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廢棄PCB是寶藏 回收黃金價值高

  • DIGITIMES企劃

談到印刷電路板(PCB)的貴金屬回收,大家對於3C大廠戴爾(Dell)在2018年初美國消費性電子展(CES)上的創舉應該記憶猶新。戴爾在會場裡發表了18K金戒指,而這些戒指所使用的黃金全是回收自印刷電路板等「電子垃圾」。

戴爾與美國影星Nikki Reed旗下珠寶公司Bayou With Love合作,利用從自家主機板上回收得到的黃金,製作出多枚14K、18K金戒指、飾品。

Dell與Bayou With Love合作推出利用回收黃金製成的飾品。來源:Bayou With Love

欣偉成功研發非氰化物環保剝除藥劑。來源:欣偉科技

透過這個舉動,戴爾向世人展示回收貴金屬的效益驚人,並希望藉此呼籲業界更重視印刷電路板的貴金屬回收,減少電子垃圾對於環保的負面影響。戴爾於10多年前開始與非營利組織Goodwill合作回收電子垃圾,目前也已將回收獲得的黃金用於製造自家的主機板。

電子垃圾有增無減  回收刻不容緩

聯合國「2017年全球電子垃圾監測報告」顯示,2016年全球各地總計產生4,470萬公噸的電子垃圾,重量幾乎相當於4,500座艾菲爾鐵塔或123萬輛滿載的18輪大拖車,但其中只有20%被妥善回收,其他80%可能進入掩埋場、被焚化、轉售,或透過不適當的管道和方法回收。

這些電子垃圾許多都含有黃金等貴金屬材料,一噸電子垃圾中蘊藏的黃金量,約是等重礦石的800 倍。在各項電子零件中,又以印刷電路板含有最多貴金屬,包括連接器、基板線路、電子元件焊接處、製程廢料及邊角下腳料等皆富含金、銀、銅、錫等高價金屬。然而,就現況來看,其中只有一小部份會回收利用,絕大部分都隨著一般垃圾被處理掉。

專家預測,未來電子垃圾的數量恐怕有增無減,到2121年全球電子垃圾量可能較目前再增加17%,達到每年5,100萬公噸。包括PCB在內,電子垃圾的回收再利用已是刻不容緩。

破碎焚燒法  環保問題嚴重

回收電子垃圾需要專業,不當的處理方式對環境及人體健康會造成極大的傷害,例如,焚化處理過程中會釋出水銀、鉛、鎘等重金屬,以及氟氯碳化物(CFC)等有害的化學物質、阻燃劑和更多有毒的氣體。

許多國家會走後門將電子廢棄物運送至落後國家,這些國家的人民採用露天燒煮拆解法提煉PCB中的金、銀、銅、錫等貴重金屬,再賣給貿易商賺取生活物資。

在沒有任何防護的情況下,工作人員直接吸入大量重金屬及有毒物質,引發癌症、不知名的病痛,甚至產下畸形兒。其他國家的觀念及技術較為進步,然而採用強酸或劇毒來提煉貴金屬,仍是容易對環境及人體造成傷害。

目前最常見處理電子廢棄物方法是將PCB破碎過後,焚燒熔煉再掩埋,然而一塊PCB板裡有主板玻纖、各種IC、電阻電容、插拔件、塑膠件、鋁件等各式各樣零組件,整塊板子絞碎後需要經過許多分離程序,並以更複雜的強混酸溶出各種金屬,且不一定能完全處理。

更糟糕的是,焚燒會產生戴奧辛(Dioxin)、細懸浮微粒(PM2.5)與飛灰,整個過程還須消耗大量資源且產生大量碳排放。例如,全世界最大的貴金屬精煉廠優美科(Umicore),每年能回收超過100噸的黃金,但仍使用焚燒的方式來處理貴金屬,雖然建置了完善的廢氣與廢水的處理設施,但仍產生可觀的碳排放。

貴金屬回收處理的碳排放主要來自於焚化爐與電漿爐的使用。經過分解和破碎處理電子廢棄碎料會被送入焚化爐中,以高達近攝氏1,600度的溫度燒去不具價值的物質,再以化學方式從合金磚忠將黃金與銀提煉出來,整個流程走完,碳排放數量相當驚人。

濕式剝金流程  減少大量碳排放

濕式剝金流程則能解決貴金屬回收的碳排放問題。不同於使用電力或燃料來產生高溫的燃燒方式,濕式剝金方案是在一般室溫中透過浸泡方式回收廢棄PCB中的貴金屬。

台灣的優勝奈米是目前全球首家能提供環保濕式剝金解決方案的業者。該公司利用自有專利的自動化設備與濕式環保剝金流程,採用環保剝錫藥劑(SnST-550A Tin stripper),以不傷物料的方式將元件與晶片從機板上迅速剝離,再將之妥善的分類,最後再以浸泡或電解的方式將其中包含金、銀、銅、錫等的貴金屬有效率的個別提煉出來。

根據優勝奈米的實際運作,經過剝錫處理後,一噸重的廢PC機板中,可以分離出的半導體零件與金屬部件約有12種,包含CPU、晶片、電容、電阻、連接器與散熱片等,這些零件的回收價值約為台幣8萬4千元。若以蘋果iPhone 6為例,採用濕式流程再進行分類的方式,能從中回收出金、銀、銅、鈀、錫等貴金屬,換算成每噸手機的回收價值超過台幣126萬元。

針對需處理大量廢棄物的回收業者,優勝奈米提供可批次處理物料的自動化機台Barrel One,這套系統可以大量減少碳排放。根據行政院環保署的資料,採用Barrel One進行錫剝除所產生的碳總量,遠低於使用傳統紅外線烤板機,前者處理一噸的電腦主機板,平均僅會產生181(KgCo2e),只有傳統方式的十分一不到。隨著越趨嚴苛的環保排碳法規限制,低排碳的濕式貴金屬回收技術預期將成為未來主流。

無氰貴金屬剝離液  降低工安風險

此外,欣偉科技也已開發成功無氰環保貴金屬剝離液。基本上,要剝除廢印刷電路板上的黃金且保留其含銅底材的價值,就必須使用含有氰化物配方的剝離液。氰化物的使用易造成工安意外,為解決這個問題,欣偉國際於7年前開始投入不使用氰化物為配方的貴金屬剝離液的研發,且已有成果。。

欣偉自行研發的非氰化物環保剝除藥劑,在剝除速度和藥液飽和度都有良好的表現,為傳統氰化物剝金劑的3?5倍,應用底材範圍也更加廣泛,凡SUS430及以上的不鏽鋼底材皆可使用,可剝除金、白金、銀、鉻、鈀等金屬鍍層,不僅節省客戶時間、用量成本及提升材料清潔度,且能縮短末端廢水處理流程與化學藥品用量,有益於環保。

因應環保、工安與企業形象的考量,愈來愈多的回收業者願意導入環保方案,而PCB廢棄物處理及貴金屬回收技術的精進,將能推動PCB產業朝向循環經濟的目標邁進。