هر آنچه باید درمورد بازیافت بدانید؛ قسمت دوم

در ادامه فرایند بازیافت این مواد را از ابعاد مختلف بررسی و شما را با جدیدترین فناوری‌های مرتبط با این فرایند نیز آشنا می‌کنیم تا اهمیت و لزوم بازیافت را بهتر درک کنید و دیگر به زباله‌های خود به چشم موادی بی‌اررش نگاه کنید. زباله‌ها در‌صورتی‌که به‌درستی مدیریت شوند، حقیقتا طلای کثیف هستند.

بازیافت فلز

فلزهای قابل بازیافت

فلزهای قابل‌بازیافت شامل موارد زیر می‌شود:

فلزهای غیرآهنی مثل آلومینیوم، فولاد، برنج و مس جزو بیشترین فلزات قابل‌بازیافت هستند؛ البته اگرچه بیشتر فلزات قابلیت بازیافت را دارند؛ اما بیشتر ضایعات فلزی بازیافت نمی‌شوند. مس بهترین فلز برای بازیافت محسوب می‌شود.

مراحل مختلف بازیافت

جمع‌آوری و جداسازی

جداسازی با روش طیف‌بینی فروشکست القایی لیزری یکی دیگر از فناوری‌های جدید جداسازی مواد فلزی از یکدیگر است. معمولا در بیشتر موارد ذرات منیزیوم با آلومینیوم ترکیب شده‌اند و جداکردن آن‌ها هم کار دشواری است؛ اما با کمک این روش که در آن از اشعه‌ی لیزر متمرکز و موج کوتاه استفاده می‌شود، می‌توان ۹۲ درصد از ذرات منیزیوم ترکیب‌شده با آلومینیوم را جدا کرد.

به‌تازگی دستگاهی به‌نام STEINERT KSS ایجاد شده که چند حسگر مختلف را در خود جای داده است و می‌تواند مواد فلزی را براساس شیوه‌های مختلف دسته‌بندی کند. قابلیت‌های این دستگاه شامل تشخیص رنگ، تشخیص سه‌بعدی با لیزر، انتقال اشعه‌ی ایکس، طیف‌سنجی فلورسنت پرتو ایکس و تشخیص با اشعه‌ی نزدیک فروسرخ می‌شود.

در جدول زیر می‌توانید فلزهایی را که این دستگاه می‌تواند آن‌ها را با حسگرهای خود با دقت و سرعت بالایی دسته‌بندی کند. قابلیت انجام دسته‌بندی چند مرحله‌ای و ارائه‌ی اطلاعات لازم درمورد ترکیبات و تشخیص ناخالصی‌ها و مواد ترکیب‌شده با فلزات، از دیگر ویژگی‌های این دستگاه هستند که می‌توان با استفاده از حسگرهای اختیاری برای هر نوع فلز از آن‌ها بهره‌مند شد.

X= حسگرهای اجباری

(X)= حسگرهای اختیاری برای کسب اطلاعات یا جداسازی مرحله‌ای 

شرکت الیمپوس (Olympus) دستگاه جدیدی به‌نام وانتا المنت (Vanta Element) ایجاد کرده است که می‌تواند با قابلیت طیف‌سنجی فلورسنت پرتو ایکس خود قطعات فلزی را از نظر کمی، کیفی تحلیل و عناصر شیمیایی تشکیل‌دهنده‌ی آن‌ها را نیز بررسی کند. از دیگر ویژگی‌های این دستگاه می‌توان به مقاومت در برابر گرد‌و‌غبار و رطوبت، عملکرد مناسب در محدوده‌ی دمایی منفی ۱۰ تا مثبت ۴۵، اتصال بی‌سیم به سرویس ابری علمی شرکت الیمپوس، برخورداری از کارت‌حافظه‌ی یک گیگابایتی برای ذخیره‌ی اطلاعات و دو پورت USB برای انتقال آسان اطلاعات اشاره کرد.

ارتش آمزیکا نیز توانسته است با سیستمی متشکل از سیستمی جدید متشکل از ۹ ربات به‌همراه ۵۵ دوربین و حسگر، موفق شده است مهمات پرتاب‌کننده‌ی راکت را بازیافت و فلزهای آلومینیوم، مس و فولاد را از آن‌ها استخراج کند. به دلیل اینکه این مهمات حاوی مواد منفجره هستند. یک دستگاه بینایی کامپیوتری مجهز به هوش مصنوعی قادر است موارد و مساپل غیرمعمول را تشخیص و برای رفع خطر احتمالی به اپراتور هشدار دهد. 

پردازش

در این مرحله مواد فلزی انتخاب‌شده تحت فشار قرار می‌گیرند و با دستگاه پرس تا جای ممکن پرس می‌شوند تا در هنگام انتقال روی نوار نقاله برای خرد‌شدن فضای کمتری را اشغال کنند.

خردشدن

خردشدن تکه‌های فلز باعث می‌شود سطح آن‌ها به نسبت حجم افزایش پیدا کند و با انرژی کمتری ذوب شوند. در این مرحله تکه‌های فولاد به شمش فولاد و آلومینیوم به ورق‌های آلومینیوم تبدیل می‌شود. چند سالی است که دستگاه‌های سیار خردکردن نیز اختراع شده است که می‌تواند نقش مهمی در کاهش هزینه‌ی بازیافت ایفا کند.

