هر آنچه باید درمورد بازیافت بدانید؛ قسمت دوم

در سال‌های اخیر فناوری‌های شگفت‌انگیزی در رابطه‌ با بازیافت فلز، شیشه و زباله‌های الکترونیکی ایجاد شده است که می‌تواند لزوم توجه به بازیافت، اهمیت آن و بهره‌مندی از این فعالیت را افزایش دهد. 

بسیاری از فلزها، زباله های الکترونیکی، مواد شیشه‌ای نیز قابل‌بازیافت هستند و بازیافت این مواد مانند بازیافت کاغذ و پلاستیک می‌تواند به حفظ‌‌ محیطزیست و رشد اقتصادی کمک شایانی کند. حفط انرژی و منابع طبیعی نیز دو مورد از مهم‌ترین مزایای بازیافت به شمار می‌روند (مخصوصا بازیافت زباله‌های الکترونیکی). 

در ادامه فرایند بازیافت این مواد را از ابعاد مختلف بررسی و شما را با جدیدترین فناوری‌های مرتبط با این فرایند نیز آشنا می‌کنیم تا اهمیت و لزوم بازیافت را بهتر درک کنید و دیگر به زباله‌های خود به چشم موادی بی‌اررش نگاه کنید. زباله‌ها در‌صورتی‌که به‌درستی مدیریت شوند، حقیقتا طلای کثیف هستند.

بازیافت فلز

فلزهای قابل بازیافت

فلزهای قابل‌بازیافت شامل موارد زیر می‌شود:

• آلومینیوم؛ سومین عنصر فراوان روی زمین
• برنج و برنز؛ این دو فلز از آلیاژ مس همراه‌با قلع و روی تشکیل شده‌اند و اشیای فلزی طلایی رنگ و اشیای فلزی تزئینی سبزرنگ معمولا با این دو فلز ساخته می‌شوند.
• چدن؛ فلزی که عمدتا از فلز تشکیل شده و دارای مقادیری از کربن و سیلیکون نیز است. این فلز معمولا برای ساخت ماهی‌تابه‌های مخصوص سرخ‌کردن و سایر لوازم پخت‌‌‌‌و‌‌پز به ‌کار می‌رود.
• مس
• فولاد
• قلع

فلزهای غیرآهنی مثل آلومینیوم، فولاد، برنج و مس جزو بیشترین فلزات قابل‌بازیافت هستند؛ البته اگرچه بیشتر فلزات قابلیت بازیافت را دارند؛ اما بیشتر ضایعات فلزی بازیافت نمی‌شوند. مس بهترین فلز برای بازیافت محسوب می‌شود.

مراحل مختلف بازیافت

جمع‌آوری و جداسازی

فلزهای قابل‌بازیافت پس از جمع‌آوری (میزان زیادی از فلزهای بازیافتی از مردم خریداری می‌شوند) دسته‌بندی می‌شوند. در هنگام دسته‌بندی فلزهای قابل‌بازیافت، مواد فلزی از مواد غیرفلزی به‌دقت جدا و سپس مواد باکیفیت انتخاب می‌شوند. کیفیت موادفلزی انتخاب‌شده در این مرحله اهمیت زیادی دارد و می‌تواند منجر به تولید محصولات بازیافتی باکیفیت شود. درضمن فناوری جدیدی برای دسته‌بندی فلزها با کمک هوش مصنوعی ایجاد شده است که با کمک آن می‌توان فلزهای مختلف را با کمک ربات‌های پیشرفته‌‌ و مجهز به حسگرهای مختلف را به‌صورت کاملا دقیق به دسته‌های مختلف تقسیم کرد تا مواد ارسال‌شده به کارخانه‌های ذوب مختلف، کیفیت بالا و تضمین‌شده‌ای داشته باشند.  

جداسازی با روش طیف‌بینی فروشکست القایی لیزری یکی دیگر از فناوری‌های جدید جداسازی مواد فلزی از یکدیگر است. معمولا در بیشتر موارد ذرات منیزیوم با آلومینیوم ترکیب شده‌اند و جداکردن آن‌ها هم کار دشواری است؛ اما با کمک این روش که در آن از اشعه‌ی لیزر متمرکز و موج کوتاه استفاده می‌شود، می‌توان ۹۲ درصد از ذرات منیزیوم ترکیب‌شده با آلومینیوم را جدا کرد.

به‌تازگی دستگاهی به‌نام STEINERT KSS ایجاد شده که چند حسگر مختلف را در خود جای داده است و می‌تواند مواد فلزی را براساس شیوه‌های مختلف دسته‌بندی کند. قابلیت‌های این دستگاه شامل تشخیص رنگ، تشخیص سه‌بعدی با لیزر، انتقال اشعه‌ی ایکس، طیف‌سنجی فلورسنت پرتو ایکس و تشخیص با اشعه‌ی نزدیک فروسرخ می‌شود.

در جدول زیر می‌توانید فلزهایی را که این دستگاه می‌تواند آن‌ها را با حسگرهای خود با دقت و سرعت بالایی دسته‌بندی کند. قابلیت انجام دسته‌بندی چند مرحله‌ای و ارائه‌ی اطلاعات لازم درمورد ترکیبات و تشخیص ناخالصی‌ها و مواد ترکیب‌شده با فلزات، از دیگر ویژگی‌های این دستگاه هستند که می‌توان با استفاده از حسگرهای اختیاری برای هر نوع فلز از آن‌ها بهره‌مند شد.

X= حسگرهای اجباری

(X)= حسگرهای اختیاری برای کسب اطلاعات یا جداسازی مرحله‌ای 

شرکت الیمپوس (Olympus) دستگاه جدیدی به‌نام وانتا المنت (Vanta Element) ایجاد کرده است که می‌تواند با قابلیت طیف‌سنجی فلورسنت پرتو ایکس خود قطعات فلزی را از نظر کمی، کیفی تحلیل و عناصر شیمیایی تشکیل‌دهنده‌ی آن‌ها را نیز بررسی کند. از دیگر ویژگی‌های این دستگاه می‌توان به مقاومت در برابر گرد‌و‌غبار و رطوبت، عملکرد مناسب در محدوده‌ی دمایی منفی ۱۰ تا مثبت ۴۵، اتصال بی‌سیم به سرویس ابری علمی شرکت الیمپوس، برخورداری از کارت‌حافظه‌ی یک گیگابایتی برای ذخیره‌ی اطلاعات و دو پورت USB برای انتقال آسان اطلاعات اشاره کرد.

ارتش آمزیکا نیز توانسته است با سیستمی متشکل از سیستمی جدید متشکل از ۹ ربات به‌همراه ۵۵ دوربین و حسگر، موفق شده است مهمات پرتاب‌کننده‌ی راکت را بازیافت و فلزهای آلومینیوم، مس و فولاد را از آن‌ها استخراج کند. به دلیل اینکه این مهمات حاوی مواد منفجره هستند. یک دستگاه بینایی کامپیوتری مجهز به هوش مصنوعی قادر است موارد و مساپل غیرمعمول را تشخیص و برای رفع خطر احتمالی به اپراتور هشدار دهد. 

پردازش

در این مرحله مواد فلزی انتخاب‌شده تحت فشار قرار می‌گیرند و با دستگاه پرس تا جای ممکن پرس می‌شوند تا در هنگام انتقال روی نوار نقاله برای خرد‌شدن فضای کمتری را اشغال کنند.

خردشدن

خردشدن تکه‌های فلز باعث می‌شود سطح آن‌ها به نسبت حجم افزایش پیدا کند و با انرژی کمتری ذوب شوند. در این مرحله تکه‌های فولاد به شمش فولاد و آلومینیوم به ورق‌های آلومینیوم تبدیل می‌شود. چند سالی است که دستگاه‌های سیار خردکردن نیز اختراع شده است که می‌تواند نقش مهمی در کاهش هزینه‌ی بازیافت ایفا کند.

شرکتی به‌نام متسو (Metso) برای خردکردن فلز و سایر مواد قابل‌بازیافت سیستمی را طراحی کرده است که در آن می‌توان متناسب با مواد از تیغه‌های متنوع استفاده کرد. در سیستم جدید این شرکت می‌توان از میزهای برش هم استفاده کرد. این میزها دارای نرم‌افزارها و سخت‌افزارهای خودکاری هستند که انجام کارهایی مثل خردکردن و برش در سطح صنعتی را به‌سادگی امکان‌پذیر می‌کنند. درضمن سیستم متسو از ویژگی‌هایی نظیر توانایی تحلیل داده‌ها و ارائه‌ی پیشنهادهای فنی به مشتریان نیز برخوارد است که باعث افزایش اعتماد افراد به سیستم و تقویت عملکرد آن می‌شود

پالایش

فلزها پس ذوب‌شدن پالایش می‌شوند تا ناخالصی‌های آن‌ها جدا شود و کیفیت مواد به بالاترین میزان ممکن برسد. در این مرحله ناخالصی برخی از فلزها بسته به نوع، با روش برق‌کافت (در این روش عناصر و ترکیب‌هایی که با پیوند شیمیایی با یکدیگر ترکیب شده‌اند، با استفاده از جریان برق از یکدیگر جدا می‌شوند) جدا می‌شوند و برخی از فلزات دیگر به‌سادگی از زیر سیستم‌های آهنربایی قدیمی عبور داده می‌شود تا ناخالصی‌های آن‌ها جدا شود.

