Elektronik atık devre kartlarının pirolizi
Pyrolysis of e- waste printed curciut boards
Yazar: ŞULE ATASEVER
Danışman: PROF. DR. AHMET MUAMMER CANEL
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmanın amacı elektronik atıklardan piroliz yöntemiyle değerli ürünler elde etmek, bu ürünlerin yapısal ve kimyasal bileşimlerini ve verimleri üzerine etkiyen faktörleri incelemektir. Çalışmada, Evciler Kimya Elektronik Atık Fabrikasından temin edilen örnekler (cep telefonu devre kartı ve elektronik ve elektrikli eşya devre kartı) kullanılmıştır. Deneylerde öncelikle; sıcaklığın etkisini incelemek amacıyla her iki örnek için 500, 600, 700, 800 ve 900C'de pirolize uğratılmıştır. E-atıkların pirolizinde sıvı ürün verimine sıcaklığın ve katalizörün etkisi araştırılmıştır. Katalizörün etkisini incelemek amacıyla verimin en yüksek olduğu deney sıcaklıklarında MCM-41 ve kırmızı çamur (red mud) katalizörleri kullanılarak piroliz deneyleri yapılmıştır. Araştırma sonucunda cep telefonu devre kartı için verimin en yüksek olduğu piroliz sıcaklığı 700C, elektronik ve elektrikli eşya devre kartı için 600C olarak bulunmuştur. İşlemler sonucunda elde edilen sıvı fazın bileşimi GC-MS analiziyle aydınlatılmıştır. Katı fazın bileşimi FTIR ve SEM analizleriyle incelenmiştir. Örneklerin sıcaklıkla bozunmasını incelemek amacıyla her iki örnek için TGA deneyleri yapılmıştır. TGA ölçümlerinin Ozawa ve Coats-Redfern yöntemlerine göre değerlendirilmesi sonucu kinetik hesaplamalar yapılmıştır. Elektronik ve elektrikli eşya devre kartı için Ozawa yöntemi ile hesaplanan aktivasyon enerjisi değerleri farklı atmosferlerde sırasıyla (N2+O2: 4-1, N2+O2: 9-1 ve N2 atmosferi ) 45.25; 26.96 ve 29.66 kJ/mol , Coats-Redfern yöntemi ile hesaplanan aktivasyon enerjisi değerleri 0.031; 0.029 ve 0.020  kJ/mol olarak bulunmuştur. Cep telefonu devre kartı için Ozawa yöntemi ile hesaplanan aktivasyon enerjisi değerleri farklı atmosferlerde sırasıyla (N2+O2:4-1, N2+O2: 9-1 atmosferi ) 72.15; 19.10 kJ/mol , Coats-Redfern yöntemi ile hesaplanan aktivasyon enerjisi değerleri 0.024; 0.019 ve 0.019 kJ/mol olarak bulunmuştur.

Abstract:
The purpose of this study is to obtain valuable products from electronic waste (e-waste) with pyrolysis method, to examine structural and chemical composition of these products, and to investigate the factors that effect  the efficiency of these products. The samples ( printed circuit boards of mobile phone and electronic equipments) used in this study were provided from Evciler Chemistry E-Waste Factory.In order to investigate the effect of the temperatures, both samples were pyrolysed at 500, 600, 700, 800 and 900C. Through the pyrolysis of e-wastes, the effects of the temperature and catalyst on the liquid product efficiency were investigated. To examine the effect of the catalyst,  red mud and MCM-41 catalysts were used in the pyrolysis experiments at the  temperatures that the efficiency is the highest. As a result of experiments it was found that pyrolysis temperature with  the highest efficiency for printed circuit boards of mobile phone is 700C, and  for printed circuit boards of electronic equipments is 600C. The composition of liquid phase which was obtained through the processes  was identified by analysing GC-MS spectroscopic method. Composition of solid phase was determined by using  spectroscopic methods such as FTIR and SEM. To examine decomposition of the both samples with the temperatures TGA experiments were conducted. Evaluating TGA results via Ozawa and Coats-Redfern methods some kinetic parameters of thermal decompositions were caculated. By using  Ozawa method activation energy values for printed circuit board of electronic equipment at different atmospheres (N2+O2: 4-1, N2+O2: 9-1 ve N2 atmosphere ) were caculated as 45.25; 26.96 and 29.66 kJ/mol respectively, and by using Coats-Redfern method activation energy values were calculated  as  0.031; 0.029 and 0.020  kJ/mol respectively. By using Ozawa method, activation energy values  for printed circuit boards of mobile phone at different atmospheres (N2+O2: 4-1 and N2+O2: 9-1  atmosphere ) were calculated as 72.15; 19.10 kJ/mol respectively, and by using Coats-Redfern method, activation energy values were calculated as  0.024; 0.019 and  0.019   kJ/mol respectively.