Para 2025, la tecnología de PCB solubles impresas en 3D revolucionará los modelos tradicionales de reciclaje electrónico. El sistema Dissolv PCB, desarrollado conjuntamente por la Universidad de Maryland, el Instituto Tecnológico de Georgia y la Universidad de Notre Dame, utiliza un sustrato de alcohol polivinílico (PVA) y tinta metálica líquida eutéctica de galio-indio (EGaIn). Los diseños de circuitos se convierten en modelos impresos en 3D mediante un complemento de FreeCAD. Tras el fin de la vida útil de las placas de circuito, se sumergen en agua, donde el sustrato de PVA se disuelve por completo en 30 minutos, liberando los componentes intactos. Mientras tanto, el metal líquido se agrega en gotas esféricas debido a la tensión superficial, lo que permite una recuperación eficiente. Estas técnicas de reciclaje de PCB de placas de circuito impreso de desecho alcanzan una tasa de reutilización del 99,4 % para materiales de PVA y una tasa de recuperación del 98,6 % para el metal líquido. Un análisis del ciclo de vida (ACV) muestra que supera significativamente el procesamiento tradicional de placas FR-4 en ocho métricas ambientales, incluyendo el potencial de calentamiento global y el consumo de recursos. Una solución paralela desarrollada por un equipo de la Universidad de Tsinghua (China) reduce el coste unitario en un 38 %, con una constante dieléctrica (3,2) y una resistencia térmica (180 °C) comparables a las normas FR-4 de grado industrial. Estas tecnologías de circuito cerrado se han probado comercialmente en campos como las etiquetas inteligentes, lo que permite a los usuarios disolverlas y reciclarlas ellos mismos tras su recepción.
A escala industrial, los métodos mecánico-físicos multietapa siguen siendo la tecnología más utilizada para el reciclaje de placas de circuito impreso (PCB) usadas. El sistema automatizado de GreenJet Environmental emplea un proceso de trituración y clasificación de tres etapas: primero, las placas se trituran gruesamente hasta obtener partículas de 3-5 cm mediante una trituradora de doble eje, luego se refinan hasta 0,5-1 cm mediante un molino de martillos y, finalmente, se muelen hasta obtener un polvo de malla 30-80 mediante una trituradora de discos refrigerada por agua. La etapa de clasificación combina la clasificación por flujo de aire, la clasificación por densidad y las tecnologías de clasificación electrostática de alto voltaje para separar los componentes metálicos del polvo de resina. Este proceso alcanza una tasa de recuperación de cobre ≥99%, una tasa de residuos no metálicos <1% y una capacidad de procesamiento diaria de 600-800 kg. El polvo se controla mediante un sistema de recolección de polvo por pulsos, y las emisiones de escape cumplen con las normas ambientales internacionales, lo que lo hace adecuado para el procesamiento de PCB multicapa con alto contenido de cobre. Dingji Electronics ha optimizado aún más esta tecnología, desarrollando procesos integrados de clasificación inteligente por rayos X (tasa de error <0,5 %) y trituración a baja temperatura con clasificación electrostática para placas de circuito impreso de impedancia. Esto permite alcanzar una pureza del cobre del 99,9 %, que puede utilizarse directamente en la producción de nuevas placas. El polvo de resina se convierte en rellenos ignífugos para materiales de construcción, lo que permite un aprovechamiento total de los recursos y una reducción del 30 % en los costes operativos.
En el campo del reciclaje de metales preciosos , el método del ácido aminosulfónico y el método de biolixiviación se han convertido en soluciones centrales para la extracción eficiente de oro. El método del ácido aminosulfónico opera a temperatura ambiente, utilizando una solución de ácido aminosulfónico de 70 g/L mezclada con peróxido de hidrógeno al 15% para tratar la capa chapada en oro, corroyendo la capa subyacente de cobre y níquel para desprender la lámina de oro. Cuando la relación sólido-líquido es de 1:5 (g/mL) y la lixiviación se lleva a cabo durante 120 minutos, la tasa de recuperación de oro supera el 96%. La solución puede recuperar cobre y níquel para su reutilización, y la lámina de oro desprendida se puede fundir sin purificación adicional. El método de biolixiviación emplea un proceso de dos pasos: primero, se utilizan bacterias de sulfuro de hierro(II) para lixiviar el 99% del cobre en condiciones de pH=2,0 y 44,3 g/L Fe²⁺; El residuo se trata posteriormente con bacterias de varilla púrpura, cuyos parámetros óptimos se determinan mediante la metodología de superficie de respuesta a pH = 10,5, 4,02 g/L de glicina y 31 °C, logrando una tasa de lixiviación de oro del 72,58 %. Las empresas surcoreanas combinan la hidrometalurgia con la adsorción funcional de polímeros para recuperar selectivamente el oro de soluciones de lixiviación ácidas, logrando una pureza ≥99,9 % y reduciendo los costos generales en un 30 %.
En aplicaciones prácticas, la combinación de tecnologías debe ajustarse a las características de los componentes. Sustratos de resina epoxi bromada: La tecnología de metanol supercrítico (ScM) degrada el 96 % de la resina orgánica a 350 °C, 90 minutos y una relación líquido-sólido de 20 mL/g, produciendo compuestos fenólicos libres de bromo. El cobre metálico se enriquece gracias a la descomposición de la capa orgánica, alcanzando una tasa de recuperación del 35,76 %, con una eficiencia de reciclaje del metanol superior al 90 %.
Líquido residual de grabado: Una nueva patente de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Jiangxi utiliza un proceso de eliminación de impurezas, cristalización por concentración y reacción sal-álcali para producir hidróxido de cobre crudo a partir de un líquido de grabado ácido, seguido de una recristalización por disolución y una reacción con amoníaco para sintetizar óxido de cobre de grado electrónico. Se añaden aditivos de sal de zinc y surfactantes para aumentar la superficie específica, de modo que la pureza final del óxido de cobre en forma de panal cumple con los requisitos de las aplicaciones de semiconductores.
Residuos electrónicos mixtos: El Instituto de Tecnología e Ingeniería de Materiales de Ningbo de la Academia China de Ciencias ha desarrollado un sistema de adsorción polimérica con función de lixiviación ácida para separar secuencialmente el cobre, el estaño y los metales preciosos de la solución de lixiviación. El adsorbente polimérico permite una recuperación de oro sin tóxicos y de alta eficiencia (≥99,9 %), convirtiendo los residuos sólidos en materias primas para materiales de construcción, lo que reduce las emisiones de tres residuos en un 40 %. Estas técnicas de reciclaje de PCB de circuitos impresos de desecho establecen conjuntamente una red integral de reciclaje que abarca sustratos, metales y materias primas químicas.
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