ذوب‌شدن

در این مرحله انواع فلزات در کوره با دمایی بالا ذوب می‌شوند. هر یک از انواع فلزات کوره‌ی مخصوص خود را دارند و در دمای مختص خود و در مدت زمان مشخص‌شده‌ای ذوب می‌شوند. زمان ذوب فلزات بسته به دمای کوره، حجم فلزات موجود در آن و نوع فلز از چند دقیقه تا چند ساعت متغیر است. ذوب فلزات انرژی قابل‌توجهی مصرف می‌کنند؛ اما مصرف انرژی این فلزات نسبت به ذوب مواد خام برای تولید فلز جدید کمتر است.

صنعتگران آلمانی با ساخت کوره‌ی جدیدی در کارخانه‌ی بازیافت تریمت (TRIMET) موفق شده‌اند مصرف انرژی را تا ۱۵ درصد کاهش و راندمان بازیافت را افزایش دهند. درضمن ساختار این کوره به گونه‌ای است که می‌توان آن را سریع‌تر از کوره‌های متداول پر کرد.

خنک‌سازی و شکل‌دهی

مواد مذاب پس از ذوب‌شدن با نوار نقاله به سمت تونل خنک‌‌کننده فرستاده می‌شوند تا خنک و جامد شوند. درضمن در این مرحله مواد شیمیایی جهت افزایش استحکام و کیفیت مواد فلزی مذاب و ایجاد چند ویژگی دیگر نیز به این مواد اضافه می‌شود و اجسام فلزی در ابعاد و اشکال مختلف شکل می‌گیرند.

در پایان این اجسام مثل قوطی‌های فلزی به مراکزی که مورداستفاده قرار می‌گیرند، انتقال داده می‌شود و پس از آن دوباره این چرخه تکرار می‌شود.

فناوری‌های جدید در حوزه‌ی بازیافت فلز

بازیافت جیوه و تبدیل آن به ماده‌ای مفید و ارزشمند

جیوه‌ فلزی مایع و سمی محسوب می‌شود که دفع آن می‌تواند به محیط‌زیست آسیب زیادی وارد کند. پژوهشگران به فناوری جدیدی دست یافته‌اند که با استفاده از آن می‌توان جیوه را بدون استفاده از مواد شیمیایی مضر از پسماندها جدا و با استفاده از روش الکتروشیمی (استفاده از جریان برق جهت ایجاد پیوند شیمیایی) به آلیاژی از جیوه (ترکیب فلز با جیوه) تبدیل و سپس از آن برای پرکردن دندان یا استخراج و تولید فلزهای ارزشمندی مثل طلا و نقره استفاده کرد. جیوه در وسایل اندازه‌گیری و لامپ‌های فلورسنت نیز استفاده می‌شوند.

بازیافت فلزات کمیاب موجود در وسایل الکترونیکی

پژوهشگران دانشگاه بیرمنگام قصد دارند مرکزی برای بازیافت آهنربا‌های ساخته‌شده از نئودیمیم، بور (که از عناصر شیمیایی کمیاب هستند) و آهن را که در هارد دیسک، لوازم خانگی برقی و سایر لوازم الکترونیکی استفاده می‌شوند، تأسیس کنند. پژوهشگران قصد دارند این قطعات فلزی را ابتدا با استفاده از ربات‌ها دسته‌بندی کنند و پس از پودرکردن آن‌ها با استفاده از عنصر هیدروژن، دوباره از آن‌ها برای ساخت آهنرباها استفاده کنند. این آهنرباهای الکترونیکی در هر وسیله‌ای که از الکتریسیته برای ایجاد حرکت استفاده می‌کند، استفاده می‌شوند. ارزش صنایع مرتبط با این وسایل یک تریلیون پوند است.

بازیافت ذرات فلزی ریز موجود در خاکستری رسوب

شرکت کوو ای جی (Kewu AG) با مشارکت Dhz AG موفق به بازیافت ذرات فلزی بسیار ریز موجود در خاکستری رسوبی (خاکستری رسوبی بخشی از پسماند غیرقابل‌اشتعال تاسیساتی مانند نیروگاه‌های برق، دیگ‌های بخار، کوره‌ها و مراکز زباله‌ سوز است) با ابعاد یک تا چهار میلی‌متر شده‌اند که ۵۰ درصد از خاکسترهای رسوبی را تشکیل می‌دهند. این فناوری می‌تواند به کاهش زباله‌های صنعتی کمک شایانی کند.

بازیافت فیبر کربن تقویت‌شده و استفاده از آن برای ساخت قطعات هواپیما و قطعات الکترونیکی

پژوهشگران آمریکایی به روشی اختصاصی برای فیبر کربن تقویت‌شده (که معمولا برای ساخت قطعات هواپیما استفاده می‌شود) دست یافته‌‌اند. در این روش فیبر کربن را در کوره قرار می‌دهند تا رزین موجود در آن بخار شود؛ سپس مواد باقی‌مانده پاک‌سازی و به شرکت‌هایی فروخته می‌شود که در زمینه‌ی صنایع الکترونیکی و حمل‌و‌نقل زمینی و هوایی فعالیت می‌کنند.

بازیافت قوطی‌های اسپری

کارآفرینی کانادایی فناوری جدیدی ایجاد کرده است که تبدیل قوطی‌های اسپری به سوخت را امکان‌پذیر می‌کند. وی با استفاده از روش ابداعی خود ابتدا ۹۹ درصد مایع قوطی‌های اسپری‌ها را تخلیه سپس آن‌ها را به گرد فشرده‌شده‌ی زغال تبدیل می‌کند که می‌توان از آن به‌عنوان سوخت در کارخانه‌های ذوب آهن استفاده کرد. درضمن می‌توان گاز موجود در قوطی‌ها را نیز ذخیره و از آن به‌عنوان سوخت نیروگاه‌های زباله‌سوز استفاده کرد. استفاده از این روش باعث انتشار هیچ نوع گاز مضری در هوا نمی‌شود و امکان آتش‌سوزی و انفجار نیز وجود ندارد.

مزایا و معایب زیست‌محیطی

مزایا

• حفظ انرژی: بازیافت آلومینیوم، مس و فولاد به‌ترتیب باعث حفظ انرژی تا ۹۲، ۹۰ و ۵۶ درصد می‌شود. انرژی ذخیره‌شده‌ی حاصل از بازیافت می‌تواند برق خانگی موردنیاز را برای مدت قابل‌توجهی تأمین کند. جالب است بدانید که انرژی موردنیاز برای بازیافت فلزی مثل آلومینیوم تنها  ۱۰ یا حتی ۵ درصد انرژی لازم برای تولید فلز از مواد خام اولیه است و انرژی ذخیره‌شده‌ی ناشی از بازیافت هر قوطی آلومینیومی می‌تواند یک لامپ ۱۰۰ واتی را به مدت چهار ساعت و بازیافت هفت قوطی فولادی می‌تواند یک لامپ ۶۰ واتی را ۲۴ ساعت روشن نگه دارد. درضمن بازیافت هر قوطی آلومینیومی باعث حفظ انرژی موردنیاز برای ۱۶۰ قوطی جدید می‌شود. بازیافت مس باعث حفظ ۸۵ درصد و بازیافت روی باعث حفظ ۷۶ درصد انرژی می‌شود. بازیافت هر تن قلع نیز به‌طور متوسط حفظ ۲۶۰۰ کیلووات انرژی را به‌دنبال دارد و نسبت به تولید قلع اولیه ۹۹ درصد انرژی کمتری مصرف می‌کند.

• حفظ منابع طبیعی: بازیافت فلزات باعث کاهش نیاز به استخراج مواد اولیه، کاهش نیاز به ایجاد معادن جدید و کاهش مصرف آب و نفت می‌شود. حفاری عمیق جهت ایجاد معادن جدید و بهره‌برداری گسترده از آن‌ها علاوه بر کاهش منابع طبیعی، باعث آسیب به حیات وحش و دورکردن آن‌ها از سکونتگاه طبیعی‌شان، گسترش جنگل‌زدایی و آلودگی صوتی می‌شود؛ به‌عنوان مثال بازیافت فولاد باعث ۴۰ صرفه‌جویی در مصرف آب و ۷۶ درصد کاهش آلودگی آب می‌شود؛ بازیافت هر تن از این فلز به  حفظ ۱۱۳۹ خاک آهن، ۶۳۵ کیلوگرم زغال سنگ و میزانی در‌حدود ۵۴ کیلوگرم سنگ آهن می‌شود. بازیافت فلزات (مخصوصا فولاد) به‌نوعی منابع سوخت‌های فسیلی را هم حفظ می‌کند.

بازیافت مس باعث شده است ۲۰ درصد از منابع مس جهان دست‌نخورده باقی بماند. بازیافت کانه‌‌های مرکب که دربردارنده‌ی فلزهای ارزشمندی مثل مس و سرب است، بیش از ۹۰ درصد از فلز روی موردنیاز جهان را تأمین می‌کند. بازیافت هر تن قلع نیز به جلوگیری از استخراج ۱٫۵ تن کانی قلع منجر می‌شود.

