Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Cao đẳng - Đại học Nghiên cứu đánh giá tiềm năng tái chế chất thải điện tử và thu hồi kim loại có g...

Tài liệu Nghiên cứu đánh giá tiềm năng tái chế chất thải điện tử và thu hồi kim loại có giá trị từ bản mạch điện tử thải bỏ

.PDF
89
783
105

Mô tả:

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------------------- ĐẶNG THỊ HƢỜNG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG TÁI CHẾ CHẤT THẢI ĐIỆN TỬ VÀ THU HỒI KIM LOẠI CÓ GIÁ TRỊ TỪ BẢN MẠCH ĐIỆN TỬ THẢI BỎ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------------------------ ĐẶNG THỊ HƢỜNG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG TÁI CHẾ CHẤT THẢI ĐIỆN TỬ VÀ THU HỒI KIM LOẠI CÓ GIÁ TRỊ TỪ BẢN MẠCH ĐIỆN TỬ THẢI BỎ Chuyên ngành: Hóa Môi Trƣờng Mã số: 60 44 41 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÁN BỘ HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. CHU XUÂN QUANG Hà Nội – 2013 MỤC LỤC MỞ ĐẦU. .................................................................................................................... 1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI ĐIỆN TỬ VÀ CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ BẢN MẠCH ĐIỆN TỬ THẢI BỎ .................................................................... 2 1.1.Chất thải điện tử - nguồn tài nguyên khoáng sản đô thị ....................................2 1.1.1.Khái quát về chất thải điện tử .....................................................................2 1.1.2. Thực trạng phát sinh chất thải điện tử .......................................................6 1.1.3.Hiệu quả kinh tế - môi trường của quá trình tái chế chất thải điện tử .......9 1.2.Tình hình tái chế chất thải điện tử tại Việt Nam..............................................10 1.3. Các phƣơng pháp ƣớc tính lƣợng chất thải điện tử phát sinh ........................11 1.3.1.Phương pháp bậc thời gian (time step method) ........................................11 1.3.2.Phương pháp cung của thị trường(market supply method) ......................12 1.3.3.Phương pháp Carnegie Mellon .................................................................13 1.3.4.Phương pháp gần đúng 1 ..........................................................................16 1.3.5.Phương pháp gần đúng 2 ..........................................................................17 1.4. Công nghệ tái chế bản mạch điện tử thải bỏ và thu hồi kim loại ...................17 1.4.1.Phương pháp phân loại và xử lý cơ học....................................................18 1.4.2.Phương pháp nhiệt luyện...........................................................................19 1.4.3. Phương pháp thủy luyện ..........................................................................21 1.4.4. Phương pháp điện phân ...........................................................................22 1.4.5. Các phương pháp khác ............................................................................23 1.5. Khái quát về bản mạch