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废弃PCB是宝藏 回收黄金价值高

欣伟成功研发非氰化物环保剥除药剂。来源:欣伟科技
欣伟成功研发非氰化物环保剥除药剂。来源:欣伟科技

谈到印刷电路板(PCB)的贵金属回收,大家对于3C大厂戴尔(Dell)在2018年初美国消费性电子展(CES)上的创举应该记忆犹新。戴尔在会场里发表了18K金戒指,而这些戒指所使用的黄金全是回收自印刷电路板等「电子垃圾」。

戴尔与美国影星Nikki Reed旗下珠宝公司Bayou With Love合作,利用从自家主机板上回收得到的黄金,制作出多枚14K、18K金戒指、饰品。

Dell与Bayou With Love合作推出利用回收黄金制成的饰品。来源:Bayou With Love

Dell与Bayou With Love合作推出利用回收黄金制成的饰品。来源:Bayou With Love

透过这个举动,戴尔向世人展示回收贵金属的效益惊人,并希望借此呼吁业界更重视印刷电路板的贵金属回收,减少电子垃圾对于环保的负面影响。戴尔于10多年前开始与非营利组织Goodwill合作回收电子垃圾,目前也已将回收获得的黄金用于制造自家的主机板。

电子垃圾有增无减  回收刻不容缓

联合国「2017年全球电子垃圾监测报告」显示,2016年全球各地总计产生4,470万公吨的电子垃圾,重量几乎相当于4,500座艾菲尔铁塔或123万辆满载的18轮大拖车,但其中只有20%被妥善回收,其他80%可能进入掩埋场、被焚化、转售,或透过不适当的管道和方法回收。

这些电子垃圾许多都含有黄金等贵金属材料,一吨电子垃圾中蕴藏的黄金量,约是等重矿石的800 倍。在各项电子零件中,又以印刷电路板含有最多贵金属,包括连接器、基板线路、电子元件焊接处、制程废料及边角下脚料等皆富含金、银、铜、锡等高价金属。然而,就现况来看,其中只有一小部份会回收利用,绝大部分都随着一般垃圾被处理掉。

专家预测,未来电子垃圾的数量恐怕有增无减,到2121年全球电子垃圾量可能较目前再增加17%,达到每年5,100万公吨。包括PCB在内,电子垃圾的回收再利用已是刻不容缓。

破碎焚烧法  环保问题严重

回收电子垃圾需要专业,不当的处理方式对环境及人体健康会造成极大的伤害,例如,焚化处理过程中会释出水银、铅、镉等重金属,以及氟氯碳化物(CFC)等有害的化学物质、阻燃剂和更多有毒的气体。

许多国家会走后门将电子废弃物运送至落后国家,这些国家的人民采用露天烧煮拆解法提炼PCB中的金、银、铜、锡等贵重金属,再卖给贸易商赚取生活物资。

在没有任何防护的情况下,工作人员直接吸入大量重金属及有毒物质,引发癌症、不知名的病痛,甚至产下畸形儿。其他国家的观念及技术较为进步,然而采用强酸或剧毒来提炼贵金属,仍是容易对环境及人体造成伤害。

目前最常见处理电子废弃物方法是将PCB破碎过后,焚烧熔炼再掩埋,然而一块PCB板里有主板玻纤、各种IC、电阻电容、插拔件、塑胶件、铝件等各式各样零组件,整块板子绞碎后需要经过许多分离程序,并以更复杂的强混酸溶出各种金属,且不一定能完全处理。

更糟糕的是,焚烧会产生戴奥辛(Dioxin)、细悬浮微粒(PM2.5)与飞灰,整个过程还须消耗大量资源且产生大量碳排放。例如,全世界最大的贵金属精炼厂优美科(Umicore),每年能回收超过100吨的黄金,但仍使用焚烧的方式来处理贵金属,虽然建置了完善的废气与废水的处理设施,但仍产生可观的碳排放。

贵金属回收处理的碳排放主要来自于焚化炉与电浆炉的使用。经过分解和破碎处理电子废弃碎料会被送入焚化炉中,以高达近摄氏1,600度的温度烧去不具价值的物质,再以化学方式从合金砖忠将黄金与银提炼出来,整个流程走完,碳排放数量相当惊人。

湿式剥金流程  减少大量碳排放

湿式剥金流程则能解决贵金属回收的碳排放问题。不同于使用电力或燃料来产生高温的燃烧方式,湿式剥金方案是在一般室温中透过浸泡方式回收废弃PCB中的贵金属。

台湾的优胜纳米是目前全球首家能提供环保湿式剥金解决方案的业者。该公司利用自有专利的自动化设备与湿式环保剥金流程,采用环保剥锡药剂(SnST-550A Tin stripper),以不伤物料的方式将元件与芯片从机板上迅速剥离,再将之妥善的分类,最后再以浸泡或电解的方式将其中包含金、银、铜、锡等的贵金属有效率的个别提炼出来。

根据优胜纳米的实际运作,经过剥锡处理后,一吨重的废PC机板中,可以分离出的半导体零件与金属部件约有12种,包含CPU、芯片、电容、电阻、连接器与散热片等,这些零件的回收价值约为台币8万4千元。若以苹果iPhone 6为例,采用湿式流程再进行分类的方式,能从中回收出金、银、铜、钯、锡等贵金属,换算成每吨手机的回收价值超过台币126万元。

针对需处理大量废弃物的回收业者,优胜纳米提供可批次处理物料的自动化机台Barrel One,这套系统可以大量减少碳排放。根据行政院环保署的数据,采用Barrel One进行锡剥除所产生的碳总量,远低于使用传统红外线烤板机,前者处理一吨的电脑主机板,平均仅会产生181(KgCo2e),只有传统方式的十分一不到。随着越趋严苛的环保排碳法规限制,低排碳的湿式贵金属回收技术预期将成为未来主流。

无氰贵金属剥离液  降低工安风险

此外,欣伟科技也已开发成功无氰环保贵金属剥离液。基本上,要剥除废印刷电路板上的黄金且保留其含铜底材的价值,就必须使用含有氰化物配方的剥离液。氰化物的使用易造成工安意外,为解决这个问题,欣伟国际于7年前开始投入不使用氰化物为配方的贵金属剥离液的研发,且已有成果。。

欣伟自行研发的非氰化物环保剥除药剂,在剥除速度和药液饱和度都有良好的表现,为传统氰化物剥金剂的3?5倍,应用底材范围也更加广泛,凡SUS430及以上的不锈钢底材皆可使用,可剥除金、白金、银、铬、钯等金属镀层,不仅节省客户时间、用量成本及提升材料清洁度,且能缩短末端废水处理流程与化学药品用量,有益于环保。

因应环保、工安与企业形象的考量,愈来愈多的回收业者愿意导入环保方案,而PCB废弃物处理及贵金属回收技术的精进,将能推动PCB产业朝向循环经济的目标迈进。