• کاهش تولید گاز دی‌اکسید کربن: بازیافت هر تن آلومینیوم باعث کاهش انتشار گاز دی‌اکسید کربن به میزان ۹ تن می‌شود. بازیافت مس، فولاد و سرب به‌ترتیب ۶۵ (میزان تقریبی)، ۸۰ و ۹۹ درصد انتشار گاز دی‌اکسید کربن را کاهش می‌دهند.
• کاهش زباله: مدت زمان لازم برای تجزیه‌ی طبیعی فلزات دارای بافت نرم مثل فولاد و قلع، ۵۰ سال و فلزات دارای بافت سخت مثل آلومینیوم ۲۰۰ تا ۵۰۰ سال است. با بازیافت فلزها می‌توان آلودگی‌های محیط‌زیست را کاهش داد تا فضای بیشتری برای دفع زباله‌ها ایجاد شود.
• ساخت آثار هنری: برخی از هنرمندان خوش‌ذوق با استفاده از برخی از زباله‌های فلزی، پلاستیکی، کاغذی، شیشه‌ای،چوبی، الکترونیکی، پارچه ای و لاستیکی آثار هنری خلق می‌کنند که برخی از آن‌ها واقعا زیبا و شگفت‌انگیز هستند.

^{آثار هنری خلق‌شده از زباله}

معایب

حمل‌و‌نقل ضایعات فلزی به مراکز بازیافت می‌تواند هوا را به میزان زیادی آلوده کند؛ طبیعتا این موضوع درمورد بازیافت سایر انواع مواد نیز صادق است.

مزایا و معایب اقتصادی

مزایا

• درآمد بسیار بالا: میزان ارزش جهانی بازیافت فلزات در سال ۲۰۱۷ برابر با ۲۸۷ میلیارد دلار است و پیش‌بینی می‌شود این رقم تا سال ۲۰۲۵ به ۳۵۸ میلیارد دلار برسد و بازیافت قوطی‌های آلومینیومی به‌تنهایی سالانه ۸۰۰ میلیون دلار ارزش بازار دارد؛ حتی در برخی از منابع پیش‌بینی شده است ارزش بازار جهانی بازیافت فلزات تنها تا سال آینده میلادی به ۴۰۶ میلیارد دلار برسد که رقم بسیار قابل‌توجهی است.
• ایجاد درآمد برای شهروندان عادی با فروش ضایعات فلزی

• نامحدود‌بودن تعداد دفعات بازیافت: کیفیت فلزات غیرآهنی مثل آلومینیوم، مس، سرب، نیکل، قلع و روی در بازیافت‌های مکرر کاهش نمی‌یابد و خصوصیت‌های شیمیایی آن‌ها نیز از بین نمی‌رود؛ بنابراین می‌توانند به‌صورت نامحدود بازیافت شوند؛ به‌عنوان مثال مس درجه یک پس از بازیافت نیز ۹۵ درصد ارزش خود را حفظ می‌کنند.
• سودبخش‌ترین نوع بازیافت: مواد فلزی درصدر منفعت‌بخش‌ترین مواد برای بازیافت قرار دارد و پس از کاغذ و فلز، جایگاه سوم را به خود اختصاص داده است؛ زیرا بازیافت فلزی مثل آلومینیوم بسیار ساده است و در‌حال‌حاضر دوسوم از آلومینیوم مصرفی در کشورهای مختلف، بازیافتی هستند. فلزات غیرآهنی به دلیل فراوانی نیز جزو مواد فلزی پرسود محسوب می‌شوند و بازیافت برخی از مواد ساخته‌شده از آن‌ها مانند سیم‌های سمی و ورق‌های نازک طلا سود زیادی دارد.
• تأمین بخش عمده‌ای از بازار مصرفی: ۴۲ درصد از مس‌ مصرفی در قاره‌ی اروپا، مس بازیافتی است و ۵۰ درصد از مس مورداستفاده در لوله‌ها و سیم‌های مسی، با بازیافت به دست می‌آید. ۲۵ درصد از فولاد مصرفی در خودروها و ۶۰ درصد از کل فولاد مصرفی از فولاد بازیافتی تأمین می‌‌شود. قلع‌ بازیافتی نیز در تأمین نیاز جهانی به این فلز نقش مهمی دارد و ۳۰ تا ۴۰ درصد از نیاز جهانی از این طریق تأمین می‌شود. درضمن نیمی از سرب مورداستفاده در کالاهای مختلف، بازیافتی است.  
• افزایش صادرات مواد خام اولیه: کشورهای دارای منابع غنی طبیعی فلز می‌توانند میزان عمده‌ای از فلزهای بازیافتی خود را صادر کنند؛ به‌عنوان مثال انگلستان ۷۵ درصد از فولاد بازیافتی خود را صادر می‌کند. در آمریکا نیز در سال ۲۰۱۲ ارزش صادرات آلومینیوم بازیافتی ۳ میلیارد دلار، مس بازیافتی ۴ میلیارد دلار و آهن و فولاد بازیافتی ۷٫۵ میلیارد دلار بود. بازیافت برخی از فلزها مانند فولاد و مس می‌تواند علاوه بر افزایش صادرات، در کاهش واردات نیز تأثیر دارد. چین و آمریکا دو کشور شاخصی هستند که در سال‌های اخیر میزان واردات فلزها یا مواد خام اولیه برای تولید آن‌ها را کاهش داده‌اند و با بازیافت ضایعات، بخش عمده‌ای از نیاز خود را تأمین می‌کنند.
• هزینه‌ی کمتر نسبت به تولید فلز از مواد خام جدید: استخراج مواد خام اولیه نسبت به بازیافت فلزات هزینه‌ی بسیار بیشتری دارد و از سوی دیگر کاهش مصرف انرژی در فرایند بازیافت، به کاهش هزینه نیز کمک زیادی می‌کند.

معایب

• اشتغال‌زایی کمتر در مقایسه‌با استخراج مواد اولیه از معادن و تولید فلز جدید از آن‌ها: بازیافت فلز باعث کاهش تولید شیشه از مواد خام و درنتیجه کاهش نیاز به نیروی انسانی در این بخش می‌شود؛ این موضوع در مورد شیشه هم صادق است. بنابراین بازیافت به طورکلی از یک سو باعث اشتغال‌زایی می‌شود و از سوی دیگر بیکاری را نیز به‌دنبال دارد.
• لزوم صرف هزینه‌ی زیاد برای حمل‌و‌نقل، دسته‌بندی و پردازش: این موضوع تاحدودی درمورد بازیافت سایر مواد نیز صادق است.

مشکلات مرتبط با بازیافت فلز

• غیرقابل بازیافت بودن برخی از فلزها: همان‌طور که قبلا گفتیم بسیاری از فلزها به‌صورت نامحدود قابل بازیافت هستند؛ اما وجود ناخالصی ‌ها در برخی از فلزها آن‌ها را غیرقابل‌بازیافت می‌کند و خالص‌کردن آن‌ها نیازمند استفاده از روش‌های شیمیایی است که هزینه‌ی زیادی دارد. درضمن بازیافت برخی از فلزات سمی و رادیواکتیو به سلامت انسان‌ها آسیب جدی بزند و بازیافت آن‌ها عملا امکان‌پذیر است؛ از میان این فلزها می‌توان به اورانیوم، پلوتونیم، جیوه و سرب اشاره کرد؛ البته بازیافت جیوه و سرب با استفاده از روش‌های علمی و پس از بین‌بردن مواد سمی آن‌ها، امکان‌پذیر است.

تماس انسان با فلز پلوتونیوم و استنشاق گازهای متصاعدشده از آن باعث ایجاد نقض ژنتیکی و مسمومیت رادیواکتیو، ابتلا به سرطان ریه و حتی مرگ می‌شود. سرب هم حاوی مواد سمی خطرناکی است و در صورت استنشاق یا جذب در سیستم گوارش، مشکلاتی جدی نظیر اختلال در مغز، جریان خون و سیستم عصبی را به‌همراه دارد.

• دشواربودن فرایند دسته‌بندی: دسته‌بندی برخی از فلزها مانند آلومینیوم، فولاد و آهن که پرمصرف‌ترین فلزها برای بازیافت هستند، درصورت استفاده‌ نکردن از فناوری‌های جدید کار دشوار و زمان‌بری است.

محصولات نهایی بازیافت فلز

حجم زیادی از قوطی‌های آلومینیومی مواد غذایی، بازیافتی هستند. همچنین به دلیل اینکه خصوصیات و استحکام فلزها پس از بازیافت تغییر نمی‌کنند، می‌توان دوباره از آن‌ها همانند قبل استفاده کرد.فلزهای بازیافت‌شده برای ساخت برخی از قطعات دوچرخه و خودرو، میلگرد، برخی از لوازم خانگی و تیرآهن نیز استفاده می‌شوند. 

بازیافت زباله‌های الکترونیکی

زباله الکترونیکی چیست؟

زباله‌های الکترونیکی وسایل برقی غیرقابل استفاده هستند که شامل لوازم خانگی مثل تلویزیون، دی‌وی‌‌دی‌ پلیر، لوازم پخت‌و‌پز برقی، فن‌ها، بخاری برقی، کولر، مایکروفر و...، وسایل دیجیتالی مثل کامپیوتر، گوشی، لپ‌تاپ، هارد، برد، باتری، نمایشگر و سایر لوازم الکترونیکی مثل وسایل روشنایی، لوازم برقی مورد استفاده برای تفریح و ورزش می‌شود.

