ELEKTRONİK ATIKLARDAN BAZI METALLERİN GERİ KAZANIMI H.MADENOĞLU, T.GÜNGÖREN, M.SERT, S.ERDEM, L.BALLİCE, M.YÜKSEL, M.SAĞLAM Ege Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, 35100 Bornova/İzmir ÖZET Bu çalışmada, günümüzde miktarı hızla artmakta olan elektrik ve elektronik atıkların (özellikle bilgisayar baskı devrelerinin vb.) fiziksel ve kimyasal yöntemler ile geri kazanımı incelenmektedir. Bu atıklar, öncelikle boyut küçültme, yüzdürme ve ardından asitlerle çözünen metal içeriğinden arındırma gibi işlemlere tabi tutulmaktadır. Elde edilen metal bileşenler, daha sonra atomik absorpsiyon spektrometresi (AAS) veya ICP cihazı ile analizlenerek, bazı metallerin değişik koşullardaki sıyrılma yüzdeleri incelenecektir. Bu sayede çözünmüş olan metal tuzlarının geri kazanımı ve yeniden hammadde olarak kullanılabilirliği araştırılmış olacaktır. Bu poster sunusu, elektronik atıklardan bazı metallerin geri kazanımındaki ön çalışmalar hakkında bilgi vermektedir. Bu çalışmalar, ağırlık analizi, öğütme ve yoğunluk ile ayırmayı içermektedir. Anahtar Kelimeler: Atık; Geri Kazanımı GİRİŞ Bilgisayar, televizyon, video, yazıcı, faks, telefon vb. elektronik aletler, faydalı ömürleri sonunda elektronik atık adını alırlar. cihazlar; altın, gümüş gibi kıymetli; kurşun, bakır gibi toksik metalleri, plastikleri, cam, bazı toksik bileşenleri ve diğer malzemeleri içermektedir (Tablo 1 ve 2). atıklar, özellikle son yıllarda ulusal atık birikiminde en hızlı çoğalan atıklardan birisidir. Bu artışa örnek olarak ülkemizdeki mevcut bilgisayar miktarı verilebilir (Türkiye deki mevcut ve 2010 yılına kadar olan tahmini bilgisayar miktarı Şekil 2 de belirtilmiştir). Birkaç yıl öncesine kadar bir bilgisayarın faydalı ömrü ortalama 4-6 yıl iken, bu süre teknolojideki hızlı gelişme nedeniyle 2 yıla kadar inmiştir ve giderek daha da kısalmaktadır. Eski elektronik cihazların çoğu genellikle atılmakta veya depolarda saklanmakta ya da yeraltına gömülmektedir. Bu atıkların yakılarak yok edilmesi, içeriğinde bulunan halojenli yanmayı geciktirici maddelerin özelliği nedeniyle çevreye daha zararlı maddeler vermektedir. Bu nedenle bu atıkların yakılarak bertaraf edilmemesi gerekmektedir. Avrupa birliği de elektronik atık konusuna büyük önem vermiş ve 2006 yılından itibaren, elektronik malzemelerin üretiminde bazı zararlı maddelerin kullanımını kısıtlamış ve belirli bir miktarda atık geri dönüşümünü (4 kg/kişi) zorunlu kılmıştır. Bununla beraber elektronik atıkların, belediyeye ait olan atıklardan ayrı olarak toplanmasının gerektiği de belirtilmiştir.
Tablo 1. Bir masaüstü bilgisayarının içerdiği toksik maddeler [1] Toksik Madde İçeren Bileşen Baskı Devresi ında Bilgisayar Pillerinde CRT lerde Baskı Devresi ı, Kablolar ve Plastik Kasalarda PVC kaplı bakır kablolar ve Plastik Kasalarda Anahtarlarda Düzkare Ekranlarda Eski kapasitör ve tranformatörlerde Toksik Madde Pb ve Cd gibi ağır metaller Cd PbO 2 ve Ba Br lu Yanmayı Geciktiriciler Yandığında Dioksin, Furanlar oluşur Hg Hg Poli-klorlu bifeniller (PCB) Şekil 1. Belirli bir boyuta getirilmiş elektronik atık Bilgisayar Miktarı x 10 5 205 185 165 145 125 105 85 65 45 25 5 2000 1999 1998 1997 1996 1995 Mevcut Değer Tahmini Değer 2001 Yıllar 2010 2009 2008 2007 2006 2005 2004 2003 2002 Şekil 2. Türkiye deki mevcut ve yakın gelecekte tahmin edilen bilgisayar miktarı [2]