شرکتی به‌نام متسو (Metso) برای خردکردن فلز و سایر مواد قابل‌بازیافت سیستمی را طراحی کرده است که در آن می‌توان متناسب با مواد از تیغه‌های متنوع استفاده کرد. در سیستم جدید این شرکت می‌توان از میزهای برش هم استفاده کرد. این میزها دارای نرم‌افزارها و سخت‌افزارهای خودکاری هستند که انجام کارهایی مثل خردکردن و برش در سطح صنعتی را به‌سادگی امکان‌پذیر می‌کنند. درضمن سیستم متسو از ویژگی‌هایی نظیر توانایی تحلیل داده‌ها و ارائه‌ی پیشنهادهای فنی به مشتریان نیز برخوارد است که باعث افزایش اعتماد افراد به سیستم و تقویت عملکرد آن می‌شود

پالایش

فلزها پس ذوب‌شدن پالایش می‌شوند تا ناخالصی‌های آن‌ها جدا شود و کیفیت مواد به بالاترین میزان ممکن برسد. در این مرحله ناخالصی برخی از فلزها بسته به نوع، با روش برق‌کافت (در این روش عناصر و ترکیب‌هایی که با پیوند شیمیایی با یکدیگر ترکیب شده‌اند، با استفاده از جریان برق از یکدیگر جدا می‌شوند) جدا می‌شوند و برخی از فلزات دیگر به‌سادگی از زیر سیستم‌های آهنربایی قدیمی عبور داده می‌شود تا ناخالصی‌های آن‌ها جدا شود.

ذوب‌شدن

در این مرحله انواع فلزات در کوره با دمایی بالا ذوب می‌شوند. هر یک از انواع فلزات کوره‌ی مخصوص خود را دارند و در دمای مختص خود و در مدت زمان مشخص‌شده‌ای ذوب می‌شوند. زمان ذوب فلزات بسته به دمای کوره، حجم فلزات موجود در آن و نوع فلز از چند دقیقه تا چند ساعت متغیر است. ذوب فلزات انرژی قابل‌توجهی مصرف می‌کنند؛ اما مصرف انرژی این فلزات نسبت به ذوب مواد خام برای تولید فلز جدید کمتر است.

صنعتگران آلمانی با ساخت کوره‌ی جدیدی در کارخانه‌ی بازیافت تریمت (TRIMET) موفق شده‌اند مصرف انرژی را تا ۱۵ درصد کاهش و راندمان بازیافت را افزایش دهند. درضمن ساختار این کوره به گونه‌ای است که می‌توان آن را سریع‌تر از کوره‌های متداول پر کرد.

خنک‌سازی و شکل‌دهی

مواد مذاب پس از ذوب‌شدن با نوار نقاله به سمت تونل خنک‌‌کننده فرستاده می‌شوند تا خنک و جامد شوند. درضمن در این مرحله مواد شیمیایی جهت افزایش استحکام و کیفیت مواد فلزی مذاب و ایجاد چند ویژگی دیگر نیز به این مواد اضافه می‌شود و اجسام فلزی در ابعاد و اشکال مختلف شکل می‌گیرند.

در پایان این اجسام مثل قوطی‌های فلزی به مراکزی که مورداستفاده قرار می‌گیرند، انتقال داده می‌شود و پس از آن دوباره این چرخه تکرار می‌شود.

فناوری‌های جدید در حوزه‌ی بازیافت فلز

بازیافت جیوه و تبدیل آن به ماده‌ای مفید و ارزشمند

جیوه‌ فلزی مایع و سمی محسوب می‌شود که دفع آن می‌تواند به محیط‌زیست آسیب زیادی وارد کند. پژوهشگران به فناوری جدیدی دست یافته‌اند که با استفاده از آن می‌توان جیوه را بدون استفاده از مواد شیمیایی مضر از پسماندها جدا و با استفاده از روش الکتروشیمی (استفاده از جریان برق جهت ایجاد پیوند شیمیایی) به آلیاژی از جیوه (ترکیب فلز با جیوه) تبدیل و سپس از آن برای پرکردن دندان یا استخراج و تولید فلزهای ارزشمندی مثل طلا و نقره استفاده کرد. جیوه در وسایل اندازه‌گیری و لامپ‌های فلورسنت نیز استفاده می‌شوند.

بازیافت فلزات کمیاب موجود در وسایل الکترونیکی

پژوهشگران دانشگاه بیرمنگام قصد دارند مرکزی برای بازیافت آهنربا‌های ساخته‌شده از نئودیمیم، بور (که از عناصر شیمیایی کمیاب هستند) و آهن را که در هارد دیسک، لوازم خانگی برقی و سایر لوازم الکترونیکی استفاده می‌شوند، تأسیس کنند. پژوهشگران قصد دارند این قطعات فلزی را ابتدا با استفاده از ربات‌ها دسته‌بندی کنند و پس از پودرکردن آن‌ها با استفاده از عنصر هیدروژن، دوباره از آن‌ها برای ساخت آهنرباها استفاده کنند. این آهنرباهای الکترونیکی در هر وسیله‌ای که از الکتریسیته برای ایجاد حرکت استفاده می‌کند، استفاده می‌شوند. ارزش صنایع مرتبط با این وسایل یک تریلیون پوند است.