điện tử .......................................................................25 1.6.Tính chất hóa học của Cu ...............................................................................26 Chƣơng 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM....................... 28 2.1. Mục tiêu và phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................28 2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................28 2.1.2.Phương pháp nghiên cứu ..........................................................................28 2.1.3.Nội dung nghiên cứu .................................................................................28 2.2. Phƣơng pháp thu thập và phân tích dữ liệu dự báo lƣợng chất thải điện tử ...28 2.2.1. Phương pháp điều tra, khảo sát ...............................................................29 2.3. Phƣơng pháp thực nghiệm ...........................................................................30 2.3.1.Hóa chất và thiết bị ...................................................................................30 2.3.2.Mô hình thiết bị thu hồi kim loại ...............................................................30 2.4. Phƣơng pháp phân tích Cu sử dụng trong thực nghiệm .............................33 2.5. Qui trình tách và xác định thành phần mẫu bản mạch điện tử .......................33 2.6.Chuẩn bị nguyên liệu thí nghiệm .....................................................................35 2.6.1.Nguyên liệu để xác định thành phần kim loại trong bản mạch điện tử ....35 2.6.2.Nguyên liệu sử dụng cho thiết bị thu hồi Cu .............................................35 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 37 3.1. Dự báo số lƣợng chất thải điện tử phát sinh tại Hà Nội và Hải Phòng .............. 37 3.1.1. Kết quả điều tra thông tin về một số thiết bị điện tử tại Hà Nội ..............37 3.1.2. Dự báo số lƣợng chất thải điện tử tại Hà Nội ..........................................42 3.1.3 Kết quả điều tra một số thông tin về thiết bị điện tử ở Hải Phòng...........46 3.1.4. Dự báo số lƣợng chất thải điện tử tại Hải Phòng .....................................51 3.2. Thành phần vật chất của bản mạch điện tử của máy tính ............................54 3.2.1. Thành phần khối lượng các linh kiện trên bản mạch điện tử của máy tính ............................................................................................................................54 3.2.2. Khảo sát thành phần kim loại trên bản mạch điện tử ...............................55 3.3. Hàm lƣợng Cu trong nguyên liệu đƣợc sử dụng trong thực nghiệm...........58 3.4. Kết quả thu hồi Cu bằng hệ dung dịch H2SO4 – H2O2 ................................59 3.4.2. Ảnh hưởng của nồng độ axit đến hiệu quả hòa tách Cu ......................59 3.4.3. Ảnh hưởng của hàm lượng H2O2 đến hiệu quả hòa tách Cu ................61 3.4.4. Khảo sát ảnh hưởng của kích thước hạt tới tới khả năng hòa tan Cu..63 3.4.5.