新方法可通过微波处理电缆 使铜线脱离聚氯乙烯涂层 解决电子垃圾问题

2024年12月31日 23:34 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

意大利和日本的研究人员开发出一种新方法,通过微波处理电缆,使铜线脱离聚氯乙烯涂层。 这项技术将大大有助于解决日益严重的电子垃圾问题。根据电子垃圾(e-waste)监测网站The World Counts上不断攀升的数据,2024 年的电子垃圾处理量将超过 5000 万吨(或 5500 多万吨)。 其中,76%来自带电源线的机器,如洗碗机、空调和电动剃须刀。

这一切的结果是大量电源线在世界各地的垃圾填埋场蜿蜒流淌,既加剧了日益严重的污染问题,又隐藏了宝贵的资源:铜。

现在,日本上智大学和意大利帕维亚大学的研究人员公布了一种新方法,利用廉价的微波工艺和热解科学原理来解决这两个问题。


研究人员提供的这张信息图表说明了他们为回收电子垃圾中的一种重要成分而开发的新工艺 上智大学 Satoshi Horikoshi

热解是指利用高温将固体转化为气体和固体残留物。 这一过程通常在惰性或无氧环境中进行。

在研究中,研究人员首先使用了不同长度的 VVF 电缆(电源线中常见的一种电线),这种电缆由铜线和 PVC 护套组成。 通过将电缆放入玻璃反应器中,使其暴露在不同程度的微波辐射下,并使用氮气防止燃烧,他们能够将聚氯乙烯护套转化为氯气和碳。 留下的铜则可以回收再利用。

据该研究的主要作者、上智大学的 Satoshi Horikoshi 说,氯气可以转化成有用的盐酸,而聚氯乙烯形成的碳和活性碳可以转化成碳黑,碳黑通常用作颜料。

尽管聚氯乙烯不会吸收微波辐射,但这种方法还是奏效了。 相反,里面的铜丝起到了一种天线的作用,吸收微波,进而加热周围的聚氯乙烯。 当聚氯乙烯加热并变成碳时,它也能更好地吸收微波,从而加速了整个过程。


使用新型微波技术处理前后的电线示例 上智大学 Satoshi Horikoshi

据研究人员称,只有约 35% 的聚氯乙烯被回收利用,因此他们的方法可以大幅提高这一数字,并在此过程中释放出宝贵的、可重复使用的铜。

Horikoshi说:"VVF电缆通常用作房屋和建筑物的电力电缆,在电子垃圾中具有很高的再利用价值。我们的方法适用于回收和再利用含有金属的电子垃圾,而且无需进行预处理就能将塑料与金属分离。"

除了Horikoshi的技术之外,我们还看到了其他处理电子垃圾的方法,包括使用牛奶乳清从电子产品中回收黄金;闪热磨碎的电路板,然后将其蒸发,以回收其他贵金属;以及使用低温研磨机冷冻电子产品,以分离出潜在的可再利用资源。

这项新研究发表在RSC Advances杂志上。

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