خط إعادة تدوير لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) والنفايات الإلكترونية: كيف تُحوَّل لوحات الدوائر المطبوعة إلى نحاس ومعادن ثمينة ومسحوق راتنج

نُشر في «الأخبار والرؤى» · «حلول إعادة التدوير»

بقلم Henan Jiacui Intelligent Equipment Co., Ltd.

تعد لوحات الدوائر المطبوعة من بين أكثر المواد التي تحتوي على تركيزات عالية من المعادن القابلة للاسترداد في تدفق النفايات الحضرية. كما أنها من أصعب المواد في المعالجة: فهي مركب يتألف من رقائق النحاس، والألياف الزجاجية، وراتنج الإيبوكسي المُعالج، ومواد اللحام، ومثبطات اللهب المبرومة، بالإضافة إلى — في اللوحات التي تحتوي على مكونات كثيرة — الذهب والفضة والبلاديوم. وتتزايد القيود المفروضة على كل من مدافن النفايات والحرق، مما يدفع إلى الاستثمار في خطوط إعادة التدوير الميكانيكية المخصصة.

العملية الموضحة أدناه هي الفصل الفيزيائي الجاف هذه الطريقة، التي تهيمن على المنشآت الحديثة لأنها تتجنب عبء معالجة مياه الصرف الناتج عن الفصل الرطب (باستخدام طاولة الاهتزاز). ويُعد هذا التسلسل — التفكيك، وتكسير الحجم على مرحلتين، ثم الفصل حسب الكثافة والفصل الكهروستاتيكي — معيارًا متبعًا في جميع أنحاء الصناعة.

المرحلة الأولى — التفكيك وإزالة المكونات

تحتوي اللوحات المكتظة بالمكونات على المكونات الأعلى قيمة. يتم إزالة المكثفات، والدوائر المتكاملة، ووحدات المعالجة المركزية، ووحدات الذاكرة أولاً، إما بالحرارة — عن طريق تسخين اللوحة إلى درجة تزيد عن حوالي 200 درجة مئوية حتى يتم إعادة صهر اللحام — أو باستخدام مذيبات تعمل على إذابة اللحام وإخراج المكونات سليمة. ثم تُنقل المكونات المفككة إلى دوائر مخصصة لترشيح المعادن الثمينة وتكريرها، حيث تكمن غالبية قيمة الذهب.

وما تبقى هو لوحة عارية: رقائق النحاس، والراتنج، والألياف الزجاجية. هذا هو ما تقوم خط المعالجة الميكانيكية بمعالجته. ويعتمد ما إذا كان يتم تفكيك اللوحات أم إدخالها كاملة على درجة جودتها — فغالبًا ما تتم معالجة اللوحات الاستهلاكية منخفضة الجودة كاملة، لأن تكلفة العمالة اللازمة لتفكيكها تتجاوز قيمة المكونات القابلة للاسترداد.

المرحلة الثانية — التقطيع الخشن

يتم تغذية الألواح العارية إلى آلة التقطيع ذات المحورين الذي يمزقها إلى شرائح أو أجزاء، وعادةً ما يكون ذلك في 20–50 ملم النطاق. وتُعد حركة القص التي توفرها الآلة ذات المحورين ذات السرعة المنخفضة مناسبة تمامًا في هذه الحالة: فطبقة رقائق لوحات الدوائر المطبوعة ذات طبيعة كاشطة ومملوءة بالزجاج، كما أن الأحمال الصدمية الناتجة عن الكسارة الصدمية من شأنها أن تلحق أضرارًا بالغة بالأدوات.

بالنسبة لخط إنتاج لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) المخصص، فإن الطراز 800 (شفرة بقطر 316) هو خيار نموذجي — وهو 800 × 630 ملم غرفة مزدوجة 22 كيلوواط المحركات، Ø316 مم الشفرات في 55SiCr في 30 ملم السماكة، قطر 155 ملم تركيب العمود 22222 محامل أسطوانية كروية. عندما تصل الألواح خالية من المحتويات وبكميات كبيرة، فإن الطراز 1000 (قطر 316) مع 1,000 × 630 ملم غرفة مزدوجة 30 كيلوواط يؤدي ذلك إلى زيادة الإنتاجية دون تغيير العملية اللاحقة.

المرحلة الثالثة — الطحن الدقيق والتصنيف

يتم نقل الشظايا الخشنة هوائيًا إلى مطحنة مطرقية أو آلة طحن، حيث يؤدي التصادم عالي السرعة والقص والاحتكاك إلى تقليص حجمها إلى ما يقارب 1 ملم، وفي دوائر عالية النقاء تصل دقة تفاصيلها إلى 0.5–2 ملم. والغرض من هذه المرحلة هو التحرير: يجب فصل المعدن فعليًّا عن الراتنج حتى تتمكن أجهزة الفصل اللاحقة من معالجة الجسيمات الفردية بدلاً من المركبات.