مراحل مختلف بازیافت

زباله‌های الکترونیکی پس از جمع‌آوری از سطل‌های مخصوص بازیافت و مراکز مخصوص جمع‌آوری این زباله‌هاُ، به‌دقت دسته‌بندی می‌شود و باتری‌ها برای ازیابی کیفیت از سایر مواد جدا می‌شود. سپس نیروی انسان آن‌ها را تکه‌تکه و مواد اصلی تشکیل‌دهنده‌ی این وسایل مانند فلز، پلاستیک، شیشه و بردهای مدارهای چاپی جدا می‌شوند. قطعاتی که نمی‌توانند به‌صورت دستی جدا شوند، نیز به قطعاتی با قطری بین ۵ تا ۱۰ سانی‌متر تبدیل می‌شوند که بیشتر و بهتر جداسازی شوند.

در مرحله‌ی بعدی قطعات خرد‌شده روی میز لرزان که در قسمت قبلی  مقاله درمورد آن توضیح دادیم، به قطعه‌های کوچکتری تقسیم می‌شوند و گرد‌های باقی‌مانده به‌صورتی دفع می‌شوند که هیچ آسیبی به محیط‌زیست نرسد.

در مرحله‌ی بعد قطعه‌های آهنربایی فلزی و فولادی باقی‌مانده در قطعه‌های خردشده جدا می‌شود. پس از آن نوبت به جداسازی ذرات فلزی با آهنربا می‌رسد تا تنها ذرات غیرفلزی باقی‌ بمانند. در این مرحله ذرات مس، آلومینیوم (مثلا هارد حاوی آلومینیوم است) برنج و فولاد جدا و به‌عنوان مواد خام فروخته می‌شوند یا آن‌ها را به مراکز بازیافت ارسال می‌کنند.

در مرکز بازیافت ERI واقع در ایالت کالیفرنیا که بزرگ‌‌ترین مرکز بازیافت زباله‌های الکترونیکی محسوب می‌شود، از ربات برای جداسازی فلزاتی مثل برنج زرد، مس، آلومینیوم و قطعاتی مثل برد مدارهای چاپی و خازن را جدا کند. این ربات قادر است در هر دقیقه با روش مکش ۷۰ قطعه را از روی نوار مقاله جدا کند و می‌تواند با استفاده از نرم‌افزار و دوربین خود مواد مختلف را براساس شکل، اندازه، رنگ و بافت با دقت بالا تشخیص دهد.

شرکت بازیافت Ronin 8 با فناوری صوتی جدیدی توانسته است بردهای الکترونیکی با کیفیت پایین را به مواد آماده برای ذوب تبدیل می‌کند. در این روش‌ تکه‌های خردشده بردها در یک تونل صوتی پر از آب چرخانده می‌شوند؛ در هنگام چرخش صدایی با فرکانس کم و دامنه‌ی بالا پخش می‌شود و مواد فلزی را از مواد غیر فلزی جدا می‌کند. این فرایند به قدری تکرار می‌شود که دیگر جداسازی مواد مختلف از یکدیگر امکان‌پذیر نباشد. در این روش برخلاف روش‌های متداول جداسازی، مواد غیرفلزی از بین نمی‌روند. استفاده از فناوری صوتی برای جداسازی مواد غیرفلزی نیز امکان‌پذیر است. درضمن احتمالا در آینده استفاده از این روش در فرایند بازیافت زباله‌های الکترونیکی مثل گوشی‌ها، پنل‌های خورشیدی و لامپ پرتوی کاتدی نیز امکان‌پذیر خواهد شد.

در آخرین مرحله‌ی جداسازی، ذرات بار دیگر روی میز لرزان با استفاده از آب غربال‌گری می‌شوند تا ذرات پلاستیک، فلز و شیشه از آن‌ها جدا شود.  درضمن در این مرحله ممکن است فلزات و ترکیبات فلزی ارزشمندی مثل طلا (هر تن از بردهای الکترونیکی حاوی یک کیلو طلا است)، و نقره و فلز ارزشمند و کم‌یاب مثل تانتالوم نیز در میان ذرات خرده‌شده بردها وجود داشته باشد. در باتری‌ها که یکی از اصلی‌ترین زباله‌های الکترونیکی برای بازیافت محسوب می‌شوند، ترکیبات فلزی ارزشمندی وجود دارد که حاوی فلزهای باارزشی نظیر نیکل، فولاد، کادمیوم و کبالت هستند؛ این فلزها برای بازیافت جهت تولید باتری‌های جدید یا فولاد باکیفیت ذوب می‌شوند.

فناوری‌های جدید در بازیافت زباله‌های الکترونیکی

ساخت کاتد قابل‌بازیافت با خلوص بسیار بالا

شرکت آمریکن مَنگنیز (American Manganese) پنتنتی برای ساخت کاتد (یکی از اصلی‌ترین مواد برای ساخت باتری‌های لیتیومی) با خلوص ۹۹٫۸۸ درصد ثبت کرده است که می‌تواند بدون افت کیفیت بازیافت شود. این نوع کاتد از بالاترین خلوص و استانداردهای لازم برای استفاده در صنعت باتری‌سازی برخوردار است.

بد نست بدانید که بازیافت باتری‌های لیتیومی ۵ مرحله دارد؛ پردازش کاتد، مواد اکتیو، پالایش و خالص‌سازی، استفاده مجدد از لیتیوم و در نهایت بازیافت آن با آب.

استفاده از میکروارگانیسم‌ها برای جداسازی فلزات ارزشمند از زباله‌های الکترونیکی

شرکت مینت اینویشن (Mint Innovation) پالایشگاهی برای پالایش زباله‌های الکترونیکی تأسیس کرده است که در آن از میکروارگانیسم‌ها برای جداسازی فلزات ارزشمند مثل طلا، مس و پالادیوم استفاده می‌شود. این روش پردازش بدون نیاز به کنترل و نظارت و به‌صورت خودکار انجام می‌شود و در آن از مواد شیمیایی مضر استفاده نمی‌شود.

بازیافت نقره از باتری‌های قلیایی زیردریایی‌ها و هواپیماها

باتری‌های چند تنی زیردریایی‌ها و هواپیمای جنگنده حاوی چند تن نقره هستند (دربرخی از باتری‌ها ۷ تن نقره وجود دارد). در سال‌های اخیر برای کاهش هزینه‌ی ساخت این باتری‌ها، ۱۰ تا ۱۵ درصد از این فلز با سرب جایگزین شده و این موضوع بازیافت این فلزات را با مشکل مواجه کرده است؛ اما دانشمندان روسی به روشی دست یافته‌اند که با استفاده آن می‌توانند نقره را از سرب جدا و دوباره از آن در ساخت باتری‌ها استفاده کنند. در این فناوری که می‌تواند هزینه‌ی ساخت باتری‌ها را تا چند میلیون دلار کاهش دهد، ابتدا ترکیب فلزی داخل باتری‌ها ذوب می‌شود و پس از جداسازی سرب از آن، ماده‌ای با خلوص ۹۹٫۹۹ درصد به دست می‌آید که ۸۵ درصد آن از نقره تشکیل شده است.

بازیافت طلا از بردهای الکترونیکی با روش جدید

شرکت اوتوس (Evotus) قصد دارد با روش جدیدی ۹۹ درصد از طلای موجود در زباله‌های الکترونیکی را بازیافت و از هر تن از زباله‌های الکترونیکی، ۱۵۰۰ گرم طلا جدا کند. در این روش که برای استخراج مواد معدنی نیز مورداستفاده قرار می‌گیرد، قطعات برد در محلول اسیدی بسیار قدرتمندی به‌نام تیزاب سلطانی حل می‌شوند. سپس ماده‌ی شیمیایی سدیم متابی‌سولفیت با محلول ترکیب و درنتیجه ذرات طلا ته‌نشین می‌شوند؛ این روش مبتکرانه می‌تواند سود میلیارد دلاری برای اتوس به ارمغان بیاورد.

استفاده از باتری‌های لیتیومی خودروهای برقی برای لیفتراک

باتری‌های لیتیومی خودروهای برقی پس از گذشت مدتی به کارخانه بازگردانده می‌شود؛ اما معمولا این باتری‌ها هنوز قابل‌استفاده هستند و حاوی فلزات ارزشمندی هستند. شرکت آئودی تصمیم گرفته است از باتری‌های برگشتی خودروهای خود استفاده‌ی بهینه کند و علاوه بر بازیافت فلزات ارزشمند داخل آن‌ها، از آن‌ها به‌عنوان باتری لیفتراک هم استفاده کنند. در لیفتراک‌ها از باتری‌های اسیدی سربی استفاده می‌شود که وزن هر کدام از آن‌ها ۲ تن است و باید برای هر بار شارژ برداشته شوند. با استفاده از باتری‌های لیتیومی دیگر نیازی به این کار نیست. باتری‌های لیتیومی عملکرد لیفتراک‌ها را تقویت می‌کند و باعث می‌شود حتی در شیب‌ها هم سرعت مناسبی داشته باشد.

