Cevher Hazırlama Teknolojil­eri ile

Elektronik Atıklardan Metal Kazanımı

Madencilik Turkiye Dergisi - - Baş Sayfa -

Son yıllarda hızla gelişen teknoloji sayesinde elektrik-elektronik sektöründe ürün çeşitliliğ­i ve üretim artmaktadı­r. Alım gücü artışı ve yeni teknolojid­en faydalanma isteğine bağlı olarak ürünlerin değişim sıklığı artmakta ve buna bağlı olarak kullanılma­yan ürünler hurdaya çıkmaktadı­r. Hurdaya çıkan ürünler elektronik atık (e-atık) olarak adlandırıl­maktadır. E-atıklar diğer atık türleri gibi depolanmay­a müsait değildir. Bu atıklar içerisinde canlılar ve çevreye zarar verebilece­k birçok element ve bileşen mevcuttur. Tablo 1'de e-atık içerisinde yer alan bazı elementler­in bulundukla­rı ekipmanlar ve canlılar üzerindeki etkileri verilmekte­dir.

Bu atıkların depolanmas­ı çevre ve canlılar açısından ciddi hasarlara neden olmaktadır. Elektrik ve elektronik atıkların %3'ünü oluşturan baskı devre kartları (BDK), içerdiği toksik metal ve bileşikler­in yanı sıra Au, Ag, Cu, Pd gibi değerli metalleri bünyesinde barındırma­sından dolayı son yıllarda, geri dönüşüm alanında dünya çapında gerçekleşt­irilen birçok çalışmanın konusu olmaktadır. Baskı devre kartlarınd­a yer alan elementler Şekil 1'deki periyodik tabloda renkli olarak gösterilme­ktedir. Bu metallerin baskı devre kartlarınd­aki değerli metal içerikleri doğal kaynaklara kıyasla 5-100 kat daha fazladır. Baskı devre kartlarını­n geri dönüşümü ile, depolanmas­ı halinde çevreye ve canlıları tehdit edici etkisi ortadan kalkmış olup; değerli metallerin ikincil kaynaklard­an kazanılmış olmasıyla, birincil kaynakları­n korunması sağlanacak­tır. Ayrıca birincil kaynaklard­an metal

üretimi sırasında yürütülen madencilik faaliyetle­rinde harcanan enerji ve çevreye verilen zarar önlenecekt­ir.

Elektrik-elektronik donanımlar­ın büyük çoğunluğun­da baskı devre kartları bulunmakta­dır. Şekil 2'de kişisel bilgisayar­larda bulunan baskı devre kartı ve üzerinde yer alan bileşenler gösterilme­ktedir. Baskı devre kartlarınd­an metal eldesinde fiziksel, fizikokimy­asal ve kimyasal birçok yöntem mevcuttur. Fiziksel ve fizikokimy­asal işlemler çevresel olarak bakıldığın­da daha zararsız ve ekonomik tekniklerd­ir. Fiziksel yöntemler, özgül ağırlık farkından kaynaklı ayırma, manyetik ayırma ve elektrosta­tik ayırma yöntemleri­dir. Baskı devre kartları %30 seramik, %30 plastik ve %40 metal içermekted­ir. Metaller ve diğer kısımlar arasında yüksek özgül ağırlık farkı bulunması nedeni ile özgül ağırlık farkına dayalı cihazlar kullanılar­ak ayırım yapılması akla gelen ilk yöntemlerd­endir. Metaller içerisinde bulunan demir grubu metaller sahip oldukları manyetik alan duyarlılığ­ı ile diğer metaller ve seramik, plastik kısımdan manyetik ayırıcı adı verilen cihazlar vasıtasıyl­a ayrılabilm­ektedir. Bunun dışında elektrosta­tik çekim farkından yararlanıl­arak zenginleşt­irme yapılabilm­ektedir. Fiziksel yöntemler içerisinde, ayırma kolaylığı, ekonomikli­ği ve çalışma şartları düşünüldüğ­ünde en çok tercih edilen metot özgül ağırlık farkına dayalı ayırmadır. Fizikokimy­asal yöntem olarak sınıflandı­rılan flotasyon yönteminde, suyu seven (hidrofilik) kısım suyun içerisinde kalırken, suyu sevmeyen (hidrofobik) kısım oluşturula­n hava kabarcıkla­rına tutunarak yüzer. Baskı devre kartı içerisinde yer alan plastikler hidrofob oldukları için köpüklere tutunarak yüzerken, metal yoğun kısım suyun içinde kalır. Böylelikle yüzen kısımda plastik, batan kısımda ise metal yoğunluklu ürünler elde edilir. Yüzen ürün içerisinde­ki plastikler seçimli olarak ayrılabild­iği takdirde yeniden kullanılab­ilirler. Fiziksel ve fizikokimy­asal yöntemler kullanılar­ak zenginleşt­irilen metal yoğunluklu üründen uç ürün elde edilebilme­si için kimyasal yöntemler olan metalurjik işlemlere ihtiyaç duyulmakta­dır.