بازیافت ذرات فلزی ریز موجود در خاکستری رسوب

شرکت کوو ای جی (Kewu AG) با مشارکت Dhz AG موفق به بازیافت ذرات فلزی بسیار ریز موجود در خاکستری رسوبی (خاکستری رسوبی بخشی از پسماند غیرقابل‌اشتعال تاسیساتی مانند نیروگاه‌های برق، دیگ‌های بخار، کوره‌ها و مراکز زباله‌ سوز است) با ابعاد یک تا چهار میلی‌متر شده‌اند که ۵۰ درصد از خاکسترهای رسوبی را تشکیل می‌دهند. این فناوری می‌تواند به کاهش زباله‌های صنعتی کمک شایانی کند.

بازیافت فیبر کربن تقویت‌شده و استفاده از آن برای ساخت قطعات هواپیما و قطعات الکترونیکی

پژوهشگران آمریکایی به روشی اختصاصی برای فیبر کربن تقویت‌شده (که معمولا برای ساخت قطعات هواپیما استفاده می‌شود) دست یافته‌‌اند. در این روش فیبر کربن را در کوره قرار می‌دهند تا رزین موجود در آن بخار شود؛ سپس مواد باقی‌مانده پاک‌سازی و به شرکت‌هایی فروخته می‌شود که در زمینه‌ی صنایع الکترونیکی و حمل‌و‌نقل زمینی و هوایی فعالیت می‌کنند.

بازیافت قوطی‌های اسپری

مزایا و معایب زیست‌محیطی

مزایا

بازیافت مس باعث شده است ۲۰ درصد از منابع مس جهان دست‌نخورده باقی بماند. بازیافت کانه‌‌های مرکب که دربردارنده‌ی فلزهای ارزشمندی مثل مس و سرب است، بیش از ۹۰ درصد از فلز روی موردنیاز جهان را تأمین می‌کند. بازیافت هر تن قلع نیز به جلوگیری از استخراج ۱٫۵ تن کانی قلع منجر می‌شود.

آثار هنری خلق‌شده از زباله

معایب

حمل‌و‌نقل ضایعات فلزی به مراکز بازیافت می‌تواند هوا را به میزان زیادی آلوده کند؛ طبیعتا این موضوع درمورد بازیافت سایر انواع مواد نیز صادق است.

مزایا و معایب اقتصادی

مزایا

معایب

مشکلات مرتبط با بازیافت فلز

تماس انسان با فلز پلوتونیوم و استنشاق گازهای متصاعدشده از آن باعث ایجاد نقض ژنتیکی و مسمومیت رادیواکتیو، ابتلا به سرطان ریه و حتی مرگ می‌شود. سرب هم حاوی مواد سمی خطرناکی است و در صورت استنشاق یا جذب در سیستم گوارش، مشکلاتی جدی نظیر اختلال در مغز، جریان خون و سیستم عصبی را به‌همراه دارد.

محصولات نهایی بازیافت فلز

حجم زیادی از قوطی‌های آلومینیومی مواد غذایی، بازیافتی هستند. همچنین به دلیل اینکه خصوصیات و استحکام فلزها پس از بازیافت تغییر نمی‌کنند، می‌توان دوباره از آن‌ها همانند قبل استفاده کرد.فلزهای بازیافت‌شده برای ساخت برخی از قطعات دوچرخه و خودرو، میلگرد، برخی از لوازم خانگی و تیرآهن نیز استفاده می‌شوند. 

بازیافت زباله‌های الکترونیکی

زباله الکترونیکی چیست؟

زباله‌های الکترونیکی وسایل برقی غیرقابل استفاده هستند که شامل لوازم خانگی مثل تلویزیون، دی‌وی‌‌دی‌ پلیر، لوازم پخت‌و‌پز برقی، فن‌ها، بخاری برقی، کولر، مایکروفر و...، وسایل دیجیتالی مثل کامپیوتر، گوشی، لپ‌تاپ، هارد، برد، باتری، نمایشگر و سایر لوازم الکترونیکی مثل وسایل روشنایی، لوازم برقی مورد استفاده برای تفریح و ورزش می‌شود.

مراحل مختلف بازیافت

در مرحله‌ی بعدی قطعات خرد‌شده روی میز لرزان که در قسمت قبلی  مقاله درمورد آن توضیح دادیم، به قطعه‌های کوچکتری تقسیم می‌شوند و گرد‌های باقی‌مانده به‌صورتی دفع می‌شوند که هیچ آسیبی به محیط‌زیست نرسد.

در مرحله‌ی بعد قطعه‌های آهنربایی فلزی و فولادی باقی‌مانده در قطعه‌های خردشده جدا می‌شود. پس از آن نوبت به جداسازی ذرات فلزی با آهنربا می‌رسد تا تنها ذرات غیرفلزی باقی‌ بمانند. در این مرحله ذرات مس، آلومینیوم (مثلا هارد حاوی آلومینیوم است) برنج و فولاد جدا و به‌عنوان مواد خام فروخته می‌شوند یا آن‌ها را به مراکز بازیافت ارسال می‌کنند.

