新方法可透過微波處理電纜使銅線脫離聚氯乙烯塗層解決電子垃圾問題
義大利和日本的研究人員開發出一種新方法,透過微波處理電纜,使銅線脫離聚氯乙烯塗層。 這項技術將大大有助於解決日益嚴重的電子垃圾問題。根據電子垃圾(e-waste)監測網站The World Counts上不斷攀升的數據,2024 年的電子垃圾處理量將超過5,000 萬噸(或5,500 多萬噸)。 其中,76%來自有電源線的機器,如洗碗機、空調和電動刮鬍刀。
這一切的結果是大量電源線在世界各地的垃圾掩埋場蜿蜒流淌,既加劇了日益嚴重的污染問題,也隱藏了寶貴的資源:銅。
現在,日本上智大學和義大利帕維亞大學的研究人員宣布了一種新方法,利用廉價的微波工藝和熱解科學原理來解決這兩個問題。
研究人員提供的這張資訊圖表說明了他們為回收電子垃圾中的一種重要成分而開發的新工藝上智大學Satoshi Horikoshi
熱解是指利用高溫將固體轉化為氣體和固體殘留物。 這個過程通常在惰性或無氧環境中進行。
在研究中,研究人員首先使用了不同長度的VVF 電纜(電源線中常見的一種電線),這種電纜由銅線和PVC 護套組成。 透過將電纜放入玻璃反應器中,使其暴露在不同程度的微波輻射下,並使用氮氣來防止燃燒,他們能夠將聚氯乙烯護套轉化為氯氣和碳。 留下的銅則可以回收再利用。
根據該研究的主要作者、上智大學的Satoshi Horikoshi 說,氯氣可以轉化成有用的鹽酸,而聚氯乙烯形成的碳和活性碳可以轉化成碳黑,碳黑通常用作顏料。
儘管聚氯乙烯不會吸收微波輻射,但這種方法還是奏效了。 相反,裡面的銅絲起到了一種天線的作用,吸收微波,進而加熱周圍的聚氯乙烯。 當聚氯乙烯加熱並變成碳時,它也能更好地吸收微波,從而加速了整個過程。
使用新型微波技術處理前後的電線範例上智大學Satoshi Horikoshi
據研究人員稱,只有約35% 的聚氯乙烯被回收利用,因此他們的方法可以大幅提高這一數字,並在此過程中釋放出寶貴的、可重複使用的銅。
Horikoshi說:”VVF電纜通常用作房屋和建築物的電力電纜,在電子垃圾中具有很高的再利用價值。我們的方法適用於回收和再利用含有金屬的電子垃圾,而且無需進行預處理就能將塑膠與金屬分離。
除了Horikoshi的技術之外,我們還看到了其他處理電子垃圾的方法,包括使用牛奶乳清從電子產品中回收黃金;閃熱磨碎的電路板,然後將其蒸發,以回收其他貴金屬;以及使用低溫研磨機冷凍電子產品,以分離潛在的可再利用資源。
這項新研究發表在RSC Advances雜誌上。