هر یک از باتری‌های لیتیومی خودروهای برقی از ۳۶ ماژول مجزا تشکیل شده است و زمانی‌که به‌عنوان زباله دور انداخته می‌شود، قابل‌بازیافت‌بودن یا نبودن هر یک از ماژول‌ها به‌صورت جداگانه مورد بررسی قرار می‌گیرد. برای ساخت یک باتری باید ۲۴  ماژول در کنار هم قرار گیرد.

ساخت گوشی‌هایی با قابلیت بازیافت ۱۰۰ درصد

پژوهشگران استرالیایی موفق شده‌اند با استفاده از ماده‌ای نیمه‌رسانا گوشی تاشدنی و بسیار باریکی طراحی کرده‌اند که می‌تواند کاملا بازیافت شود. ماده‌ی نیمه‌رسانا‌ی تشکیل‌دهنده‌ی این گوشی که قطعه‌ای از آن از مواد آلی و قطعه‌ای دیگر از مواد معدنی تشکیل شده است، می‌تواند الکتریسته را به نور تبدیل کند. ضخامت قطعه‌ی آلی که از کربن و هیدروژن تشکیل‌شده، تنها به اندازه‌ی یک اتم و ضخامت قطعه‌ی معدنی تنها به اندازه‌ی دو اتم است. این ماده‌ی نیمه‌رسانای شگفت‌انگیز می‌تواند در نمایشگرها برای تولید نور استفاده شود. درضمن گوشی تاشونده‌ی استرالیایی به‌طور طبیعی نیز می‌تواند کاملا تجزیه شود.

بازیافت باتری‌های لیتیومی با استفاده از روش‌های جداسازی مواد معدنی از یکدیگر

پژوهشگران دانشگاه میشیگان موفق شده‌‌اند با استفاده از روش جداسازی گرانشی و شناورسازی کف، فلزات ارشمند مورداستفاده در باتری‌ها از مواد جدا می‌شوند. در این روش ابتدا مس و آلومینیوم موجود در باتری با روش جداسازی گرانشی از یکدیگر جدا  و پس از آن مواد ارزشمندی مثل گرافیت، لیتیوم و کبالت استخراج می‌شوند.در این روش که نیازمند استفاده از تجهیزات خاص و گران‌قیمت نیست، مس و آلومینیوم براساس وزن از یکدیگر جدا می‌شوند و سپس ذرات فلزی ارزشمند با روش شناورسازی کف جدا می‌شوند. در این روش ابتدا مواد مرکب از این مواد آسیاب و با آب ترکیب می‌شوند. در مرحله‌ی بعد این ترکیب به آن خمیره می‌گویند، در داخل یک دستگاه می‌چرخد و درحال چرخش هوا هم در آن دمیده می‌شود. دمیدن هوا در خمیره باعث ایجاد کف در این ماده می‌شود (در این مرحله ضایعات معدنی ته‌نشین می‌شوند)، سپس چند پاروی مکانیکی این کف را که حاوی مواد ارزشمند است، به محل دیگری هدایت می‌‌کنند. در پایان پس از شست‌و‌شوی کف، محتویات ارزشمند آن ته‌نشین می‌شود؛ پس از آن خشک‌شدن رسوبات، به‌راحتی می‌توان فلزات ارزشمند را جمع‌آوری و استفاده کرد

بازیافت نمایشگرهای LCD با سرعت بالا

بازیافت نمایشگرهای LCD به دلیل برخورداری از مواد شیمایی مضر و خطرناک مثل کریستال مایع و جیوه و ساختار نسبتا پیچیده، کار دشوار و زمان‌بری است. به‌تازگی دستگاهی به‌نام ALR3000TM ساخته شده است که می‌تواند در هر ساعت ۶۰ نمایشگر LCD را پردازش کند و امکان افزودن ماژول‌های جدید برای تقویت عملکرد آن نیز وجود دارد. این دستگاه قادر است مواد خطرناک سمی مثل لامپ‌های حاوی جیوه را با سرعت و امنیت بالا از مواد غیرسمی جدا و سپس ذرات مواد غیر سمی مثل فلز نادر ایندیوم و پلاستیک را از یکدیگر تفکیک و آماده‌ی بازیافت کند. این دستگاه می‌تواند بازیافت LCD را از لحاظ اقتصادی مقرون‌به‌صرفه کند.

استخراج فلزات ارزشمند از بردهای الکترونیکی تنها در ۱۵ دقیقه

پژوهشگران دانشگاه کورک کالج ایرلند موفق شده‌اند با استفاده از روش جدیدی میزان استخراج فلزات بازیافتی یعنی مس، آلومینیوم، فولاد و لحیم از بردهای الکترونیکی را به بیش از ۹۵ افزایش دهند (در‌حال‌حاضر این میزان بین ۷۰ تا ۸۰ درصد است؛ البته این رقم برای فلزات ارزشمندی مثل ایندیوم و تانتالوم به ۵۰ تا ۸۰ درصد کاهش می‌یابد). در این روش که فلزات تنها ظرف مدت ۱۵ دقیقه استخراج می‌شوند، قطعات بردهای الکترونیکی همراه‌با نیتروژن در نمک مذاب در دمای ۳۵۰ تا ۴۰۰ درجه سانتیگراد قرار می‌گیرند. در این روش سریع نیازی به خردکردن بردها نیست؛ بنابراین هیچ یک از قطعات فلزی از بین نمی‌روند و هزینه‌ی بازیافت نسبت به روش قدیمی کاهش می‌یابد. پژوهشگران مجری این فناوری مدعی هستند که روش ابداعی آن‌ها برای بازیافت نمایشگرهای LCD و باتری‌ها هم قابل‌استفاده است.

بازیافت گوشی‌های آیفون با ربات اپل

اپل رباتی به‌نام دِیزی (Daisy) را معرفی کرده است که می‌تواند در آن واحد قطعات ۹ گوشی آیفون با مدل‌های مختلف را جدا کند تا در بخش‌های دیگر دوباره جدا شوند. سایر مراکز بازیافتی که تجهیزات لازم برای بازیافت گوشی را در اختیار ندارند، نیز می‌توانند از ربات اپل استفاده کنند. اپل اعلام کرده است که این ربات یک سال پس از عرضه‌ی آیفون‌ها و مک‌بوک‌های این شرکت که ۱۰۰ درصد قابل‌بازیافت باشند، روانه‌ی بازار خواهد شد.

کوپرتینونشین‌ها دیگری به‌نام لیام (Liam) معرفی کرده‌اند که می‌تواند قطعات یک گوشی آیفون را تنها در مدت ۱۱ ثانیه از یکدیگر جدا کند. لیام می‌تواند سالانه ۱٫۲ میلیون دستگاه گوشی را بازیافت کند. باتوجه که تنها در سال ۲۰۱۷، ۲۳۱ میلیون دستگاه گوشی آیفون عرضه کرده است، وجود این ربات برای بازیافت گوشی‌های دورریخته‌شده کاملا ضروری به‌نظر می‌رسد.

تولید شمش نقره از فلزات موجود در بردهای کامپیوتر

شرکت ایترونیکز (Itronic) با روش مبتکرانه‌ای موفق شده است فلز نقره‌ موجود در بردهای کامپیوتر و سایر زباله‌های الکترونیکی را بازیافت و به شمش‌های قابل‌فروش نقره تبدیل کند. در‌حال‌حاضر میزان تولید نقره با این روش، درحدود ۴۶٫۲۵ گرم است. در این روش بردهای الکترونیکی برای فرمول‌سازی و ایجاد ترکیب شیمیایی شیشه مانند، با روغن لحیم ترکیب می‌شوند. سپس فلزات ارزشمند که نقره و مس است از سایر ناخالصی‌ها جدا می‌شوند.

مزایا و معایب زیست‌محیطی

مزایا

• حفظ منابع طبیعی: همان‌طور که گفتیم زیاله‌های الکترونیکی در‌بردارنده‌ی مواد مختلف مثل فلزات ارزشمند و نادر، پلاستیک و شیشه هستند که می‌توانند به‌سادگی جدا و دوباره استفاده شوند. این موضوع می‌تواند به حفظ منابع طبیعی (مخصوصا معادن طلا، مس و آلومینیوم) کمک زیادی کند. بد نیست بدانید از هر یک میلیون گوشی بازیافت‌‌شده، ۱۶ تن مس، ۳۵۰ کیلوگرم نقره، ۳۴ کیلوگرم طلا و ۱۴٫۹۶ کیلوگرم فلز باارزش پلادیوم به دست می‌آید؛ اما از هر تن سنگ معدن طلا بین ۲۰ تا ۳۰ گرم طلا استخراج می‌شود.
• حفظ محیط‌زیست: بیشتر زباله‌های الکترونیکی حاوی مواد سمی و خطرناک ازجمله سرب، جیوه، کادمیوم، آرسنیک و مواد پیشگیرنده‌ی شعله هستند و بازیافت این زباله‌ها می‌تواند میزان این رباله‌ها را تاحد چشمگیری کاهش دهد یا حتی به صفر برساند. درضمن ۷۰ درصد از زباله‌های سمی جهان مربوط به زباله‌های الکترونیکی هستند و زباله‌های الکترونیکی سومین منبع ایجاد سرب محسوب می‌شوند.؛ بنابراین بازیافت این زباله‌ها می‌تواند کمک بزرگی به سیاره‌‌ی زمین است؛ البته زباله‌های الکترونیکی در میان سایر مواد قابل‌بازیافت، کمترین میزان بازیافت را به خود اختصاص داده‌اند.

