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Recupero dei metalli nobili
Apple ha fatto un annuncio audace nel 2017, dichiarando pubblicamente l’obiettivo di eliminare le terre rare dai suoi iPhone. Dichiarare un simile obiettivo, senza un piano concreto per raggiungerlo, era inaudito da parte della Apple, solitamente riservata.
Non è ancora chiaro come Apple riuscirà a rimuovere i metalli estratti dai suoi telefoni, soprattutto considerando i tempi di sviluppo del prodotto relativamente brevi. La tecnologia per produrre metalli delle terre rare senza l’estrazione mineraria non è pronta a gestire l’enorme volume di materiali di cui un’azienda come Apple ha bisogno.
Tuttavia, l’obiettivo di Apple è lodevole. L’estrazione urbana, che tiene i dispositivi elettronici lontani dalle discariche e li invia agli impianti di riciclaggio dei rifiuti elettronici, può essere il percorso che consente tale cambiamento. Il trucco sta nel migliorare l’infrastruttura dei rifiuti elettronici e creare economie di scala in modo che tutti i metalli necessari per realizzare la prossima generazione di dispositivi elettronici possano essere recuperati a un costo ragionevole.
I dispositivi elettronici contengono dozzine di materiali diversi, il che rappresenta una parte importante della sfida per rendere il trattamento dei rifiuti elettronici efficiente in termini di costi. Un esperimento nel 2017 ha distrutto un iPhone 6 per scoprire di cosa era fatto. Il telefono conteneva 129 grammi di metalli, inclusi 0,014 grammi di oro.
Sulla base del prezzo dell’oro nel novembre 2023, un iPhone 6 contiene meno di un dollaro d’oro. Le affermazioni secondo cui gli smartphone contengono oro per un valore di 3 dollari sono esagerate. Tuttavia, vale la pena perseguire il recupero dell’oro e di altri metalli preziosi dai flussi di rifiuti.
Estrazione dell’oro meno tossica
Il trattamento dei rifiuti elettronici comporta comunemente la macinazione di circuiti stampati (PCB) e la fusione dei metalli nelle fonderie, che sono forni ad alta temperatura che inceneriscono i PCB per recuperare i metalli preziosi. Un’ulteriore lavorazione affina e purifica i metalli per il riutilizzo.
La fusione crea particelle tossiche e rilascia queste particelle altamente cancerogene nell’aria. Negli impianti di riciclaggio responsabili, i lavoratori indossano respiratori per proteggersi, a differenza dei luoghi non regolamentati dove i lavoratori non indossano alcun equipaggiamento protettivo. Tuttavia, minuscole particelle che non possono essere catturate vengono rilasciate nell’aria che circonda gli impianti di lavorazione.
Esistono altre opzioni per il recupero dei metalli. L’estrazione dell’oro convenzionale utilizza tipicamente il cianuro per lisciviare l’oro dal minerale. Poiché il cianuro è altamente tossico, le compagnie minerarie più responsabili nei confronti dell’ambiente sono passate ad altri solventi. Uno di questi è il tiosolfato, un’alternativa non tossica e altamente efficace.
La lisciviazione è una possibilità per il trattamento dei rifiuti elettronici. Il cianuro è altrettanto problematico quanto lo è nell’estrazione dell’oro ed è spesso proibito a causa delle normative ambientali sul riciclaggio dei rifiuti elettronici. Ricercatori coreani hanno utilizzato il tiosolfato con catalizzatori di rame per recuperare oltre il 99% dell’oro dai PCB di scarto. Sebbene questo esperimento sia stato condotto su piccola scala, è incoraggiante vedere gli sforzi per rendere meno tossico il trattamento dei rifiuti elettronici.
Recupero di altri metalli
Il rame può essere recuperato durante il trattamento dei rifiuti elettronici. Ci sono altre opzioni allo studio per il recupero durante il processo di produzione. Le acque reflue della galvanica contengono metalli preziosi. Il problema è che il trattamento delle acque reflue utilizzando metodi elettrochimici convenzionali è costoso e inefficiente. Produce anche fanghi tossici. Il filtraggio è meno tossico ma non è nemmeno conveniente.
Un’opzione affascinante è l’utilizzo dei biomateriali come reagenti. Gli estratti vegetali possono ridurre gli ioni metallici e produrre particelle metalliche su scala nanometrica. Questa tecnologia è ancora nelle fasi iniziali e non è stata studiata pensando al settore dell’imballaggio dei semiconduttori. L’esempio della galvanoplastica delle acque reflue utilizzava estratti di foglie di palma, quindi potrebbe non essere una risposta sostenibile a lungo termine. Anche se oggi non è una soluzione realistica, è comunque creativa e meritevole di ulteriori indagini.
Preoccupazioni sull’affidabilità
Quando si utilizzano materiali riciclati, prestazioni e affidabilità sono preoccupazioni valide. I materiali riciclati hanno le stesse prestazioni dei materiali vergini? I contaminanti causano problemi di resa? Le risposte dipendono dall’applicazione e dalle condizioni di lavorazione. Il riciclaggio di substrati a base epossidica in materiali di grado elettronico sembra altamente improbabile.
A differenza della plastica, i metalli possono essere riciclati ripetutamente senza perdere qualità. Quando si recuperano i metalli dall’imballaggio dei semiconduttori, questi devono essere separati gli uni dagli altri e raffinati fino a raggiungere un’elevata purezza, altrimenti l’affidabilità ne risentirà. I produttori stanno dimostrando che è possibile utilizzare metalli riciclati in queste applicazioni. Ad esempio, Micron Technology ha testato il filo d’oro riciclato (Au) per i wire bond e ha scoperto che funzionava altrettanto bene dell’Au primario. Il prossimo passo sarà estendere il concetto ai fili di rame.
I metodi più recenti di trattamento dei rifiuti elettronici e di recupero dei metalli potrebbero espandere la disponibilità di metalli riciclati per collegamenti di cavi, strati di interconnessione o saldature. È vero, ci sono altre cose che il nostro settore può fare per prime e che possono fare una maggiore differenza nell’impatto ambientale totale dei dispositivi elettronici. Anche così, è utile esplorare tutti gli angoli e le possibilità.
Cosa sta facendo la tua azienda per accelerare l’uso di contenuti riciclati o ripensare i rifiuti elettronici?
Nota: questo articolo contiene estratti dal manoscritto del mio prossimo libro, Materiali e sostenibilità: costruire un futuro circolare.
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