در مرکز بازیافت ERI واقع در ایالت کالیفرنیا که بزرگ‌‌ترین مرکز بازیافت زباله‌های الکترونیکی محسوب می‌شود، از ربات برای جداسازی فلزاتی مثل برنج زرد، مس، آلومینیوم و قطعاتی مثل برد مدارهای چاپی و خازن را جدا کند. این ربات قادر است در هر دقیقه با روش مکش ۷۰ قطعه را از روی نوار مقاله جدا کند و می‌تواند با استفاده از نرم‌افزار و دوربین خود مواد مختلف را براساس شکل، اندازه، رنگ و بافت با دقت بالا تشخیص دهد.

شرکت بازیافت Ronin 8 با فناوری صوتی جدیدی توانسته است بردهای الکترونیکی با کیفیت پایین را به مواد آماده برای ذوب تبدیل می‌کند. در این روش‌ تکه‌های خردشده بردها در یک تونل صوتی پر از آب چرخانده می‌شوند؛ در هنگام چرخش صدایی با فرکانس کم و دامنه‌ی بالا پخش می‌شود و مواد فلزی را از مواد غیر فلزی جدا می‌کند. این فرایند به قدری تکرار می‌شود که دیگر جداسازی مواد مختلف از یکدیگر امکان‌پذیر نباشد. در این روش برخلاف روش‌های متداول جداسازی، مواد غیرفلزی از بین نمی‌روند. استفاده از فناوری صوتی برای جداسازی مواد غیرفلزی نیز امکان‌پذیر است. درضمن احتمالا در آینده استفاده از این روش در فرایند بازیافت زباله‌های الکترونیکی مثل گوشی‌ها، پنل‌های خورشیدی و لامپ پرتوی کاتدی نیز امکان‌پذیر خواهد شد.

فناوری‌های جدید در بازیافت زباله‌های الکترونیکی

ساخت کاتد قابل‌بازیافت با خلوص بسیار بالا

شرکت آمریکن مَنگنیز (American Manganese) پنتنتی برای ساخت کاتد (یکی از اصلی‌ترین مواد برای ساخت باتری‌های لیتیومی) با خلوص ۹۹٫۸۸ درصد ثبت کرده است که می‌تواند بدون افت کیفیت بازیافت شود. این نوع کاتد از بالاترین خلوص و استانداردهای لازم برای استفاده در صنعت باتری‌سازی برخوردار است.

بد نست بدانید که بازیافت باتری‌های لیتیومی ۵ مرحله دارد؛ پردازش کاتد، مواد اکتیو، پالایش و خالص‌سازی، استفاده مجدد از لیتیوم و در نهایت بازیافت آن با آب.

استفاده از میکروارگانیسم‌ها برای جداسازی فلزات ارزشمند از زباله‌های الکترونیکی

شرکت مینت اینویشن (Mint Innovation) پالایشگاهی برای پالایش زباله‌های الکترونیکی تأسیس کرده است که در آن از میکروارگانیسم‌ها برای جداسازی فلزات ارزشمند مثل طلا، مس و پالادیوم استفاده می‌شود. این روش پردازش بدون نیاز به کنترل و نظارت و به‌صورت خودکار انجام می‌شود و در آن از مواد شیمیایی مضر استفاده نمی‌شود.

بازیافت نقره از باتری‌های قلیایی زیردریایی‌ها و هواپیماها

باتری‌های چند تنی زیردریایی‌ها و هواپیمای جنگنده حاوی چند تن نقره هستند (دربرخی از باتری‌ها ۷ تن نقره وجود دارد). در سال‌های اخیر برای کاهش هزینه‌ی ساخت این باتری‌ها، ۱۰ تا ۱۵ درصد از این فلز با سرب جایگزین شده و این موضوع بازیافت این فلزات را با مشکل مواجه کرده است؛ اما دانشمندان روسی به روشی دست یافته‌اند که با استفاده آن می‌توانند نقره را از سرب جدا و دوباره از آن در ساخت باتری‌ها استفاده کنند. در این فناوری که می‌تواند هزینه‌ی ساخت باتری‌ها را تا چند میلیون دلار کاهش دهد، ابتدا ترکیب فلزی داخل باتری‌ها ذوب می‌شود و پس از جداسازی سرب از آن، ماده‌ای با خلوص ۹۹٫۹۹ درصد به دست می‌آید که ۸۵ درصد آن از نقره تشکیل شده است.

بازیافت طلا از بردهای الکترونیکی با روش جدید

شرکت اوتوس (Evotus) قصد دارد با روش جدیدی ۹۹ درصد از طلای موجود در زباله‌های الکترونیکی را بازیافت و از هر تن از زباله‌های الکترونیکی، ۱۵۰۰ گرم طلا جدا کند. در این روش که برای استخراج مواد معدنی نیز مورداستفاده قرار می‌گیرد، قطعات برد در محلول اسیدی بسیار قدرتمندی به‌نام تیزاب سلطانی حل می‌شوند. سپس ماده‌ی شیمیایی سدیم متابی‌سولفیت با محلول ترکیب و درنتیجه ذرات طلا ته‌نشین می‌شوند؛ این روش مبتکرانه می‌تواند سود میلیارد دلاری برای اتوس به ارمغان بیاورد.