Ảnh hưởng của hàm lượng Cu trong nguyên liệu tới khả năng hòa tách Cu………………………………………………………………………………………..65 3.4.6. Ảnh hưởng của điều kiện thiết bị đến hiệu quả hòa tách Cu ................69 3.4.7. Ảnh hưởng của Cu2+ tới khả năng hòa tách Cu ...................................71 KẾT LUẬN ............................................................................................................... 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................... 76 DANH MỤC BẢNG BIỂU Số hiệu bảng Tên bảng Trang 1.1 Các chất độc hại trong rác thải điện, điện tử 4 1.2 Các thành phần có giá trị trong bản mạch điện tử 6 1.3 Số lƣợng thiết bị điện tử thải bỏ tại Việt Nam (chiếc) 8 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 Số liệu điều tra số lƣợng máy tính mới đƣợc đƣa vào sử dụng trong mỗi năm giai đoạn 1997-2012 (chiếc) Số liệu điều tra số lƣợng laptop đƣợc đƣa vào sử dụng trong mỗi năm giai đoạn 1997-2012 (chiếc) Số liệu điều tra số lƣợng tivi màu đƣợc đƣa vào sử dụng trong mỗi năm giai đoạn 1997-2012 (chiếc) Số liệu điều tra lƣợng tivi màn hình tinh thể lỏng đƣợc đƣa vào sử dụng trong mỗi năm giai đoạn 1997-2012(chiếc) Số liệu điều tra số lƣợng tủ lạnh đƣợc đƣa vào sử dụng trong mỗi năm giai đoạn 1997-2012(chiếc) Số liệu điều tra số lƣợng máy giặt đƣợc đƣa vào sử dụng trong mỗi năm giai đoạn 1997-2012 (chiếc) Dữ liệu các mặt hàng điện tử đƣợc đƣợc đƣa vào sử dụng ở Hà Nội giai đoạn 1997- 2012 (chiếc) Các giả định đƣợc sử dụng để tính toán số lƣợng thiết bị điện tử thải bỏ 37 38 38 39 39 40 40 42 3.9 Dự báo số lƣợng máy tính thải bỏ (chiếc) 43 3.10 Dự báo số lƣợng tivi màu thải bỏ (chiếc) 43 3.11 Dự báo số lƣợng tủ lạnh thải bỏ(chiếc) 43 3.12 Dự báo số lƣợng máy giặt thải bỏ (chiếc) 44 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 So sánh số lƣợng các thiết bị điện tử bị thải bỏ năm 2013(chiếc) So sánh lƣợng chất thải điện tử phát sinh từ các loại thiết bị năm 2014 Dự báo số lƣợng chất thải điện tử phát sinh từ 4 loại thiết bị điện tử (chiếc) Số liệu điều tra số lƣợng máy tính đƣợc đƣa vào sử dụng trong mỗi nămgiai đoạn 1997-2012(chiếc) Số liệu điều tra số lƣợng laptop đƣợc đƣa vào sử dụng trong mỗi năm giai đoạn 1997-2012(chiếc) Số liệu điều tra số lƣợng tivi màu đƣợc đƣa vào sử dụng trong mỗi năm giai đoạn 1997-2012 (chiếc) Số liệu điều tra số lƣợng tivi màn hình tinh thể lỏng đƣợc đƣa vào sử dụng trong mỗi năm giai đoạn 1997-2012 Số liệu điều tra lƣợng tủ lạnh đƣợc mua mỗi năm giai đoạn 44 45 45 47 47 48 48 49 1997-2012 3.21 3.22 Số liệu điều tra số lƣợng máy giặt đƣợc đƣa vào sử dụng trong mỗi năm giai đoạn 1997-2012 Dữ liệu các mặt hàng điện tử đƣợc đƣa vào sử dụng ở Hải Phòng giai đoạn 1997- 2012(chiếc) 49 50 3.23 Các giả định đƣợc sử dụng để tính toán lƣợng chất thải điện tử tại Hải Phòng 52 3.24 Dự báo số lƣợng máy tính thải bỏ tại Hải Phòng(chiếc) 52 3.25 Dự báo số lƣợng tivi màu thải bỏ tại Hải Phòng (chiếc) 52 3.26 Dự báo số lƣợng tủ lạnh thải bỏ tại Hải Phòng(chiếc) 53 3.27 Dự báo số lƣợng máy giặt thải bỏ tại Hải Phòng(chiếc) 53 3.28 So sánh số lƣợng các thiết bị điện tử thải bỏ trong 2 năm 2013&2014 