Baskılı devre kartlarından kıymetli metal geri kazanımında ergitme şartlarının incelenmesi
Investigation of the melting conditions for recovery of precious metals from printed circuit boards
Yazar: ÖZLEM ATASOY KOCATÜFEK
Danışman: DOÇ. DR. MUHLİS NEZİHİ SARIDEDE
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Üretim Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Baskı devre kartları = Printed circuit boards ; Kıymetli madenler = Precious metals ; Yeniden kazanma = Recycling

Özet:
Günümüz dünyasında, teknolojik gelişmelerden kaynaklanan en önemli problemlerden biri elektrik ve elektronik atıklarıdır (E-atık). E-atıklar içerdikleri ağır metaller, plastikler ve alev geciktiriciler nedeniyle çevre ve insan sağlığını tehdit etmektedir. E-atıklardan özellikle baskılı devre kartları (PCB), kıymetli metal içerikleri nedeniyle ekonomik bir değere sahiptirler. Bu nedenle, PCB'lerin geri kazanımı sadece zararlı etkilerinden değil, aynı zamanda kıymetli metal içerikleri nedeniyle de önemlidir. Geri kazanım işlemleri ile, pirometalurjik, hidrometalurjik, elektrometalurjik vb. yöntemler kullanılarak, e-atıkların içerisindeki kıymetli metaller elde edilebilmektedir. Endüstriyel olarak en yaygın kullanılan pirometalurjik yöntemlerde, e-atıklar çeşitli metal konsantreleri ve curuflaştırıcılar yüksek sıcaklıklarda ergitilmektedirler. Ergitme işlemleri sonucunda, kıymetli metaller oluşan metalik faza toplanmakta ve daha sonra uygulanan işlemler ile ayrılmaktadır.Tez çalışmasında, pirometalurjik yöntem kullanılarak, atık bilgisayarlara ait baskılı devre kartlarındaki kıymetli metallerin geri kazanımı sırasında toplayıcı metal kullanımı ve miktarı ile, curuflaştırıcı bileşimi ve miktarının etkisini incelenmiştir.Atık durumdaki PCB'ler öncelikle el ile demontaj işlemine tabi tutulmuşlardır. Ardından 2,5cm-2,5cm boyutlarında kesilmiş ve 850-950°C arasında yakılmıştır. Deneysel çalışmalar sırasında, yakma işlemi sonrası kıymetli metal içeren kısımlar, farklı çeşitte ve miktarda curuflaştırıcı ilavesi ve toplayıcı metal olarak kullanılan bakır varlığında/yokluğunda 1250-1350°C arasında ergitilmiştir.Deneysel çalışmaların sonuçlarına göre, prosese giren kıymetli metal miktarının %95'i metalik faz içerisinde toplandığı tespit edilmiştir. Ergitme prosesi sırasında, %20 ve %30 curuflaştırıcı miktarı, toplayıcı metal kullanıldığı durumda %20 ve %30 bakır miktarı ile 10% B2O3, 15% Al2O3, 30% SiO2, 30% CaO, 10% Fe2O3, 5% CaF2 içeren curuflaştırıcı bileşimi, toplayıcı metalin kullanılmadığı durumlarda ise 43% B2O3, 6% Al2O3, 18% SiO2, 12% CaO, 18% Fe2O3, 5% CaF2 içeren curuflaştırıcılar ile en yüksek altın ve gümüş geri kazanımı elde edilmiş olduğundan kıymetli metallerin geri kazanımı sırasında en yüksek uygun şartlar olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
One of the most important problems of technological developments in today?s world is electric and electronic waste (E-waste). The e-wastes contain certain heavy metals, plastics and flame retardants etc., threats to health and environment. Due to precious metal contents, e-wastes especially PCB?s, has an economic value. Therefore, the recycling of PCBs is an important subject, not only from the hazardous effects, but also with respect to the recovery of valuable materials. The recovery and recycling processes of e-wastes mainly are classified into pyrometallurgical, hydrometallurgical and electrometallurgical processes. In the pyrometallurgical process, e-wastes are melted with several metal concentrates and flux components as slag formatives at high temperature. As a result of melting process, valuable metals are accumulated in metallic phase and then the extracted valuable metals are separated and purified with other processes.In this study, the effect of collector metal and composition and quantity of fluxes, for the recovery of precious metals from PCB?s in discarded computers are examined using with pyrometallurgical method. The waste PCB?s were manually dismantled and cut to a size of 2,5cm-2,5cm, incinerated at 850-950°C. In each experiment, residues contain precious metals were melted adding different types of fluxes and with/without copper as a collector metal at 1250-1350°C.According to the experimental results, the amount of input 95% of the precious metals could be collected in metallic phase. In melting process high recovering ratios have been e in %20 and %30 flux level, in the presence of collector metal; %20-%30 copper level, 10% B2O3, 15% Al2O3, 30% SiO2, 30% CaO, 10% Fe2O3, 5% CaF2 flux composition, in the absence of collector metal; 43% B2O3, 6% Al2O3, 18% SiO2, 12% CaO, 18% Fe2O3, 5% CaF2 flux compositions, have been determined most appropriate conditions for recovering of precious metals.