استفاده از باتری‌های لیتیومی خودروهای برقی برای لیفتراک

باتری‌های لیتیومی خودروهای برقی پس از گذشت مدتی به کارخانه بازگردانده می‌شود؛ اما معمولا این باتری‌ها هنوز قابل‌استفاده هستند و حاوی فلزات ارزشمندی هستند. شرکت آئودی تصمیم گرفته است از باتری‌های برگشتی خودروهای خود استفاده‌ی بهینه کند و علاوه بر بازیافت فلزات ارزشمند داخل آن‌ها، از آن‌ها به‌عنوان باتری لیفتراک هم استفاده کنند. در لیفتراک‌ها از باتری‌های اسیدی سربی استفاده می‌شود که وزن هر کدام از آن‌ها ۲ تن است و باید برای هر بار شارژ برداشته شوند. با استفاده از باتری‌های لیتیومی دیگر نیازی به این کار نیست. باتری‌های لیتیومی عملکرد لیفتراک‌ها را تقویت می‌کند و باعث می‌شود حتی در شیب‌ها هم سرعت مناسبی داشته باشد.

هر یک از باتری‌های لیتیومی خودروهای برقی از ۳۶ ماژول مجزا تشکیل شده است و زمانی‌که به‌عنوان زباله دور انداخته می‌شود، قابل‌بازیافت‌بودن یا نبودن هر یک از ماژول‌ها به‌صورت جداگانه مورد بررسی قرار می‌گیرد. برای ساخت یک باتری باید ۲۴  ماژول در کنار هم قرار گیرد.

ساخت گوشی‌هایی با قابلیت بازیافت ۱۰۰ درصد

پژوهشگران استرالیایی موفق شده‌اند با استفاده از ماده‌ای نیمه‌رسانا گوشی تاشدنی و بسیار باریکی طراحی کرده‌اند که می‌تواند کاملا بازیافت شود. ماده‌ی نیمه‌رسانا‌ی تشکیل‌دهنده‌ی این گوشی که قطعه‌ای از آن از مواد آلی و قطعه‌ای دیگر از مواد معدنی تشکیل شده است، می‌تواند الکتریسته را به نور تبدیل کند. ضخامت قطعه‌ی آلی که از کربن و هیدروژن تشکیل‌شده، تنها به اندازه‌ی یک اتم و ضخامت قطعه‌ی معدنی تنها به اندازه‌ی دو اتم است. این ماده‌ی نیمه‌رسانای شگفت‌انگیز می‌تواند در نمایشگرها برای تولید نور استفاده شود. درضمن گوشی تاشونده‌ی استرالیایی به‌طور طبیعی نیز می‌تواند کاملا تجزیه شود.

بازیافت باتری‌های لیتیومی با استفاده از روش‌های جداسازی مواد معدنی از یکدیگر

پژوهشگران دانشگاه میشیگان موفق شده‌‌اند با استفاده از روش جداسازی گرانشی و شناورسازی کف، فلزات ارشمند مورداستفاده در باتری‌ها از مواد جدا می‌شوند. در این روش ابتدا مس و آلومینیوم موجود در باتری با روش جداسازی گرانشی از یکدیگر جدا  و پس از آن مواد ارزشمندی مثل گرافیت، لیتیوم و کبالت استخراج می‌شوند.در این روش که نیازمند استفاده از تجهیزات خاص و گران‌قیمت نیست، مس و آلومینیوم براساس وزن از یکدیگر جدا می‌شوند و سپس ذرات فلزی ارزشمند با روش شناورسازی کف جدا می‌شوند. در این روش ابتدا مواد مرکب از این مواد آسیاب و با آب ترکیب می‌شوند. در مرحله‌ی بعد این ترکیب به آن خمیره می‌گویند، در داخل یک دستگاه می‌چرخد و درحال چرخش هوا هم در آن دمیده می‌شود. دمیدن هوا در خمیره باعث ایجاد کف در این ماده می‌شود (در این مرحله ضایعات معدنی ته‌نشین می‌شوند)، سپس چند پاروی مکانیکی این کف را که حاوی مواد ارزشمند است، به محل دیگری هدایت می‌‌کنند. در پایان پس از شست‌و‌شوی کف، محتویات ارزشمند آن ته‌نشین می‌شود؛ پس از آن خشک‌شدن رسوبات، به‌راحتی می‌توان فلزات ارزشمند را جمع‌آوری و استفاده کرد

بازیافت نمایشگرهای LCD با سرعت بالا

بازیافت نمایشگرهای LCD به دلیل برخورداری از مواد شیمایی مضر و خطرناک مثل کریستال مایع و جیوه و ساختار نسبتا پیچیده، کار دشوار و زمان‌بری است. به‌تازگی دستگاهی به‌نام ALR3000TM ساخته شده است که می‌تواند در هر ساعت ۶۰ نمایشگر LCD را پردازش کند و امکان افزودن ماژول‌های جدید برای تقویت عملکرد آن نیز وجود دارد. این دستگاه قادر است مواد خطرناک سمی مثل لامپ‌های حاوی جیوه را با سرعت و امنیت بالا از مواد غیرسمی جدا و سپس ذرات مواد غیر سمی مثل فلز نادر ایندیوم و پلاستیک را از یکدیگر تفکیک و آماده‌ی بازیافت کند. این دستگاه می‌تواند بازیافت LCD را از لحاظ اقتصادی مقرون‌به‌صرفه کند.