tại Hải Phòng 53 3.29 Dự báo số lƣợng 4 loại thiết bị điện tử thải bỏ tại Hải Phòng (chiếc) 54 3.30 Thành phần khối lƣợng các linh kiện của bản mạch vi tính 54 3.31 Thành phần kim loại (mg/kg linh kiện)trong các linh kiện 56 3.32 So sánh thành phần % kim loại có trong các linh kiện trên bản mạch điện tử thải bỏ 57 3.33 Ảnh hƣởng của nồng độ axit đến hiệu suất hòa tách Cu 60 3.34 Ảnh hƣởng của hàm lƣợng H2O2 đến hiệu suất hòa tách Cu 62 3.35 Ảnh hƣởng của kích thƣớc hạt đến hiệu suất hòa tách Cu 64 3.36 Hiệu quả hòa tách đồng từ mẫu có kích thƣớc hạt 1-1,5mm 65 3.37 So sánh kết quả hòa tách Cu giữa 2 mẫu nguyên liệu 67 3.38 Ảnh hƣởng của điều kiện thiết bị đến hiệu suất hòa tách Cu 69 3.39 Hiệu quả hòa tách Cu ở điều kiện tối ƣu 71 3.40 Kết quả hòa tách Cu bằng hệ H2SO4 – H2O2 tái sử dụng 73 DANH MỤC HÌNH VẼ Số hiệu hình vẽ Tên hình vẽ Trang 1.1 Các tỷ lệ xử lý chất thải điện tử giả định 15 1.2 Thu hồi Cu bằng phƣơng pháp nhiệt luyện 21 1.3 Sơ đồ quá trình hoà tan chọn loc và điện phân thu hồi Cu, Pb, Sn. 24 1.4 Cấu tạo của bản mạch điện tử máy tính 25 1.5 Cấu tạo của bản mạch một lớp 26 2.1 Sơ đồ thiết bị hòa tách Cu 28 2.2 Thiết bị hòa tách Cu quy mô phòng thí nghiệm 32 2.3 Bản mạch máy tính đem bóc tách 34 2.4 Sơ đồ tách và phân loại bản mạch máy tính 34 2.5 Mẫu bản mạch thải loại sử dụng trong các thí nghiệm 35 2.6 3.1 Hình ảnh mẫu bản mạch thu đƣợc sau khi tiền xử lý bằng phƣơng pháp cơ học và rây Đồ thị biểu diễn doanh số các mặt hàng điện tử đƣợc đƣa vào sử dụng tại Hà Nội 36 41 3.2 So sánh số lƣợng các thiết bị điện, điện tử thải bỏ năm 2013 44 3.3 So sánh số lƣợng các thiết bị điện, điện tử thải bỏ tử năm 2014 45 3.4 So sánh lƣợng 4 loại thiết bị điện tử thải bỏ năm 2013&2014 46 3.5 Đồ thị biểu diễn số lƣợng các mặt hàng điện tử đƣợc đƣa vào sử dụng tại Hải Phòng giai đoạn 1997-2010 51 3.6 So sánh số lƣợng thiết bị điện, điện tử thải bỏ năm 2013&2014 54 3.7 So sánh khối lƣợng các thành phần trên bản mạch máy tính 55 3.8 So sánh hàm lƣợng một số kim loại chủ yếu có trong các linh kiện 58 3.9 Đồ thị khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ axit đến hiệu suất hòa tách Cu 61 3.10 3.11 3.12 3.13 Đồ thị khảo sát ảnh hƣởng của hàm lƣợng H2O2 đến hiệu suất hòa tách Cu Hiện tƣợng muối đồng kết tinh khi sử dụng H2O2 20% Đồ thị khảo sát ảnh hƣởng của kích thƣớc hạt đến hiệu suất hòa tách Cu Đồ thị biểu diễn hiệu quả hòa tách Cu từ mẫu có kích thƣớc hạt 62 63 64 66 1-1,5mm 3.14 So sánh hiệu quả hòa tách Cu giữa 2 mẫu nguyên liệu 68 3.15 Ảnh hƣởng của điều kiện thiết bị đến hiệu suất hòa tách Cu 70 3.16 Hiệu quả thu hồi Cu ở điều kiện tối ƣu (H2SO4 2,5M và 72 H2O215%) 3.17 3.18 3.19 Bã rắn mẫu có kích thƣớc 0,5-1,0mm ở điều kiện tối ƣu Bã rắn và dung dịch sau khi hòa tan Cu bằng dung dịch A1 (hệ H2SO4- H2O2 tái sử dụng) Tinh thể CuSO4 thu đƣợc 72 74 74 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Tên tiếng anh Tên tiếng việt Organization for Economic Co- Tổ chức Hợp tác và phát triển operation and Development kinh tế United nations environment Chƣơng