكرانه‌اي توانسته است از خرده شيشه براي تقويت استحكام و دوام آسفالت جاده‌ها استفاده كند. اين شركت پس از پردازش مواد شيشه‌اي مثل بطري‌هاي شيشه‌اي، آن‌ها را براي توليد شن، پودر مي‌كند. در مرحله‌ي بعد شن تهيه‌ي شده با پودر شيشه براي ساخت آسفالت استفاده ميشود. اين آسفالت جديد نسبت به آسفالت معمولي از مقاومت و دوام بيشتري برخورداري است. يادآوري ميشود كه شن تهيه‌شده با پودر شيشه ميتواند براي تهيه‌ي ساير مصالح ساختماني مثل بتن و آجر نيز استفاده شود.
تبديل شيشه به مواد عايق
كارخانهي بازيافت شيشهي ناف اينسولِيشن (Knauf Insulation) كه در آينده‌ي نزديك تأسيس خواهد شد. بطري‌هاي شيشه‌اي قابل‌بازيافت را به عايق حرارتي تبديل خواهد كرد. در اين كارخانه مواد شيشه‌اي پس از خشكشدن و پالايش، تميز و خرد مي‌شوند و پس از ذوب‌شدن، به پشم شيشه تبديل مي‌شوند و براي ساخت عايق‌هاي حرارتي جهت حفظ انرژي مورداستفاده قرار مي‌گيرند. اين عايق‌ها مي‌توانند با پوشاندن سقف، كف و ديوارهاي ساختمان به ميزان زيادي از اتلاف انرژي جلوگيري كنند. اين كارخانه كه در انگلستان تأسيس خواهد شد، در تقويت اقتصاد دوراني اين كشور نقش مهمي خواهد داشت. دركل تمام انواع بازيافت مي‌توانند اقتصاد دوراني را به ميزان چشمگيري افزايش دهند و استفاده‌ي مفيد از منابع موجود را به حداكثر برسانند.
توليد آند باتري ليتيومي با استفاده از دي‌اكسيد سيليكون موجود در بطري‌هاي شيشه‌اي نوشيدني
پژوهشگران دانشگاه كاليفرنيا موفق شدهاند دي‌اكسيد سيليكون موجود در بطري‌هاي شيشه‌اي نوشيدني را استخراج و آن‌ها را به نانوذرات سيليكون براي ساخت آند باتري‌هاي ليتيومي تبديل كنند. توانايي ذخيره‌سازي آند سيليكوني، ۱۰ برابر آندهاي گرافيتي متداول است و مي‌توان با پوشاندن اين ذرات نانو با پوششي از جنس كربن، پايداري و توانايي ذخيره‌سازي انرژي آن‌ها را افزايش داد. با استفاده از اين فناوري مي‌توان باتري‌هاي براي وسايل الكترونيكي تهيه كرد كه نسبت به باتري‌هاي متداول در مدت كوتاه‌تري شارژ شوند و عمر بيشتري نسبت به آن‌ها داشته باشند.
بيخطركردن فرود هواپيماها با اسفنج‌هاي شيشه‌اي
اسفنج‌هاي شيشه‌اي يكي از موادي هستند كه با شيشه‌هاي قابل‌بازيافت توليد مي‌شوند و معمولا به‌عنوان عايق حرارتي به كار مي‌روند؛ اما شركتي سوئدي در اقدامي مبتكرانه توانسته است، با پوشاندن باند فرودگاه شيكاگو با اين مواد، فرود هواپيما را كاملا بي‌خطر كند. استفاده از اين پوشش‌ها باعث ميشود سرعت هواپيما در هنگام تماس با باند به ميزان محسوسي كاهش يابد و بدون منحرف‌شدن از مسير متوقف شود.
مزايا و معايب زيست‌محيطي
مزايا
معايب
مزايا و معايب اقتصادي
مزايا
معايب
اشكالات بازيافت شيشه
كشورهاي پيشتاز در زمينه‌ي بازيافت شيشه
همان‌طور كه گفتيم كشورهاي اروپايي دراين‌زمينه در صدر هستند و از ميان آن‌ها مي‌توان به سوئد، بلژيك، لوكزامبورگ، اتريش و آلمان (آلمان برترين كشور در زمينه‌ي بازيافت مواد مختلف است) اشاره كرد. ايتاليا، هلند و مالتنيز در سال‌هاي اخير پيشرفت خوبي دراين‌زمينه داشته‌اند.
بازيافت شيشه در ايران
اولين كارخانهي بازيافت شيشه كشور سال گذشته در قزوين افتتاح شد. اين كارخانه كه در آن از فناوريهاي به‌روز و منحصربه‌فرد استفاده ميشود، روزانه ظرفيت توليد ۴۰۰ تن بطري و شيشه را دارد. ۷۵ درصد از مواد مورداستفاده براي توليد محصولات شيشه‌اي از ضايعات شيشه‌اي تأمين ميشود. از ويژگي‌هاي بارز اين كارخانه مي‌توان به استفاده از فناوريهاي دوستدار محيطزيست و كاهش نياز به استفاده از مواد خام اوليه اشاره كرد.
محصولات نهايي بازيافت شيشه
همان‌طور كه قبلا گفتيم شيشه‌ها پس از بازيافت يا دوباره به بطري‌هاي شيشه‌اي تبديل مي‌شوند يا براي افزايش استحكام آجر و بتن به‌عنوان سنگدانه مورد استفاده قرار مي‌گيرد. استفاده از سنگ‌دانه‌ي شيشه‌اي علاوه‌بر افزايش استحكام آجر و بتن، زيبايي ظاهري آن‌ها را افزايش مي‌دهد و به دليل اينكه اين سنگدانه نوعي عايق حرارتي محسوب مي‌شوند، آن‌ها را به عايق حرارتي بهتري تبديل مي‌كند. سنگ‌دانه‌هاي شيشه‌اي معمولا در اطراف لوله‌هابي فاضلاب و لوله‌هاي آب نيز استفاده ميشود. اجسام تزئيني و هنري شيشه‌اي يكي ديگر از محصولاتي هستند كه با شيشهي بازيافتي تهيه مي‌شوند.
هم انديشي ها