استخراج فلزات ارزشمند از بردهای الکترونیکی تنها در ۱۵ دقیقه

پژوهشگران دانشگاه کورک کالج ایرلند موفق شده‌اند با استفاده از روش جدیدی میزان استخراج فلزات بازیافتی یعنی مس، آلومینیوم، فولاد و لحیم از بردهای الکترونیکی را به بیش از ۹۵ افزایش دهند (در‌حال‌حاضر این میزان بین ۷۰ تا ۸۰ درصد است؛ البته این رقم برای فلزات ارزشمندی مثل ایندیوم و تانتالوم به ۵۰ تا ۸۰ درصد کاهش می‌یابد). در این روش که فلزات تنها ظرف مدت ۱۵ دقیقه استخراج می‌شوند، قطعات بردهای الکترونیکی همراه‌با نیتروژن در نمک مذاب در دمای ۳۵۰ تا ۴۰۰ درجه سانتیگراد قرار می‌گیرند. در این روش سریع نیازی به خردکردن بردها نیست؛ بنابراین هیچ یک از قطعات فلزی از بین نمی‌روند و هزینه‌ی بازیافت نسبت به روش قدیمی کاهش می‌یابد. پژوهشگران مجری این فناوری مدعی هستند که روش ابداعی آن‌ها برای بازیافت نمایشگرهای LCD و باتری‌ها هم قابل‌استفاده است.

بازیافت گوشی‌های آیفون با ربات اپل

کوپرتینونشین‌ها دیگری به‌نام لیام (Liam) معرفی کرده‌اند که می‌تواند قطعات یک گوشی آیفون را تنها در مدت ۱۱ ثانیه از یکدیگر جدا کند. لیام می‌تواند سالانه ۱٫۲ میلیون دستگاه گوشی را بازیافت کند. باتوجه که تنها در سال ۲۰۱۷، ۲۳۱ میلیون دستگاه گوشی آیفون عرضه کرده است، وجود این ربات برای بازیافت گوشی‌های دورریخته‌شده کاملا ضروری به‌نظر می‌رسد.

تولید شمش نقره از فلزات موجود در بردهای کامپیوتر

شرکت ایترونیکز (Itronic) با روش مبتکرانه‌ای موفق شده است فلز نقره‌ موجود در بردهای کامپیوتر و سایر زباله‌های الکترونیکی را بازیافت و به شمش‌های قابل‌فروش نقره تبدیل کند. در‌حال‌حاضر میزان تولید نقره با این روش، درحدود ۴۶٫۲۵ گرم است. در این روش بردهای الکترونیکی برای فرمول‌سازی و ایجاد ترکیب شیمیایی شیشه مانند، با روغن لحیم ترکیب می‌شوند. سپس فلزات ارزشمند که نقره و مس است از سایر ناخالصی‌ها جدا می‌شوند.

مزایا و معایب زیست‌محیطی

مزایا

معایب

مزایا و معایب اقتصادی

مزایا

معایب اقتصادی

یکی از معایب کلی بازیافت زباله‌های الکترونیکی نبود قوانین مشخص برای بی‌خطر‌کردن فرایند بازیافت است.

مشکلات بازیافت زباله‌های الکترونیکی

بازیافت زباله‌های الکترونیکی در ایران

طبق آمار هر ساله ۱٫۲ تا ۱٫۵ میلیون دستگاه رایانه در ایران مونتاژ می‌شوند که پس از گذشت مدتی باید دفع یا بازیافت شوند. درحال‌حاضر ۴ میلیون دستگاه رایانه غیرقابل‌استفاده و از رده خارج شده‌اند. در کشورمان مراکزی برای بازیافت این نوع از زباله‌ها وجود دارد؛ اما شهرداری‌ها و سازمان محیط‌زیست از این کار حمایت نمی‌کنند و مراحل مختلف بازیافت به دست افراد فعال در این حرفه انجام می‌شود.

بازیافت شیشه

متاسفانه تنها بطری‌های شیشه‌ای نوشیدنی‌ها، مواد غذایی و بطری‌های مرباها، ترشی‌ها و هر ماده‌ی غذایی دیگر که بطری آن‌ها شبیه بطری مربا است، قابل بازیافت هستند؛ البته برخی از بطری‌های شیشه‌ای که از شیشه‌‌ی آبداده (شیشه‌ی سفت‌شده) ساخته شده‌اند، به‌دلیل برخورداری از مواد شیمیایی قابل‌استفاده نیستند. هنگام تولید شیشه از مواد خام نیز ضایعاتی تولید می‌شود که تنها دارای مشکلاتی همچون کم یا زیاد بودن ضخامت برخوردار هستند.

مراحل مختلف بازیافت

مواد شیشه‌ای نیز مانند کاغذ و فلز ابتدا از سطل‌های مخصوص بازیافت و مراکز بازیافت جمع‌آوری و پس از انتقال به مراکز بازیافت، براساس رنگ دسته‌بندی می‌شوند؛ در برخی از مراکز سطل‌های جداگانه‌ای وجود دارد که هر کدام مختص یک رنگ هستند و استفاده از چنین روشی می‌تواند دسته‌بندی‌ شیشه‌ها را بسیار راحت‌تر کند؛ البته در مراکزی که از سیستم نوری برای دسته‌بندی شیشه‌ها استفاده می‌شود (این سیستم که در بخش قبلی درمورد توضیح دادیم، می‌تواند شیشه‌ها را براساس رنگ دسته‌بندی کند) و مراکزی که بطری‌های شیشه‌ای برای تولید بطری‌ها و شیشه‌های بیشتر بازیافت نمی‌شوند، دسته‌بندی شیشه‌ها براساس رنگ ضرورتی ندارد. جالب است بدانید که شیشه‌ها حتی پس از بازیافت نیز رنگ خود را حفظ می‌کنند.

