Pada tahun 2025, teknologi PCB cetak 3D yang larut akan merevolusi model daur ulang elektronik tradisional. Sistem PCB Dissolv, yang dikembangkan bersama oleh University of Maryland, Georgia Institute of Technology, dan University of Notre Dame, menggunakan substrat polivinil alkohol (PVA) dan tinta logam cair eutektik galium-indium (EGaIn). Desain sirkuit dikonversi menjadi model cetak 3D menggunakan plugin FreeCAD. Setelah papan sirkuit mencapai akhir masa pakainya, papan tersebut direndam dalam air, di mana substrat PVA larut sepenuhnya dalam 30 menit, melepaskan komponen-komponen utuh. Sementara itu, logam cair beragregasi menjadi tetesan bulat karena tegangan permukaan, memungkinkan pemulihan yang efisien. Teknik Daur Ulang PCB Papan Sirkuit Cetak Limbah ini mencapai tingkat penggunaan kembali 99,4% untuk material PVA dan tingkat pemulihan 98,6% untuk logam cair. Penilaian siklus hidup (LCA) menunjukkan bahwa sistem ini secara signifikan mengungguli pemrosesan papan FR-4 tradisional dalam delapan metrik lingkungan, termasuk potensi pemanasan global dan konsumsi sumber daya. Solusi paralel yang dikembangkan oleh tim dari Universitas Tsinghua di Tiongkok mengurangi biaya per unit hingga 38%, dengan konstanta dielektrik (3,2) dan ketahanan panas (180°C) yang sebanding dengan standar FR-4 kelas industri. Teknologi loop tertutup ini telah memasuki uji coba komersial di bidang-bidang seperti label pintar, yang memungkinkan pengguna untuk melarutkan dan mendaur ulang label tersebut sendiri setelah diterima.
Pada skala industri, metode mekanik-fisika multi-tahap tetap menjadi teknologi yang paling banyak diterapkan untuk mendaur ulang papan sirkuit cetak (PCB) bekas. Sistem otomatis GreenJet Environmental menggunakan proses penghancuran dan penyortiran tiga tahap: pertama, papan dihancurkan kasar menjadi partikel berukuran 3-5 cm menggunakan mesin penghancur poros ganda, kemudian dihaluskan menjadi 0,5-1 cm menggunakan mesin penggiling palu, dan terakhir digiling menjadi bubuk mesh 30-80 menggunakan penghancur cakram berpendingin air. Tahap penyortiran ini menggabungkan teknologi penyortiran aliran udara, penyortiran densitas, dan penyortiran elektrostatik tegangan tinggi untuk memisahkan komponen logam dari bubuk resin. Proses ini mencapai tingkat pemulihan tembaga ≥99%, tingkat residu non-logam <1%, dan kapasitas pemrosesan harian 600-800 kg. Debu dikendalikan oleh sistem pengumpul debu pulsa, dan emisi gas buang memenuhi standar lingkungan internasional, sehingga cocok untuk memproses PCB berlapis-lapis dengan kandungan tembaga tinggi. Dingji Electronics telah mengoptimalkan teknologi ini lebih lanjut, mengembangkan proses penyortiran cerdas sinar-X (tingkat kesalahan <0,5%) dan proses terintegrasi penghancuran-penyortiran elektrostatik suhu rendah untuk papan sirkuit impedansi, mencapai kemurnian tembaga 99,9%, yang dapat langsung digunakan dalam produksi papan baru. Serbuk resin diubah menjadi pengisi bahan bangunan tahan api, mencapai pemanfaatan sumber daya 100%, dengan biaya operasional keseluruhan berkurang 30%.
Di bidang daur ulang logam mulia , metode asam amino sulfonat dan metode bioleaching telah menjadi solusi inti untuk ekstraksi emas yang efisien. Metode asam amino sulfonat beroperasi pada suhu kamar, menggunakan larutan asam amino sulfonat 70 g/L yang dicampur dengan 15% hidrogen peroksida untuk merawat lapisan berlapis emas, mengikis lapisan tembaga-nikel di bawahnya untuk mengelupas lapisan emas. Ketika rasio padat-cair adalah 1:5 (g/mL) dan pelindian dilakukan selama 120 menit, tingkat pemulihan emas melebihi 96%. Larutan tersebut dapat memulihkan tembaga dan nikel untuk digunakan kembali, dan lapisan emas yang dilucuti dapat dicairkan tanpa pemurnian lebih lanjut. Metode bioleaching menggunakan proses dua langkah: pertama, bakteri besi(II) sulfida digunakan untuk melindi 99% tembaga dalam kondisi pH=2,0 dan 44,3 g/L Fe²⁺; Residu kemudian diolah dengan bakteri batang ungu, dengan parameter optimal ditentukan melalui metodologi permukaan respons, yaitu pH=10,5, glisin 4,02 g/L, dan suhu 31°C, sehingga mencapai laju pelindian emas sebesar 72,58%. Perusahaan-perusahaan Korea Selatan menggabungkan hidrometalurgi dengan adsorpsi polimer fungsional untuk memulihkan emas secara selektif dari larutan pelindian asam, mencapai kemurnian ≥99,9% dan mengurangi biaya keseluruhan sebesar 30%.
Dalam aplikasi praktis, kombinasi teknologi harus disesuaikan dengan karakteristik komponen. Substrat resin epoksi bromin: Teknologi metanol superkritis (ScM) mendegradasi 96% resin organik pada suhu 350°C, 90 menit, dan rasio cair-padat 20 mL/g, menghasilkan senyawa fenolik bebas bromin. Logam tembaga diperkaya karena dekomposisi lapisan organik, mencapai tingkat pemulihan 35,76%, dengan efisiensi daur ulang metanol melebihi 90%.
Limbah cairan etsa: Paten baru dari Universitas Sains dan Teknologi Jiangxi menggunakan proses penghilangan pengotor, kristalisasi konsentrasi, dan reaksi garam-alkali untuk menghasilkan tembaga hidroksida mentah dari cairan etsa asam, diikuti dengan rekristalisasi pelarutan dan reaksi amonia untuk mensintesis oksida tembaga tingkat elektronik. Aditif garam seng dan surfaktan ditambahkan untuk meningkatkan luas permukaan spesifik, dengan kemurnian oksida tembaga berbentuk sarang lebah akhir yang memenuhi persyaratan aplikasi semikonduktor.
Limbah elektronik campuran: Institut Teknologi dan Teknik Material Ningbo, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, telah mengembangkan sistem adsorpsi polimer fungsional pelindian asam untuk memisahkan tembaga, timah, dan logam mulia secara berurutan dari larutan pelindian. Adsorben polimer ini memungkinkan pemulihan emas bebas racun dan berefisiensi tinggi (≥99,9%), dengan residu padat yang diubah menjadi bahan baku konstruksi, sehingga mengurangi emisi tiga limbah hingga 40%. Teknik Daur Ulang Limbah Papan Sirkuit Cetak (PCB) ini secara kolektif membentuk jaringan daur ulang komprehensif yang mencakup substrat, logam, dan bahan baku kimia.
Bahasa
