Измельчение электронных отходов зеленое, чистое и холодное: исследователи используют криомельницу для превращения печатных плат в отдельные порошки

В частности, они хотят сделать частицы настолько маленькими, чтобы разделение различных компонентов было относительно простым по сравнению с процессами, используемыми сейчас для переработки электронного мусора.
Чандра Секхар Тивари, научный сотрудник Райс и исследователь Индийского института науки в Бангалоре, использует низкотемпературную криомельницу для измельчения электронных отходов — в первую очередь микросхем, других электронных компонентов и полимеров, из которых состоят печатные платы. (ПХБ) — на частицы настолько мелкие, что они не загрязняют друг друга.
Затем их можно будет отсортировать и использовать повторно, — сказал он.
Этот процесс является предметом статьи «Materials Today» Тивари, ученого-материаловеда из Райса Пуликеля Аджаяна и профессоров Индийского института Каманио Чаттопадхая и Д.п.

Махапатра.
Исследователи намереваются заменить существующие процессы, которые включают сброс устаревшей электроники на свалки или сжигание или обработку их химическими веществами для восстановления ценных металлов и сплавов. По словам Тивари, ни один из них не является экологически безопасным.

«В любом случае цикл является односторонним, и сжигание или использование химикатов требует много энергии, но при этом остаются отходы», — сказал он. «Мы предлагаем систему, которая разбивает все компоненты — металлы, оксиды и полимеры — на однородные порошки и упрощает их повторное использование."
По оценкам исследователей, так называемые электронные отходы вырастут на 33 процента в течение следующих четырех лет и к 2030 году будут весить более миллиарда тонн.

По словам Тивари, от 80 до 85 процентов часто токсичных электронных отходов попадает в мусоросжигательный завод или на свалку, и это самый быстрорастущий поток отходов в Соединенных Штатах, по данным Агентства по охране окружающей среды.
Ответом могут быть увеличенные версии криомельницы, разработанной индийской командой, которая вместо нагрева поддерживает материалы при сверхнизких температурах во время дробления.
По словам Тивари, холодные материалы более хрупкие и их легче измельчить. "Мы пользуемся преимуществами физики. Когда вы нагреваете предметы, они с большей вероятностью объединятся: вы можете поместить металлы в полимер, оксиды в полимеры.

Вот для чего нужна высокотемпературная обработка, и она действительно упрощает смешивание.
"Но при низких температурах они не любят смешиваться.

Основные свойства материалов — их модуль упругости, теплопроводность и коэффициент теплового расширения — все изменяются. Они позволяют всему хорошо разделяться », — сказал он.
Испытуемыми в данном случае были компьютерные мыши — или, по крайней мере, внутренности их печатных плат.

Криомельница содержала аргон и один шар из инструментальной стали. Постоянный поток жидкого азота поддерживал температуру контейнера 154 кельвина (минус 182 градуса по Фаренгейту).

При встряхивании шар сначала разбивает полимер, затем металлы, а затем оксиды, достаточную длину, чтобы разделить материалы в порошок, с частицами шириной от 20 до 100 нанометров. Это может занять до трех часов, после чего частицы погружаются в воду, чтобы отделить их.
«Тогда их можно будет использовать повторно», — сказал он. "Ничего не пропадает зря."

Портал обо всем