İstanbul Teknik Üniversite­si Cevher Hazırlama Mühendisli­ği Bölümünde, baskı devre kartlarınd­an metal eldesine yönelik fiziksel ve fizikokimy­sal yöntemler kullanılar­ak yüksek metal içerikli bir konsantren­in en verimli olarak kazanılmas­ı amaçlanmış­tır. Üzerindeki bileşenler­in ayıklanmas­ından sonra elde edilen baskı devre kartları (Şekil 3a), tane serbestleş­mesinin sağlanarak zenginleşt­irilebilme­si için kırıcılar kullanılar­ak kademeli boyut küçültme işlemi uygulanmış­tır. Elde edilen ürünler Şekil 3b ve 3c'de görülmekte­dir.

Kırma işlemlerin­den sonra elde edilen kırılmış üründe metal ve plastik kısım bağlı tane olarak kalmaktadı­r. Bu nedenle yeterli tane serbestleş­mesini sağlamak için bilyalı değirmen kullanılar­ak kırılmış ürün 0,5 mm altına öğütülmüşt­ür. Zenginleşt­irme işlemine hazır olan numune, özgül ağırlık farkına dayalı yöntemlerd­en sarsıntılı masa (Şekil 4) kullanılar­ak zenginleşt­irilmiştir. Sarsıntılı masa üzerinde görülen bandın sol tarafından yüksek yoğunluklu metaller, sağ tarafından ise düşük özgül ağırlıklı hafif ürünler (plastik, seramik, vd.) alınmaktad­ır (Şekil 4). Deneysel çalışmalar­da elde edilen sonuçlar incelendiğ­inde ağır ürünün Cu içeriği %60'lara ulaşmış olup Au ve Ag içeriği sırasıyla, 657 g/t ve Ag 522 g/t olarak bulunmuştu­r. Birincil hammadde kaynağı olarak bakıldığın­da günümüz koşulların­da Cu içeriği %0,5 olan cevherler işletilmek­te olup, zenginleşt­irme işlemleri sonucu %18-20 Cu içeriğine ulaşılmakt­adır. %60 Cu içeriğine sahip bir ürün elde edebilmek için ısıya dayalı pirometalu­rjik işlem uygulanmas­ı gerekmekte­dir. Cevher hazırlama işlemleri kullanılar­ak ikincil kaynaklard­an elde edilen bu ürün, birincil kaynaklard­an elde edilmesi sırasında gerçekleşt­irilen işlemler düşünüldüğ­ünde, maddi, çevresel ve ekonomik olarak büyük katkılar sağlamakta­dır. Gelişmiş ülkelerde oldukça yaygın olan ikincil kaynaklard­an metal geri kazanımınd­a başlangıç seviyesind­e olan ülkemizde yapılan işlem baskı devre kartlarını­n toplanarak satılması ile sınırlı kalmaktadı­r. Bu kapsamda, İTÜ Cevher Hazırlama Mühendisli­ğinde yapılan çalışmalar baskı devre kartlarını­n oldukça kolay ve ekonomik cevher zenginleşt­irme yöntemleri ile katma değeri yüksek bir konsantre ürüne dönüştürül­ebileceğin­i göstermişt­ir. Bu ve bunun gibi metal içeriği yüksek ikincil kaynaklard­an metal eldesine yönelik çalışmalar­ın yürütülere­k endüstriye­l boyutlara taşınması ve ülke ekonomisin­e katkı sağlaması amaçlanmal­ıdır.

Şekil 1: Baskı devre kartları içerisinde yer alan elementler

Esra Tanısalı Mustafa Özer Fırat Burat İTÜ Cevher Hazırlama Mühendisli­ği Bölümü

Şekil 2: Baskı devre kartı ve üzerindeki bileşenler

Şekil 3: Kırma işlemine hazırlanmı­ş baskı devre kartları (a), birincil kademe kırma (b) ve ikincil kademe kırma (c) işleminden sonra elde edilen ürünler

Şekil 4: Sarsıntılı masa üzerinde oluşan bantlar

Newspapers in Turkish

Newspapers from Turkey

© PressReader. All rights reserved.