یکی از مشکلات جداسازی شیشه‌ها، دشواری تشخیص و جداسازی شیشه‌های تیره و کدر است. این کار تقریبا غیرممکن است و معمولا این نوع شیشه‌ها کاملا دفع می‌شوند؛ اما به‌تازگی مرکز بازیافتی تأسیس شده است که سیستم مورداستفاده در آن می‌تواند شیشه‌های کدر و تیره را تشخیص دهد. این سیستم قادر است شیشه‌ها را ۲۰ هزار بار در دقیقه شناسایی کند و در هر دقیقه ۱۰۰ هزار  قطعه شیشه را تشخیص دهد. درضمن این سیستم با کمک هوش مصنوعی می‌تواند شیشه‌های کدر را سرامیک و سنگ تشخیص دهد. این کار قبلا غیرممکن بود و این سیستم جدید می‌تواند میزان زباله‌های شیشه‌ای را تا میزان زیادی کاهش دهد.  

بطری‌ها پس از دسته‌بندی شسته می‌شوند تا ناخالصی‌های آن‌ها از بین برود. در این مرحله ناخالصی‌های شیشه که شامل موارد زیر است، از شیشه جدا می‌شود.

جداکردن مواد معدنی، شیشه‌های ضد حرارت و شیشه‌های کریستالی اهمیت زیادی دارد؛ زیرا شیشه‌ها در دمایی بالاتر از دمای موردنیاز برای ذوب شیشه ذوب می‌شوند. پاک‌سازی مواد شیشه‌ای و خردکردن آن‌ها در اندازه‌‌ی مناسب، برای افزایش راندمان و بهره‌وری فرایند دسته‌بندی خودکار تا حداکثر میزان ممکن، نیز بسیار مهم است. حتی می‌توان بسته به نوع پردازش هم‌زمان از چند نوار نقاله استفاده کرد.

سیستم نوری با استفاده از چند حسگر و دوربین ناخالصی‌های شیشه را جدا می‌کند؛ اما گاهی اوقات ممکن است ذرات ریز مواد معدنی موجود در بین شیشه‌ها و سایر مواد چسبیده‌شده به آن‌ها سطح حسگرها را بپوشاند و عملکرد آن‌ها را مختل کند (معمولا مردم بطری‌های شیشه‌ای را از قبل از دورانداختن نمی‌شویند و این موضوع می‌تواند در هنگام پردازش شیشه مشکلاتی را ایجاد کند)

پژوهشگران برای جلوگیری از این مشکل به راه‌حل خوبی دست یافته‌اند. در این روش ابتدا شیشه‌ها در معرض هوای داغ قرار می‌شوند تا مواد آلی که باعث چسبیدن مواد مختلف به شیشه شده است، خشک شود. در مرحله‌ی بعد شیشه‌ها در محفظه‌ی بزرگی پولیش می‌شوند تا مواد مختلف از آن‌ها جدا شود. اگرچه استفاده از این روش هزینه‌ی بازیافت را افزایش می‌دهد؛ اما از سوی دیگر میزان بطری های شیشه‌ای غیرقابل‌بازیافت را کاهش می‌دهد و تأثیرات مثبت اقتصادی استفاده از این سیستم در دوره‌های میان مدت و بلندمدت کاملا مشخص می‌شود.

مواد شیشه‌ای پس از پردازش و  قبل از ورود به کوره با مواد خامی مثل سدیم کربات و شن ترکیب می‌شوند. شیشه‌ها پس از ذوب‌ در دمای ۱۴۰۰ تا ‍۱۶۰۰ (بسته به نوع شیشه) و قالب‌گیری،  یا دوباره به‌عنوان بطری‌های شیشه‌ای مورداستفاده قرار می‌گیرند یا در بخش‌های دیگر مورداستفاده قرار می‌گیرند. پس از دورانداختن شیشه‌ها دوباره این روند تکرار می‌شود. جالب است بدانید که با هر افزایش ۱۰ درصدی استفاده از مواد شیشه‌ای پردازش شده، انرژی لازم برای ذوب ۲ تا ۳ درصد کاهش می‌یابد و این کار در نهایت می‌تواند انرژی لازم را تا ۳۰ درصد کاهش دهد.

فناوری‌‌های جدید بازیافت شیشه

استفاده از خرده شیشه به‌عنوان شن و ماسه در آسفالت

شرکت ساختمانی اَلکس فِریزر (Alex Fraser) با استفاده از روش مبتکرانه‌ای توانسته است از خرده شیشه برای تقویت استحکام و دوام آسفالت جاده‌ها استفاده کند. این شرکت پس از پردازش مواد شیشه‌ای مثل بطری‌های شیشه‌ای، آن‌ها را برای تولید شن، پودر می‌کند. در مرحله‌ی بعد شن تهیه‌ی شده با پودر شیشه برای ساخت آسفالت استفاده می‌شود. این آسفالت جدید نسبت به آسفالت معمولی از مقاومت و دوام بیشتری برخورداری است. یادآوری می‌شود که شن تهیه‌شده با پودر شیشه می‌تواند برای تهیه‌ی سایر مصالح ساختمانی مثل بتن و آجر نیز استفاده شود.