trình Môi trƣờng của programme Liên hợp quốc PCB Polychlorinated biphenyl Polyclobiphenyl 4. TBBA Tetrabromobisphenol- A Tetrabrombisphenol-A 5. PBB 6. DPE 7. CFC 8. PVC STT Viết tắt 1. OECD 2 UNEP 3. Polybrominated biphenyl Diphenyl ether Chlorofluorocarbon Polyvinyl chloride Polybrombiphenyl Diphenylete Polycloflocacbon Polyvinyclorua MỞ ĐẦU Ngày nay các thiết bị điện tử nhƣ ti vi, máy tính, tủ lạnh, máy in, điện thoại di động, …đã trở thành mặt hàng thiết yếu trong cuộc sống do những chức năng và tiện ích mà chúng mang lại, nhƣng khi không còn đƣợc sử dụng nữa thì chính các loại máy móc hiện đại lại trở thành nguồn chất thải rất độc hại đối với môi trƣờng, Loại chất thải này đƣợc gọi là chất thải điện tử (e-waste). Chất thải điện tử đƣợc xếp vào loại các chất thải nguy hại do chúng có chứa khối lƣợng khá lớn các chất độc hại nhƣ chì, cadimi, thủy ngân, …cho nên nếu tiêu hủy hoặc tái chế không đúng cách, các chất này sẽ ngấm vào đất, vào mạch nƣớc ngầm… gây ảnh hƣởng nghiêm trọng đến môi trƣờng và sức khỏe con ngƣời. Tuy nhiên, chất thải điện tử không hoàn toàn là đồ bỏ đi độc hại mà trái lại, nếu đƣợc xử lý và khai thác đúng cách thì chất thải điện tử sẽ trở thành “dòng chất thải có khả năng tiềm tàng” và đƣợc ví nhƣ “mỏ vàng” vì chứa một lƣợng đáng kể các vật liệu quý có thể thu hồi đem lại nguồn lợi kinh tế cao nhƣ: vàng, bạc, đồng, platin, niken… Do đó, không xử lý chất thải điện tử đồng nghĩa với việc lãng phí một nguồn tài nguyên lớn. Tại Việt Nam, nguồn thải rác điện tử chủ yếu do doanh nghiệp điện tử trong nƣớc nhập phế liệu từ nƣớc ngoài về để tái chế hoặc do ngƣời dân sử dụng thải ra. Đặc biệt trong những năm gần đây, do chính sách hội nhập kinh tế khu vực và thế giới và mức sống của ngƣời dân ngày càng đƣợc nâng cao chính vì vậy lƣợng chất thải điện tử đang gia tăng rất nhanh chóng. Mặc dù mối nguy này đã đƣợc cảnh báo, nhƣng đến nay việc quản lý và xử lý rác thải điện tử tại Việt Nam vẫn còn nhiều bất cập. Để có cái nhìn toàn diện hơn về tiềm năng và những nguy cơ đối với môi trƣờng của chất thải điện tử và góp phần nghiên cứu tìm ra giải pháp hiệu quả trong việc tái chế chất thải điện tử tại Việt Nam, trong luận văn này, chúng tôi đi sâu vào “Nghiên cứu đánh giá tiềm năng tái chế chất thải điện tử và thu hồi kim loại có giá trị từ bản mạch điện tử thải bỏ”. 1 Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI ĐIỆN TỬ VÀ CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ BẢN MẠCH ĐIỆN TỬ THẢI BỎ 1.1.Chất thải điện tử - nguồn tài nguyên khoáng sản đô thị 1.1.1.Khái quát về chất thải điện tử 1.1.1.1. Định nghĩa và phân loại chất thải điện tử Do sự phát triển của khoa học công nghệ, các thiết bị điện, điện tử ngày càng trở nên phổ biến trong cuộc sống con ngƣời, từ đó phát sinh một loại chất thải rắn mới gọi là chất thải điện tử. Hiện nay, có rất nhiều định nghĩa khác nhau về chất thải điện tử tùy thuộc vào mỗi tổ chức hay quốc gia vùng lãnh thổ. Theo Tổ chức hợp tác và phát triển kinh tế (OECD 2001): Chất thải điện tử đƣợc định nghĩa là “những thiết