از مهم‌ترین آسیب‌های زباله‌‌های الکترونیکی به سلامت انسان و محیط می‌توان به آسیب به جریان خون، کلیه‌‌ها، سیستم‌های عصبی و پیرامونی انسان به دلیل استنشاق سرب، گسترش ابتلا به انواع سرطان، بیماری‌های گوارشی، عصبی و تنفسی، مختل‌شدن عملکرد دستگاه ادراری، ایجاد مشکلات مربوط به استخوان، آلودگی آب‌های زیرزمینی و آب اقیانوس‌ها و دریاها که منجر به جذب مواد سمی در بدن انسان به دلیل مصرف آب آلوده و آسیب به موجودات آبزی (مخصوصا در کشورهای در‌حال توسعه؛ چون زباله‌های الکترونیکی بیشتر در این کشورها دفع می‌شود) اشاره کرد.

• کاهش زباله‌های الکترونیکی: معمولا ۱۵ تا ۲۰ درصد از زباله‌های الکترونیکی بازیافت می‌شوند؛ اگرچه این میزان رقم قابل‌توجهی نیست؛ اما باز هم می‌‌تواند به جلوگیری از آلودگی آب، خاک و هوا کمک خوبی کند؛ البته در‌حال‌حاضر تنها ۱۲٫۵ درصد از این زباله‌ها قابل بازیافت هستند؛ البته این میزان در برخی از منابع ۱۵ تا ۲۰ درصد نیز ذکر شده است. در‌کل باید بگوییم بازیافت راه‌حل خوبی برای مقابله با زباله‌های الکترونیکی است، اما همان‌طور که گفتیم درصد ناچیزی از زباله‌های الکترونیکی قابلیت استفاده‌ی مجدد را دارند و بازیافت به هیچ وجه راه‌حل اساسی برای مقابله با افزایش روزافزون زباله‌‌های الکترونیکی نیست. یادآوری می‌شود که میزان گسترش زباله‌های الکترونیکی سه برابر بیشتر از سایر زباله‌ها است.
• کاهش انتشار گاز دی‌اکسید کربن: بازیافت ۳٫۵ از زباله‌های الکترونیکی، انتشار گاز دی‌اکسید کربن را به میزان ۳٫۵ تن کاهش می‌دهد.

معایب

• آلودگی محیط‌زیست: ذوب زباله‌های الکترونیکی موجب انتشار گازهای سمی در هوا و آلودگی اتمسفر می‌شود. استفاده از مواد شیمیایی برای تجزیه‌ی قطعات الکترونیکی نیز آلودگی محیط‌زیست را به‌دنبال دارد. بازیافت نادرست این زیاله‌ها نیز می‌تواند باعث آلودگی محیط‌زیست شود. کادمیوم موجود در یک باتری گوشی می‌تواند ۶۰۰ متر مکعب آب را آلوده کند.
• آلوده‌شدن محیط‌زیست کشورهای در‌حال توسعه و فقیر: ورود حجم عظیمی از زباله‌های الکترونیکی به کشورهای فقیر قاره‌‌ی آفریقا مثل نیجریه، غنا و کشورهای دیگری مثل پاکستان و دفع آن‌ها به بهانه‌‌‌ی بازیافت، می‌تواند آسیب‌های زیست‌محیطی این کشورها را به اوج خود برساند. ورود زباله‌های الکترونیکی غیرقانونی به این کشورها به‌صورت مخفی نیز  یکی دیگر از  خطرهای بزرگ احتمالی  بازیافت زباله‌های الکترونیکی است که می‌تواند مشکلات جبران‌ناپذیری برای جمعیت این کشورها به‌همراه داشته باشد.   
• به‌خطرافتادن سلامت افراد مشغول به کار و احتمال مسمومیت آن‌ها در مراکز بازیافت این نوع از زباله‌ها درصورت استنشاق گازهای متصاعدشده از آن‌ها: در برخی از کشورها مردان، زنان و کودکانی مراحل مختلف بازیافت را انجام می‌دهند که هیچ ابزار یا فناوری کارآمدی از آن‌ها دربرابر مواد سمی محافظت نمی‌کند.

مزایا و معایب اقتصادی

مزایا

• درآمد سرشار: در برخی از منابع میزان تخمینی درآمد سالانه‌ی جهانی حاصل از این کار، ۱۰۰ میلیارد دلار برآورد شده است و تجارت بسیار منفعت‌بخشی محسوب می‌شود. در برخی از مراکز بازیافت زباله‌های الکترونیکی، میزان تولید طلا به اندازه‌ی یک معدن طلا است. بازیافت زباله‌های الکترونیکی پس از بازیافت کاغذ، سودمندترین نوع بازیافت محسوب می‌شود
• امکان استفاده‌ی مجدد از بسیاری از لوازم برقی و وسایل دیجیتالی مثل گوشی و کامپیوتر به‌عنوان کالای دست دوم توسط اقشار کم‌درآمد جامعه (به‌عنوان مثال ممکن است یک کامپیوتر قدیمی دیگر مناسب انجام و پردازش کارهای سنگین کامپیوتری نباشد، اما می‌توان برای انجام کارهای سبک‌تری مثل وب‌گردی یا انجام تحقیقات بدون هیچ مشکلی از آن استفاده کرد)
• مشارکت غول‌های فناوری از جمله اپل، گوگل و سامسونگ در بازیافت زباله‌های الکترونیکی
• امکان استفاده از مواد استخراج‌شده در بخش‌های مختلف
• اشتغال‌زایی گسترده در کشورهای فقیر و در‌حال توسعه

معایب اقتصادی

• لزوم تأسیس کارخانه‌‌های مختلف برای بازیافت انواع مختلف زباله‌های الکترونیکی
• مقرون‌به‌صرفه‌نبودن در برخی از موارد
• ایجاد شغل‌هایی که چندان قابل‌قبول نیستند
• امکان‌پذیر‌نبودن استخدام افراد ۳۵ تا ۴۰ سال
• کاهش کیفیت برخی از مواد پس از بازیافت

یکی از معایب کلی بازیافت زباله‌های الکترونیکی نبود قوانین مشخص برای بی‌خطر‌کردن فرایند بازیافت است.

مشکلات بازیافت زباله‌های الکترونیکی

• لزوم استفاده از نیروی متخصص: جداسازی قطعات تشکیل‌دهنده‌ی وسایل الکترونیکی و آزمایش این قطعات جهت کسب اطمینان از قابل‌‌بازیافت‌بودن آن‌ها و همچنین ذوب و آماده‌سازی فلزات جهت استفاده‌ی مجدد، نیازمند استخدام نیروهای انسانی با دانش و مهارت کافی است. همچنین ممکن است نیروهای آموزش‌ندیده در هنگام بازیافت بردهای کامپیوتر، گازهای سمی را استنشاق کنند و آسیب ببینند. ممکن است این مشکل در کشورهای توسعه‌یافته چندان دردرسرساز نباشد، اما یافتن نیروی متخصص در کشورهای در‌حال‌توسعه امری دشوار است.
• امکان دستیابی به اطلاعات کاربران: در‌صورتی که فردی قبل از دورانداختن کامپیوتر خود، هارد خود را پاک نکرده باشد، ممکن است نیروهای مراکز بازیافت با دسترسی به اطلاعات هارد از این اطلاعات سوءاستفاده کنند.
• دشواری جمع‌آوری و پردازش این زباله‌‌ها: سالانه میلیون‌ها تن زباله‌‌ی الکترونیکی در سراسر جهان در انواع مختلف تولید می‌شوند. جمع‌آوری و پردازش این زباله‌ها برای بازیافت کار ساده‌ای نیست.
• آگاه‌نبودن مردم در‌مورد بازیافت: اکثر مردم درمورد بازیافت زباله‌های الکترونیکی چیزی نمی‌دانند یا اطلاعات بسیار کمی دارند؛ به همین دلیل این نوع زباله‌ها را به مراکز بازیافت تحویل نمی‌دهند و آن‌ها را بدون رعایت اصول لازم دور می‌اندازند.

بازیافت زباله‌های الکترونیکی در ایران

طبق آمار هر ساله ۱٫۲ تا ۱٫۵ میلیون دستگاه رایانه در ایران مونتاژ می‌شوند که پس از گذشت مدتی باید دفع یا بازیافت شوند. درحال‌حاضر ۴ میلیون دستگاه رایانه غیرقابل‌استفاده و از رده خارج شده‌اند. در کشورمان مراکزی برای بازیافت این نوع از زباله‌ها وجود دارد؛ اما شهرداری‌ها و سازمان محیط‌زیست از این کار حمایت نمی‌کنند و مراحل مختلف بازیافت به دست افراد فعال در این حرفه انجام می‌شود.