Tablo 2. Bir masaüstü bilgisayarında kullanılan materyaller [1] Bileşen İçerik Ağırlık Kullanım (%Toplam Ağırlık) (kg) Alanı/İçeriği Plastikler 22.9907 6.2 Silika dışındaki oksitli ve organik bileşikler Kurşun 6.2988 1.7 bağlama, radyasyon kalkanı/crt, PCB Alüminyum 14.1723 3.85 İletken/kaplama, CRT, PCB, bağlayıcılarda Demir 20.4712 5.58 Kasada, manyetik/(çelik) kaplama, CRT, PCB Kalay 1.0078 0.27 bağlantılarında/pcb, CRT Bakır 6.9287 1.9 İletken/CRT, PCB, bağlayıcılarda Nikel 0.8503 0.23 Kasada, manyetik/(çelik) kaplama, CRT, PCB Çinko 2.2046 0.6 Pil, fosfor yayıcı/pcb, CRT Altın 0.0016 < 0.04 Aktarımda, iletken/pcb, bağlayıcılarda Titanyum 0.0157 < 0.04 Pigment, alaşım için/(alüminyum) Kobalt 0.0157 < 0.04 Manyetik/(çelik) kaplama, CRT, PCB Paladyum 0.0003 < 0.04 Aktarımda, iletken/pcb, bağlayıcılarda Mangan 0.0315 < 0.04 Manyetik/(çelik) kaplama, CRT, PCB Gümüş 0.0189 < 0.04 İletken/PCB, bağlayıcılarda Antimon 0.0094 < 0.04 Diotlarda, PCB, CRT Bizmut 0.0063 < 0.04 Kalın filmlerde ıslatma ajanı/pcb Krom 0.0063 < 0.04 Dekoratif amaçlı, sertleştirici/(çelik) Kadmiyum 0.0094 < 0.04 Pil, yeşil fosfor yayıcı, PCB, CRT Civa 0.0022 < 0.04 Pillerde, anahtarlarda, PCB Silika 24.8803 6.8, katı maddelerde/crt,pcb 0.078 2.2 PCB, CRT, bağlayıcılarda, anahtarlarda, vs. DENEYSEL YÖNTEM atık olarak eski bilgisayar kasaları, monitör ve klavyeler kullanılmıştır. Örneğin hazırlanması amacıyla, önce parçalar demonte edilmiştir ve ayrılabilir metal, polimer, elektronik kartlar, kablo & teller, kağıt vb. ve cam olarak sınıflandırılmıştır. Ayrılmış olan bu malzemeler tartılarak ağırlık analizi yapılmıştır (Şekil 3, 4 ve 5). Daha sonra elektronik kartlar, önce 3x3 cm. lik parçalara bölünmüş (Şekil 1) ve ardından 1mm. 3mm. 5mm. lik endüstriyel diskli kırıcıda öğütülmüştür. da bulunan metallerin en iyi serbestleştiği ortalama tanecik boyutunda çalışmalara devam edilmiştir. Öğütülmüş olan elektronik atığın içeriğinde bulunan metallerin zenginleştirilmesi amacıyla yoğunluğa göre ayırma işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla farklı yoğunluklarda sulu ZnCl 2 çözeltileri hazırlanmıştır. Hazırlanan çözeltilere tanecik boyutu 1mm. nin altındaki elektronik atık eklenerek 48 saat bekletilmiştir. Bu süre sonunda, yüzen hafif kısım ve çöken ağır kısım ayrılarak, pratikte uygulaması olabilecek en uygun çözelti yoğunluğu seçilmiştir. ce zenginleştirilmiş olan elektronik atık daha sonra çeşitli asitler ile muamele edilerek içeriğindeki metallerin geri kazanım çalışmaları yapılacaktır. Asitle sıyırma işleminin ardından örnekler ICP veya AAS cihazları ile analizlenecektir. SONUÇLAR Bu çalışma sonucunda; Öğütme işleminde metallerin en iyi serbestleştiği tanecik boyutu ~1mm. olarak bulunmuştur.
Yoğunluk ile ayırma işleminde pratikte kullanılabilecek sulu ZnCl 2 çözeltisinin en uygun yoğunluk değeri 1,8 g/cm 3 olarak seçilmiştir. Bu değerde elektronik atığın %65 i çökmüştür (Tablo 3). Eğer daha yüksek bir yoğunluk değerine çıkılırsa, viskozite artmakta ve elektronik atık yeterince ıslatılamamaktadır, ayrıca bekleme süresi daha da artmaktadır. Bilgisayar Kasası (% Ağr.) 16% 3% 5% 76% Şekil 3. Bir bilgisayar kasasının içeriği (%ağr.) Bilgisayar Monitörü (% Ağr.) 45% 18% 24% 6% 7% Şekil 4. Bir bilgisayar monitörünün içeriği (%ağr.)
Bilgisayar Klavyesi (% Ağr.) 1% 7% 28% 64% Şekil 5. Bir bilgisayar klavyesinin içeriği (%ağr.) KAYNAKLAR 1. Background Document On Hazards And Waste From Computers, Just Say No To E-waste, http://www.svtc.org/cleancc/pubs/sayno.htm. 2. TUENA Türkiye Ulusal Enformasyon Altyapısı Anaplanı Sonuç Raporu, Ekim 1999, TÜBİTAK BİLTEN, ODTÜ kampusü. 3. Chmielewski A.G., Urbanski T.S., Migdal W., Separation Technologies for metals recovery from industrial wastes, Hydrometallurgy, 45, 1997, 333-344.