bị sử dụng nguồn cung cấp điện đã đạt đến tuổi thọ thiết bị của chúng”. Theo Mạng lƣới hành động Basel : “ Chất thải điện tử bao gồm một phạm vi rộng và đang gia tăng các thiết bị điện tử từ các thiết bị gia dụng lớn nhƣ tủ lạnh, điều hòa không khí, điện thoại, hệ thống thu phát âm thanh và các mặt hàng tiêu thụ điện đến các loại máy tính bị bỏ đi bởi ngƣời sử dụng chúng”[10]. Từ những định nghĩa trên có thể khái quát “Chất thải điện tử” là một thuật ngữ để chỉ các thiết bị điện, điện tử bị thải bỏ khi nó không còn đáp ứng đƣợc các yêu cầu của ngƣời sở hữu hiện tại hoặc đã đạt đến tuổi thọ của nó. Các thiết bị điện và điện tử đƣợc phân thành ba loại chính bao gồm : các thiết bị điện gia dụng lớn, thiết bị công nghệ thông tin và viễn thông, thiết bị điện tiêu dùng. Đại diện cho các thiết bị gia dụng lớn là tủ lạnh và máy giặt, máy tính để bàn và máy tính cá nhân đại diện cho các thiết bị công nghệ thông tin và viễn thông, trong khi ti vi đại diện cho nhóm các thiết bị điện tiêu dùng. Nhƣ vậy, các sản phẩm điện, điện tử bị thải bỏ có thể do các thiết bị này đã trở nên lỗi thời và ngƣời sử dụng muốn thay thế chúng bằng những thiết bị hiện đại hơn, hoặc do các thiết bị này đã gần hết tuổi thọ thiết bị, hoặc cũng có thể do các 2 thiết bị đã hƣ hỏng và ngƣời sử dụng cần vứt bỏ chúng. Chính vì vậy rất nhiều sản phẩm trong số chất thải điện tử có thể đƣợc tái sử dụng (đem cho hoặc bán lại cho ngƣời khác sử dụng), đƣợc tân trang lại hoặc đƣợc đem tái chế. Những phần còn lại thƣờng đƣợc đem tiêu hủy hoặc đƣợc chôn lấp cùng với các loại rác thải khác. 1.1.1.2. Đặc điểm của chất thải điện tử Trong những năm gần đây, vấn đề chất thải điện tử đang trở thành mối hiểm họa mà nhiều nƣớc phải đối đầu, nhất là các nƣớc đang phát triển, trong đó có Việt Nam. Theo UNEP, hai đặc điểm đặc trƣng sau đây của chất thải điện tử khiến chúng phải đƣợc quản lý và xử lý đặc biệt:  Chất thải điện tử là chất thải nguy hại: Chúng có chứa hơn 1000 các hợp chất khác nhau, trong số đó có nhiều chất độc hại gây ô nhiễm nghiêm trọng khi bị vứt bỏ.  Chất thải điện tử đƣợc tạo ra với một tốc độ đáng báo động do sự lỗi thời: Do tốc độ lỗi thời cực kỳ nhanh chóng nên lƣợng chất thải điện tử đƣợc tạo ra cao hơn nhiều so với các mặt hàng tiêu dùng khác [14]. Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến sự gia tăng nhanh chóng chất thải điện tử là do tốc độ phát triển vƣợt bậc của khoa học công nghệ, các thiết bị điện tử mới thƣờng đa dạng về mẫu mã, kiểu dáng đẹp hơn, nhiều chức năng hơn và giá cả phù hợp nên rất thu hút ngƣời tiêu dùng và những thiết bị sản xuất trƣớc nhanh chóng trở nên lỗi thời. Nhƣ vậy, chỉ sau một thời gian sử dụng, có khi chƣa hết tuổi thọ thì những thiết bị cũ đã bị thay thế bằng những thiết bị mới và chúng trở thành rác thải điện tử. Tuổi thọ của một chiếc máy tính đã giảm từ sáu năm xuống còn ba năm, còn điện thoại di động chỉ dƣới hai năm. Kết quả điều tra tại Mỹ cho thấy 50% máy tính bị thải bỏ vẫn sử dụng đƣợc nhƣng chúng đã bị thay thế bởi những máy tính hiện đại hơn [17]. Thành