بازیافت شیشه

متاسفانه تنها بطری‌های شیشه‌ای نوشیدنی‌ها، مواد غذایی و بطری‌های مرباها، ترشی‌ها و هر ماده‌ی غذایی دیگر که بطری آن‌ها شبیه بطری مربا است، قابل بازیافت هستند؛ البته برخی از بطری‌های شیشه‌ای که از شیشه‌‌ی آبداده (شیشه‌ی سفت‌شده) ساخته شده‌اند، به‌دلیل برخورداری از مواد شیمیایی قابل‌استفاده نیستند. هنگام تولید شیشه از مواد خام نیز ضایعاتی تولید می‌شود که تنها دارای مشکلاتی همچون کم یا زیاد بودن ضخامت برخوردار هستند.

مراحل مختلف بازیافت

مواد شیشه‌ای نیز مانند کاغذ و فلز ابتدا از سطل‌های مخصوص بازیافت و مراکز بازیافت جمع‌آوری و پس از انتقال به مراکز بازیافت، براساس رنگ دسته‌بندی می‌شوند؛ در برخی از مراکز سطل‌های جداگانه‌ای وجود دارد که هر کدام مختص یک رنگ هستند و استفاده از چنین روشی می‌تواند دسته‌بندی‌ شیشه‌ها را بسیار راحت‌تر کند؛ البته در مراکزی که از سیستم نوری برای دسته‌بندی شیشه‌ها استفاده می‌شود (این سیستم که در بخش قبلی درمورد توضیح دادیم، می‌تواند شیشه‌ها را براساس رنگ دسته‌بندی کند) و مراکزی که بطری‌های شیشه‌ای برای تولید بطری‌ها و شیشه‌های بیشتر بازیافت نمی‌شوند، دسته‌بندی شیشه‌ها براساس رنگ ضرورتی ندارد. جالب است بدانید که شیشه‌ها حتی پس از بازیافت نیز رنگ خود را حفظ می‌کنند.

یکی از مشکلات جداسازی شیشه‌ها، دشواری تشخیص و جداسازی شیشه‌های تیره و کدر است. این کار تقریبا غیرممکن است و معمولا این نوع شیشه‌ها کاملا دفع می‌شوند؛ اما به‌تازگی مرکز بازیافتی تأسیس شده است که سیستم مورداستفاده در آن می‌تواند شیشه‌های کدر و تیره را تشخیص دهد. این سیستم قادر است شیشه‌ها را ۲۰ هزار بار در دقیقه شناسایی کند و در هر دقیقه ۱۰۰ هزار  قطعه شیشه را تشخیص دهد. درضمن این سیستم با کمک هوش مصنوعی می‌تواند شیشه‌های کدر را سرامیک و سنگ تشخیص دهد. این کار قبلا غیرممکن بود و این سیستم جدید می‌تواند میزان زباله‌های شیشه‌ای را تا میزان زیادی کاهش دهد.  

بطری‌ها پس از دسته‌بندی شسته می‌شوند تا ناخالصی‌های آن‌ها از بین برود. در این مرحله ناخالصی‌های شیشه که شامل موارد زیر است، از شیشه جدا می‌شود.

• مواد آلی: کاغذ، پلاستیک، در بطری‌های شیشه‌ای، حلقه‌ها و فویل‌های PVC مورداستفاده برای شیشه‌های صاف
• مواد معدنی: تکه‌های سنگ، سرامیک و چینی
• فلزات: فلزات آهنی و غیرآهنی
• شیشه‌های ضد حرارت و شیشه‌های کریستالی

جداکردن مواد معدنی، شیشه‌های ضد حرارت و شیشه‌های کریستالی اهمیت زیادی دارد؛ زیرا شیشه‌ها در دمایی بالاتر از دمای موردنیاز برای ذوب شیشه ذوب می‌شوند. پاک‌سازی مواد شیشه‌ای و خردکردن آن‌ها در اندازه‌‌ی مناسب، برای افزایش راندمان و بهره‌وری فرایند دسته‌بندی خودکار تا حداکثر میزان ممکن، نیز بسیار مهم است. حتی می‌توان بسته به نوع پردازش هم‌زمان از چند نوار نقاله استفاده کرد.

سیستم نوری با استفاده از چند حسگر و دوربین ناخالصی‌های شیشه را جدا می‌کند؛ اما گاهی اوقات ممکن است ذرات ریز مواد معدنی موجود در بین شیشه‌ها و سایر مواد چسبیده‌شده به آن‌ها سطح حسگرها را بپوشاند و عملکرد آن‌ها را مختل کند (معمولا مردم بطری‌های شیشه‌ای را از قبل از دورانداختن نمی‌شویند و این موضوع می‌تواند در هنگام پردازش شیشه مشکلاتی را ایجاد کند)

پژوهشگران برای جلوگیری از این مشکل به راه‌حل خوبی دست یافته‌اند. در این روش ابتدا شیشه‌ها در معرض هوای داغ قرار می‌شوند تا مواد آلی که باعث چسبیدن مواد مختلف به شیشه شده است، خشک شود. در مرحله‌ی بعد شیشه‌ها در محفظه‌ی بزرگی پولیش می‌شوند تا مواد مختلف از آن‌ها جدا شود. اگرچه استفاده از این روش هزینه‌ی بازیافت را افزایش می‌دهد؛ اما از سوی دیگر میزان بطری های شیشه‌ای غیرقابل‌بازیافت را کاهش می‌دهد و تأثیرات مثبت اقتصادی استفاده از این سیستم در دوره‌های میان مدت و بلندمدت کاملا مشخص می‌شود.

مواد شیشه‌ای پس از پردازش و  قبل از ورود به کوره با مواد خامی مثل سدیم کربات و شن ترکیب می‌شوند. شیشه‌ها پس از ذوب‌ در دمای ۱۴۰۰ تا ‍۱۶۰۰ (بسته به نوع شیشه) و قالب‌گیری،  یا دوباره به‌عنوان بطری‌های شیشه‌ای مورداستفاده قرار می‌گیرند یا در بخش‌های دیگر مورداستفاده قرار می‌گیرند. پس از دورانداختن شیشه‌ها دوباره این روند تکرار می‌شود. جالب است بدانید که با هر افزایش ۱۰ درصدی استفاده از مواد شیشه‌ای پردازش شده، انرژی لازم برای ذوب ۲ تا ۳ درصد کاهش می‌یابد و این کار در نهایت می‌تواند انرژی لازم را تا ۳۰ درصد کاهش دهد.

فناوری‌‌های جدید بازیافت شیشه

استفاده از خرده شیشه به‌عنوان شن و ماسه در آسفالت

شرکت ساختمانی اَلکس فِریزِر (Alex Fraser) با استفاده از روش مبتکرانه‌ای توانسته است از خرده شیشه برای تقویت استحکام و دوام آسفالت جاده‌ها استفاده کند. این شرکت پس از پردازش مواد شیشه‌ای مثل بطری‌های شیشه‌ای، آن‌ها را برای تولید شن، پودر می‌کند. در مرحله‌ی بعد شن تهیه‌ی شده با پودر شیشه برای ساخت آسفالت استفاده می‌شود. این آسفالت جدید نسبت به آسفالت معمولی از مقاومت و دوام بیشتری برخورداری است. یادآوری می‌شود که شن تهیه‌شده با پودر شیشه می‌تواند برای تهیه‌ی سایر مصالح ساختمانی مثل بتن و آجر نیز استفاده شود.

تبدیل شیشه به مواد عایق

کارخانه‌‌ی بازیافت شیشه‌ی ناف اینسولِیشِن (Knauf Insulation) که در آینده‌ی نزدیک تأسیس خواهد شد. بطری‌های شیشه‌ای قابل‌بازیافت را به عایق حرارتی تبدیل خواهد کرد. در این کارخانه مواد شیشه‌ای پس از خشک‌‌شدن و پالایش، تمیز و خرد می‌شوند و پس از ذوب‌شدن، به پشم شیشه تبدیل می‌شوند و برای ساخت عایق‌های حرارتی جهت حفظ انرژی مورداستفاده قرار می‌گیرند. این عایق‌ها می‌توانند با پوشاندن سقف، کف و دیوارهای ساختمان به میزان زیادی از اتلاف انرژی جلوگیری کنند. این کارخانه که در انگلستان تأسیس خواهد شد، در تقویت اقتصاد دورانی این کشور نقش مهمی خواهد داشت. درکل تمام انواع بازیافت می‌توانند اقتصاد دورانی را به میزان چشمگیری افزایش دهند و استفاده‌ی مفید از منابع موجود را به حداکثر برسانند.

تولید آند باتری لیتیومی با استفاده از دی‌اکسید سیلیکون موجود در بطری‌های شیشه‌ای نوشیدنی

پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا موفق شده‌اند دی‌اکسید سیلیکون موجود در بطری‌های شیشه‌ای نوشیدنی را استخراج و آن‌ها را به نانوذرات سیلیکون برای ساخت آند باتری‌های لیتیومی تبدیل کنند. توانایی ذخیره‌سازی آند سیلیکونی، ۱۰ برابر آندهای گرافیتی متداول است و می‌توان با پوشاندن این ذرات نانو با پوششی از جنس کربن،  پایداری و توانایی ذخیره‌سازی انرژی آن‌ها را افزایش داد. با استفاده از این فناوری می‌توان باتری‌های برای وسایل الکترونیکی تهیه کرد که نسبت به باتری‌های متداول در مدت کوتاه‌تری شارژ شوند و عمر بیشتری نسبت به آن‌ها داشته باشند.