أ المنخل الاهتزازي الدوار يقوم بتصنيف المسحوق المطحون. تمر المواد التي تتوافق مع المقاس المطلوب إلى المرحلة التالية؛ أما المواد التي تتجاوز المقاس المطلوب فتُعاد تلقائيًّا لإعادة الطحن. ويُعد الطحن في الدائرة المغلقة من هذا النوع هو ما يضمن اتساق عملية الفصل النهائية.

بالنسبة لأعمال الطحن الدقيق، فإن منتجاتنا مطحنة مسحوق قرصية عمودية طراز YH-800 هي الوحدة المخصصة، المصممة لمعالجة المسحوق الكاشط المُشبع بالزجاج الذي تنتجه لوحات الدوائر الكهربائية.

المرحلة الرابعة — الفصل على أساس الكثافة

الخاصية الفيزيائية التي تجعل إعادة تدوير لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) أمراً ممكناً هي الفارق في الكثافة بين المعادن وغير المعادن. تبلغ كثافة النحاس حوالي 8.9 غ/سم³؛ الألومنيوم حوالي 2.7؛ مصفوفة الراتنج والألياف الزجاجية تقريبًا 1.5–2.0 غ/سم³. أ سرير الفصل بالهواء والجاذبية ويستفيد هذا النظام بالضبط من ذلك: فعلى منصة تهتز مع تدفق هواء تصاعدي يتم التحكم فيه، تنتقل جزيئات المعادن الثقيلة إلى مخرج المعادن، بينما تتحرك الجزيئات الخفيفة غير المعدنية إلى جانب النفايات.

أ الفاصل المغناطيسي يتم عادةً إجراؤها قبل أو بعد هذه المرحلة لإزالة الأجزاء الفولاذية الحديدية (البراغي، الدعامات، الواقيات)، و جهاز الفصل بالتيارات الدوامة تستعيد القطع غير الحديدية الأكبر حجمًا مثل مبددات الحرارة المصنوعة من الألومنيوم والموصلات.

المرحلة الخامسة — الفصل الكهروستاتيكي للتنقية النهائية

إن عملية «الهواء والجاذبية» وحدها تؤدي إلى احتجاز النحاس الدقيق داخل الراتنج الدقيق. أ فاصل كهروستاتيكي عالي الجهد وهذا ما يكمل العملية: يتم شحن الجسيمات — إما عن طريق الشحنة التاجية أو الاحتكاك الكهروماغناطيسي — ثم تمر عبر مجال كهربائي. وتُفرغ الجسيمات المعدنية الموصلة شحنتها بسرعة وتُطرد من الدوار؛ أما جسيمات الراتنج والزجاج غير الموصلة فتحتفظ بشحنتها وتلتصق بالدوار. ويتم جمع التيارين بشكل منفصل.

هذه الخطوة هي التي تحول خط إنتاج اللوحات المطبوعة (PCB) من خط قابل للتشغيل إلى خط قابل للبيع. تُظهر خطوط إنتاج اللوحات المطبوعة (PCB) المُهيأة بشكل صحيح معدلات استرداد المعادن تزيد عن 90%، وتصل الدوائر المُحسَّنة جيدًا إلى 99%. نقاءات مركزات المعادن التي تزيد عن 99.5% فمن الممكن تحقيق هذه الأهداف فيما يتعلق بالنحاس من الناحية المعدنية، في حين يمكن إنتاج مسحوق الراتنج غير المعدني بدرجة تلوث معدني منخفضة بما يكفي لاستخدامه كمواد حشو في الخشب المركب أو الخرسانة خفيفة الوزن أو الألواح العازلة.

كيف تبدو الأرقام في الواقع

من المفيد التحديد بدقة الأسباب التي تجعل معالجة اللوحات أمراً يستحق العناء. وتُستشهد بالأرقام التالية على نطاق واسع في هذا القطاع:

• محتوى النحاس تبلغ مساحة اللوحة العارية النموذجية تقريبًا 20–30% حسب الكتلة — وهو أكبر مكون منفرد قابل للاسترداد.
• محتوى الذهب يبلغ وزن الطن الواحد من لوحات الدوائر المطبوعة القياسية حوالي 200 غرام، أي ما يعادل تقريبًا أربعين ضعف درجة تركيز خام الذهب القابل للاستغلال اقتصاديًّا. ويمكن أن تصل مستويات اللوحات الإلكترونية للهواتف المحمولة إلى مستويات أعلى بكثير، حيث تبلغ الأرقام حوالي 2 كيلوغرام لكل طن السعر المقدم للمواد المستخدمة في صناعة الهواتف المحمولة.
• معدلات التعافي تتجاوز النسبة 90% في الحالات العادية؛ وتصل إلى 99% في الخطوط المُحسَّنة.