تبدیل شیشه به مواد عایق

کارخانه‌‌ی بازیافت شیشه‌ی ناف اینسولِیشن (Knauf Insulation) که در آینده‌ی نزدیک تأسیس خواهد شد. بطری‌های شیشه‌ای قابل‌بازیافت را به عایق حرارتی تبدیل خواهد کرد. در این کارخانه مواد شیشه‌ای پس از خشک‌‌شدن و پالایش، تمیز و خرد می‌شوند و پس از ذوب‌شدن، به پشم شیشه تبدیل می‌شوند و برای ساخت عایق‌های حرارتی جهت حفظ انرژی مورداستفاده قرار می‌گیرند. این عایق‌ها می‌توانند با پوشاندن سقف، کف و دیوارهای ساختمان به میزان زیادی از اتلاف انرژی جلوگیری کنند. این کارخانه که در انگلستان تأسیس خواهد شد، در تقویت اقتصاد دورانی این کشور نقش مهمی خواهد داشت. درکل تمام انواع بازیافت می‌توانند اقتصاد دورانی را به میزان چشمگیری افزایش دهند و استفاده‌ی مفید از منابع موجود را به حداکثر برسانند.

تولید آند باتری لیتیومی با استفاده از دی‌اکسید سیلیکون موجود در بطری‌های شیشه‌ای نوشیدنی

پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا موفق شده‌اند دی‌اکسید سیلیکون موجود در بطری‌های شیشه‌ای نوشیدنی را استخراج و آن‌ها را به نانوذرات سیلیکون برای ساخت آند باتری‌های لیتیومی تبدیل کنند. توانایی ذخیره‌سازی آند سیلیکونی، ۱۰ برابر آندهای گرافیتی متداول است و می‌توان با پوشاندن این ذرات نانو با پوششی از جنس کربن،  پایداری و توانایی ذخیره‌سازی انرژی آن‌ها را افزایش داد. با استفاده از این فناوری می‌توان باتری‌های برای وسایل الکترونیکی تهیه کرد که نسبت به باتری‌های متداول در مدت کوتاه‌تری شارژ شوند و عمر بیشتری نسبت به آن‌ها داشته باشند.

بی‌خطرکردن فرود هواپیماها با اسفنج‌های شیشه‌ای

اسفنج‌های شیشه‌ای یکی از موادی هستند که با شیشه‌های قابل‌بازیافت تولید می‌شوند و معمولا به‌عنوان عایق حرارتی به کار می‌روند؛ اما شرکتی سوئدی در اقدامی مبتکرانه توانسته است، با پوشاندن باند فرودگاه شیکاگو با این مواد، فرود هواپیما را کاملا بی‌خطر کند. استفاده از این پوشش‌ها باعث می‌شود سرعت هواپیما در هنگام تماس با باند به میزان محسوسی کاهش یابد و بدون منحرف‌شدن از مسیر متوقف شود. 

مزایا و معایب زیست‌محیطی

مزایا

معایب

مزایا و معایب اقتصادی

مزایا

معایب

مشکلات بازیافت شیشه

کشورهای پیشتاز در زمینه‌ی بازیافت شیشه

همان‌طور که گفتیم کشورهای اروپایی دراین‌زمینه در صدر هستند و از میان آن‌ها می‌توان به سوئد، بلژیک، لوکزامبورگ، اتریش و آلمان (آلمان برترین کشور در زمینه‌ی بازیافت مواد مختلف است) اشاره کرد. ایتالیا، هلند و مالتنیز در سال‌های اخیر پیشرفت خوبی دراین‌زمینه داشته‌اند.

بازیافت شیشه در ایران

اولین کارخانه‌ی بازیافت شیشه کشور سال گذشته در قزوین افتتاح شد. این کارخانه که در آن از فناوری‌های به‌روز و منحصربه‌فرد استفاده می‌شود، روزانه ظرفیت تولید ۴۰۰ تن بطری و شیشه را دارد. ۷۵ درصد از مواد مورداستفاده برای تولید محصولات شیشه‌ای از ضایعات شیشه‌ای تأمین می‌شود. از ویژگی‌های بارز این کارخانه می‌توان به استفاده از فناوری‌های دوست‌دار محیط‌زیست و کاهش نیاز به استفاده از مواد خام اولیه اشاره کرد.

محصولات نهایی بازیافت شیشه

همان‌طور که قبلا گفتیم شیشه‌ها پس از بازیافت یا دوباره به بطری‌های شیشه‌ای تبدیل می‌شوند یا برای افزایش استحکام آجر و بتن به‌عنوان سنگ‌دانه مورد استفاده قرار می‌گیرد. استفاده از سنگ‌دانه‌ی شیشه‌ای علاوه‌بر افزایش استحکام آجر و بتن، زیبایی ظاهری آن‌ها را افزایش می‌دهد و به دلیل اینکه این سنگدانه نوعی عایق حرارتی محسوب می‌شوند، آن‌ها را به عایق حرارتی بهتری تبدیل می‌کند.  سنگ‌دانه‌های شیشه‌ای معمولا در اطراف لوله‌هابی فاضلاب و لوله‌های آب نیز استفاده می‌شود. اجسام تزئینی و هنری شیشه‌ای یکی دیگر از محصولاتی هستند که با شیشه‌ی بازیافتی تهیه می‌شوند.