بی‌خطرکردن فرود هواپیماها با اسفنج‌های شیشه‌ای

اسفنج‌های شیشه‌ای یکی از موادی هستند که با شیشه‌های قابل‌بازیافت تولید می‌شوند و معمولا به‌عنوان عایق حرارتی به کار می‌روند؛ اما شرکتی سوئدی در اقدامی مبتکرانه توانسته است، با پوشاندن باند فرودگاه شیکاگو با این مواد، فرود هواپیما را کاملا بی‌خطر کند. استفاده از این پوشش‌ها باعث می‌شود سرعت هواپیما در هنگام تماس با باند به میزان محسوسی کاهش یابد و بدون منحرف‌شدن از مسیر متوقف شود. 

مزایا و معایب زیست‌محیطی

مزایا

• حفظ انرژی: ذوب شیشه نسبت به تولید شیشه از مواد خام، به انرژی بسیار کمتری نیاز دارد و انرژی موردنیاز برای تولید شیشه از مواد خام اولیه، ۴۰ درصد بیشتر از انرژی لازم برای بازیافت آن است.  بازیافت هر تن شیشه باعث حفظ ۴٫۲ کیلووات ساعت برق، ۰٫۱۲ بشکه نفت، ۷۱۴ هزار بی تی یو انرژی می‌شود؛ علاوه بر این انرژی حفظ‌شده در اثر بازیافت یک بطری شیشه‌ای می‌تواد نیروی یک لامپ معمولی را برای چهار ساعت روشن نگه دارد.
• حفظ منابع طبیعی: به ازای بازیافت هر تن شیشه، ۱٫۲ تن از منابع طبیعی لازم برای تولید این ماده حفظ می‌‌شود. درضمن ۳۰ درصد از مواد خام مورداستفاده برای تهیه‌ی شیشه، از شیشه‌های بازیافتی تأمین می‌شود.
• کاهش آلودگی محیط‌زیست: بازیافت شیشه می‌تواند آلودگی هوا را تا ۲۰ درصد و آلودگی هوا را تا ۵۰ درصد کاهش دهد. کاهش انتشار گاز دی‌اکسید کربن نیز مانند بازیافت فلز، پلاستیک و کاغذ، یکی از مزایای زیست‌محیطی بازیافت شیشه محسوب می‌شود. بازیافت هر تن شیشه انتشار دی‌اکسید‌کربن را ۳۱۲ کیلوگرم کاهش می‌دهد.
• کاهش زباله: شیشه‌ به دلیل اینکه از شن مذاب تهیه می‌شود، هرگز تجزیه نمی‌شود و پس از رها‌شدن در طبیعت پس از سال‌ها فرسایش با آب و باد، به دانه‌های شن تبدیل می‌شود. اگرچه شیشه به سلامت محیط‌زیست و انسان آسیبی نمی‌زند؛ اما بدون تردید باعث آسیب فیزیکی به حیوانات می‌شود و در صورتی که آن را بخورند، با مشکل جدی مواجه خواهند شد. با بازیافت شیشه می‌توان از بسیاری از این آسیب‌ها جلوگیری کرد.

معایب

• آلودگی محیط‌زیست: قطعا ذوب شیشه نیز می‌تواند مانند ذوب فلزها و شیشه به محیط‌زیست آسیب بزند. درکل احتراق گاز و نفت سیاه و تجزیه‌ی مواد خام در هنگام ذوب‌‌ مواد، می‌تواند انتشار گاز دی‌اکسید‌کربن را تا میزان زیادی افزایش دهد.

مزایا و معایب اقتصادی

مزایا

• سودبخش‌بودن: بازیافت شیشه هم می‌تواند مانند بازیافت سایر مواد درآمد سرشاری را به‌همراه داشته باشد. درآمد جهانی حاصل از این کار در سال میلادی جاری ۲٫۶ میلیارد دلار بوده است و پیش‌بینی می‌شود این رقم تا سال ۲۰۲۵ با ۶ درصد رشد به ۳٫۷ میلیارد دلار برسد. در‌حال‌حاضر کشورهای قاره‌ی اروپا با کسب درآمد ۱٫۶ میلیارد دلاری از این کار، بیشترین میزان بازیافت شیشه را به خود اختصاص داده‌اند. درضمن پیش‌بینی می‌شود میزان بازیافت شیشه در کشورهای آسیا اقیانوسیه نیز در سال‌های اخیر ۴٫۳ درصد رشد داشته باشد.
• نامحدودنبودن تعداد دفعات بازیافت: شیشه در طول بازیافت‌های مکرر کیفیت، خلوص و ویژگی‌های خود را از دست نمی‌دهد و می‌توان آن را به‌صورت محدود بازیافت کرد. شیشه قابلیت بازیافت ۱۰۰ درصد دارد.
• ایجاد انگیزه‌ی اقتصادی برای شهروندان برای جمع‌آوری و فروش شیشه‌های قابل‌بازیافت؛ حتی در برخی از کشورها طرح‌های مشخصی برای خرید این مواد از مردم اجرا شده است.

معایب

• هزینه‌‌ی زیاد: همان‌طور که قبلا گفتیم شیشه‌ها در مرحله‌ی بعدی باید براساس رنگ از یکدیگر تفکیک شوند. چنانچه مسئولان مراکز بازیافت شیشه بخواهند برای انجام این کار از سیستم‌های مدرن استفاده کنند؛ باید هزینه‌ی زیادی صرف کنند.
• مقرون‌به‌صرفه‌نبودن و نداشتن ارزش اقتصادی (البته به اعتقاد برخی از کارشناسان)

مشکلات بازیافت شیشه

• قابل‌بازیافت نبودن برخی از شیشه‌ها: برخی از شیشه‌ها به دلیل داشتن ناخالصی‌هایی مثل سرامیک و ناخالصی‌های دیگر، غیرقابل بازیافت هستند؛ از میان این شیشه‌ها می‌توان به حباب‌های شیشه‌ای لامپ‌ها، ظرف‌های شیشه‌ای پیرکس، لامپ‌های فلورسنت، شیشه‌ی پنجره، آینه‌‌ها، شیشه‌های قدی یا شیشه‌های تخته‌ای، عینک‌ها و اشیای دیگر اشاره کرد.
• امکان آسیب‌‌ فیزیکی به افراد مشغول بازیافت: خرده شیشه‌ها بسیار برنده هستند و در صورتی‌که در هنگام جداسازی و دسته‌بندی شیشه‌ها از دستکش‌های ضخیم استفاده نشود؛ امکان آسیب جدی به دست وجود دارد.
• وجود درپوش‌های پلاستیکی و برچسب‌ها روی بطری‌ها و قوطی‌های شیشه‌ای، پلاستیکی و فلزی می‌تواند بازیافت آن‌ها را بسیار دشوار کند. البته سیستم مدرنی برای جداسازی برچسب‌ها بدون آسیب به بطری ساخته شده است که قبلا درمورد آن توضیح داده‌ایم.

کشورهای پیشتاز در زمینه‌ی بازیافت شیشه

همان‌طور که گفتیم کشورهای اروپایی دراین‌زمینه در صدر هستند و از میان آن‌ها می‌توان به سوئد، بلژیک، لوکزامبورگ، اتریش و آلمان (آلمان برترین کشور در زمینه‌ی بازیافت مواد مختلف است) اشاره کرد. ایتالیا، هلند و مالتنیز در سال‌های اخیر پیشرفت خوبی دراین‌زمینه داشته‌اند.

بازیافت شیشه در ایران

اولین کارخانه‌ی بازیافت شیشه کشور سال گذشته در قزوین افتتاح شد. این کارخانه که در آن از فناوری‌های به‌روز و منحصربه‌فرد استفاده می‌شود، روزانه ظرفیت تولید ۴۰۰ تن بطری و شیشه را دارد. ۷۵ درصد از مواد مورداستفاده برای تولید محصولات شیشه‌ای از ضایعات شیشه‌ای تأمین می‌شود. از ویژگی‌های بارز این کارخانه می‌توان به استفاده از فناوری‌های دوست‌دار محیط‌زیست و کاهش نیاز به استفاده از مواد خام اولیه اشاره کرد.

محصولات نهایی بازیافت شیشه

همان‌طور که قبلا گفتیم شیشه‌ها پس از بازیافت یا دوباره به بطری‌های شیشه‌ای تبدیل می‌شوند یا برای افزایش استحکام آجر و بتن به‌عنوان سنگ‌دانه مورد استفاده قرار می‌گیرد. استفاده از سنگ‌دانه‌ی شیشه‌ای علاوه‌بر افزایش استحکام آجر و بتن، زیبایی ظاهری آن‌ها را افزایش می‌دهد و به دلیل اینکه این سنگدانه نوعی عایق حرارتی محسوب می‌شوند، آن‌ها را به عایق حرارتی بهتری تبدیل می‌کند.  سنگ‌دانه‌های شیشه‌ای معمولا در اطراف لوله‌هابی فاضلاب و لوله‌های آب نیز استفاده می‌شود. اجسام تزئینی و هنری شیشه‌ای یکی دیگر از محصولاتی هستند که با شیشه‌ی بازیافتی تهیه می‌شوند.