phần chất thải điện tử rất đa dạng và khác nhau tùy thuộc vào từng loại thiết bị. Nó chứa hơn một nghìn chất khác nhau bao gồm cả chất nguy hại và chất không nguy hại. Thông thƣờng, chất thải điện tử có chứa sắt và các kim loại 3 màu, nhựa, thủy tinh, gỗ, gốm sứ, cao su và một số các chất khác, Sắt và thép chiếm khoảng 50% khối lƣợng chất thải điện tử, tiếp theo là nhựa (21%), kim loại màu (13%), còn lại là các thành phần khác. Kim loại màu bao gồm các kim loại nhƣ đồng, nhôm và các kim loại quý ví dụ nhƣ vàng, bạc, platin, paladi…Sự hiện diện của các nguyên tố nhƣ chì, thủy ngân, asen, cadimi, selen, Cr(VI) và các chất chống cháy trong chất thải điện tử gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng là nguyên nhân đƣa chất thải điện tử đƣợc xếp vào loại chất thải nguy hại. Bảng 1.1: Các chất độc hại trong rác thải điện, điện tử [14] Chất độc hại Nguồn gốc trong rác thải điện tử Tác hại đối với môi trƣờng và cơ thể sống Các hợp chất halogen Gây ung thƣ, ảnh Polyclobiphenyl (PCB) Tụ điện, máy biến thế hƣởng đến hệ thần kinh, hệ miễn dịch, tuyến nội tiết Tetrabrombisphenol-A Chất chống cháy cho nhựa (nhựa (TBBA) chịu nhiệt, cáp cách điện) Polybrombiphenyl TBBA đƣợc dùng rộng rãi trong (PBB) chất chống bắt lửa của bản mạch Diphenylete máy in và phủ lên các bộ phận (DPE) khác Polycloflocacbon Trong bộ phận làm lạnh, bọt (CFC) cách điện Polyvinyclorua (PVC) Cáp cách điện Gây tổn thƣơng lâu dài đến sức khỏe, gây ngộ độc sâu khi cháy Khi cháy gây nhiễm độc, chất phá hủy tầng ozon Cháy ở nhiệt độ cao sinh ra dioxin và furan Kim loại nặng và các kim loại khác 4 Có trong đèn hình đời cũ và lƣợng nhỏ ở dạng gali asenua, As bên trong các diot phát quang Bộ chỉnh lƣu, bộ phận phát tia Be Sừng hóa da, gây ung thƣ da Ung thƣ phổi Pin Ni-Cd sạc lại, lớp huỳnh quang (đèn hình CRT), mực máy Loãng xƣơng, thiếu in và trống, máy photocopy máu, suy gan, suy (trong máy photo), trong bo Cd thận mạch và chất bán dẫn. Cr(VI) Băng và đĩa ghi dữ liệu Galli asenua Diod phát quang Độc cấp tính và mãn tính, gây dị ứng Tổn thƣơng đến sức khỏe Gây độc với hệ thần Pb Màn hình CRT, pin, bản mạch kinh, thận, mất trí máy in, các mối hàn nhớ đặc biệt với trẻ em Trong đèn hình màn hình LCD, Hg pin kiềm và công tắc, trong vỏ máy. Ni Pin Ni-Cd sạc lại hoặc trong màn hình CRT Gây ngộ độc cấp tính và mãn tính Gây dị ứng Tuy nhiên, nhìn nhận chất thải điện tử theo khía cạnh tích cực thì chúng không hoàn toàn chỉ là loại rác thải độc hại. Nếu chất thải điện tử đƣợc xử lý đúng cách thì nó còn đem lại nguồn lợi cho con ngƣời do có chứa những thành phần có giá trị sử dụng cao đó là các kim loại màu và các kim loại quý. 5 Bảng 1.2. Các thành phần có giá trị trong bản mạch điện tử Thành phần có giá trị Nguồn gốc trong rác thải điện tử Cu Dẫn điện trong các loại cáp, cuộn cảm, bản mạch Ag Tụ điện, thiết bị chuyển mạch, pin, điện trở Al Chủ yếu có trong bản mạch máy tính để kết nối các lớp mạ Tụ điện, thanh tản nhiệt Fe Khung thép, vỏ máy, … Zn Pin sạc, hợp kim… Au 1.1.2. Thực trạng phát sinh chất thải điện