هذه الأرقام هي السبب في أن اللوحات الإلكترونية التي أُزيلت مكوناتها منها تُباع بسعر معين بدلاً من أن تُعتبر مجرد نفايات. وهي أيضًا السبب في أن القيمة تتركز في جزء المكونات — فاللوحة العارية بحد ذاتها تحتوي على النحاس فقط، أما الذهب فيُستخرج في الغالب مع المكونات في المرحلة الأولى.

السيطرة على الغبار ليست أمراً اختيارياً

يؤدي طحن الألواح المركبة المُعززة بالزجاج إلى توليد غبار قابل للاستنشاق يحتوي على ألياف زجاجية وبقايا مثبطات اللهب المبرومة. يجب أن تكون كل نقطة نقل للمواد على خط إنتاج لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) مغلقة ومزودة بنظام شفط، وعادةً ما يتم تشغيل الخط بأكمله في ظل الضغط السلبي مع الترشيح بالنظام النبضي النفاث مع مرشح كيسى. تحقق الأنظمة المصممة هندسيًا بشكل سليم كفاءة في التقاط الغبار تزيد عن 99%. في معظم الولايات القضائية، يُعد هذا شرطًا للحصول على الترخيص، وليس مجرد تفضيل تصميمي، وينبغي تخصيص ميزانية له منذ البداية.

إعدادات مزيج الألواح الخاصة بك

عادةً ما تُحدد سعة هذه الخطوط في من 2 إلى 10 أطنان أو أكثر يوميًا الخط. نادرًا ما تكون آلة التقطيع هي العائق الرئيسي — بل عادةً ما تكون مرحلتا الطحن الدقيق والتفريغ الكهروستاتيكي، اللتان تكونان أبطأ بكثير لكل طن مقارنةً بالتقطيع الأولي.

الأسئلة الشائعة

هل يجب عليّ إزالة المكونات قبل التقطيع؟

ليس من الناحية الفنية، ولكنه عادةً ما يكون القرار التجاري الصحيح بالنسبة للوحات ذات الجودة العالية. فالمكونات تحتوي على معظم قيمة الذهب والفضة، ومن الأفضل توجيهها إلى دورة مخصصة للترشيح أو التكرير. أما اللوحات الاستهلاكية منخفضة الجودة، فغالبًا ما تتم معالجتها كاملةً لأن تكلفة العمالة اللازمة لتفكيكها تفوق قيمة المكونات القابلة للاسترداد.

لماذا يُفضل استخدام آلة التقطيع ذات المحورين بدلاً من الكسارة في معالجة الألواح؟

تتميز مادة الرقائق المستخدمة في لوحات الدوائر الإلكترونية بخصائص كاشطة ومُعززة بالألياف الزجاجية. وتقوم آلة ذات عمودين تدور بسرعة منخفضة بقص هذه المادة باستخدام عزم دوران عالٍ عند عدد دورات منخفض في الدقيقة، وهو ما يُعد أكثر ملاءمةً للأدوات مقارنةً بالحمل الصدمي الناتج عن المطحنة المطرقة. استخدم آلة التقطيع للتكسير الأولي واحتفظ بالطحن الصدمي للمرحلة الدقيقة، حيث تكون هناك حاجة فعلية إليه لفصل الجسيمات.

هل الفصل الرطب أفضل من الفصل الجاف؟

يمكن أن يحقق الفصل الرطب (باستخدام طاولة الاهتزاز) نسبة استرداد عالية جدًّا، لكنه يتطلب دائرة لمعالجة المياه ويؤدي إلى مشكلة ثانوية تتعلق بمخلفات الصرف. وأصبح الفصل الفيزيائي الجاف الآن الطريقة السائدة في المنشآت الجديدة، لأن الإجراءات المتعلقة بالحصول على التراخيص أسهل بكثير، ولا توجد حمأة يتعين التخلص منها.

ما هي درجة النقاء التي يمكنني توقعها في الناتج المعدني؟

باستخدام الفصل بالجاذبية الهوائية بالإضافة إلى الفصل الكهروستاتيكي، إلى جانب عملية الطحن المناسبة في الدائرة المغلقة، يتم الإبلاغ بشكل روتيني عن الحصول على مركزات معدنية تزيد نقاوتها عن 99%. ويعتمد الوصول إلى الحد الأعلى من هذا النطاق على اتساق حجم الحبيبات المطحونة وصيانة أقطاب الفاصل بشكل جيد — فهذه مسألة تتعلق بالانضباط التشغيلي بقدر ما تتعلق بالمعدات.

الخطوة التالية

أخبرنا بنوع اللوحة التي لديك (مُركبة أم فارغة، من الفئة الاستهلاكية أم الصناعية)، والهدف اليومي المحدد للإنتاجية، وما إذا كنت تنوي تفكيكها أولاً. وبناءً على ذلك، يمكننا تحديد طراز آلة التقطيع الرئيسية ومواصفات الشفرات، وتقديم رسومات الواجهة الخاصة بمعدات الطحن والفصل. اتصل بنا لمناقشة مشروع النفايات الإلكترونية الخاص بك.