tử 1.1.2.1. Thực trạng phát sinh chất thải điện tử trên thế giới Chất thải điện tử đƣợc coi là thành phần gia tăng nhanh nhất trong chất thải đô thị trên toàn thế giới. Ƣớc tính rằng có khoảng 20-50 triệu tấn chất thải điện tử đƣợc tạo ra trên toàn cầu mỗi năm, chiếm 5% tổng lƣợng chất thải rắn đô thị [17]. Ở các nƣớc phát triển, lƣợng chất thải điện tử trung bình bằng 1% tổng lƣợng chất thải rắn. Trong khối liên minh châu Âu, mỗi năm có từ 5-7 triệu tấn chất thải điện tử phát sinh, tức là khoảng 14-15kg chất thải điện tử/ đầu ngƣời/ năm và dự kiến tốc độ phát sinh chất thải là từ 3-5% mỗi năm [19]. Tại Mỹ, lƣợng chất thải điện tử chiếm từ 1-3% tổng lƣợng chất thải đô thị phát sinh. Theo Cơ quan bảo vệ môi trƣờng Mỹ (USEPA), lƣợng chất thải điện tử phát sinh tại Mỹ vào năm 2005 là 2,5 triệu tấn, chiếm 1,4% tổng lƣợng chất thải [17]. Tại các nƣớc đang phát triển, lƣợng chất thải điện tử chiếm khoảng từ 0,011% lƣợng chất thải rắn đô thị phát sinh. Một báo cáo của Liên hợp quốc dự đoán rằng năm 2020, lƣợng chất thải điện tử từ máy tính cũ ở Trung Quốc sẽ tăng vọt tới 400% so với năm 2007 và tại Ấn Độ con số này lên tới 500%. Ngoài ra, tại Ấn Độ, lƣợng chất thải điện tử từ điện thoại di động vào năm 2020 sẽ cao hơn khoảng 7 lần so với mức năm 2007 và con số này là khoảng 18 lần tại Trung Quốc[15]. Những con số trên đã làm nổi bật nhu cầu cấp thiết cần giải quyết các vấn đề về chất thải điện tử trên toàn thế giới, đặc biệt là tại các nƣớc đang phát triển nhƣ 6 Ấn Độ, nơi mà việc quản lý, thu gom và tái chế chất thải điện tử vẫn chƣa đƣợc kiểm soát đúng đắn. 1.1.2.2. Thực trạng phát sinh chất thải điện tử ở Việt Nam Trong những năm gần đây, do sự gia tăng thu nhập của ngƣời dân Việt Nam và sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ, nhu cầu sử dụng các thiết bị điện tử tại Việt Nam ngày càng cao, kéo theo đó là sự gia tăng khối lƣợng lớn chất thải điện tử. Theo báo cáo của Viện khoa học và công nghệ môi trƣờng- Đại học Bách khoa Hà Nội, hàng năm, tổng lƣợng chất thải điện và điện tử dân dụng phát sinh ở Việt Nam là khoảng 120.000 chiếc tivi, đầu máy video, radio cassette, máy giặt và tủ lạnh. Bên cạnh đó, có khoảng 300.000 bộ máy tính cũng bị thải bỏ hàng năm. Điều tra tại một số cửa hàng inter-net cho thấy, có khoảng 50% đang sử dụng là máy mới và khoảng 50% là máy cũ cần thay thế gần nhƣ toàn bộ phụ tùng đó có thể đƣợc sử dụng lại ngay tại cửa hàng, 90% còn lại sẽ đƣợc vứt bỏ cùng với rác thải sinh hoạt hoặc bán lại cho các cơ sở thu gom phế liệu [7]. Theo một nghiên cứu của Công ty Môi trƣờng Đô thị (URENCO) ở Hà Nội, với việc điều tra hơn 400 hộ gia đình, 400 văn phòng và 400 cơ sở sửa chữa, tái chế trên bảy tỉnh thành, đã ghi nhận một sự gia tăng đáng kể về số lƣợng rác công nghệ cao trong các năm từ 2002 đến 2006 (xem bảng) [3]. 7 Bảng 1.3:Số lượng thiết bị điện tử thải bỏ tại Việt Nam (chiếc) Năm Tủ lạnh Máy giặt Điều hòa Radio/ nhiệt độ TV Tổng số Cassette 2001 73.752 13.011 4.159 1.160 72.626 164.708 2002 49.074 9.890 3.387 996 25.679 89.026 2003 56.707 12.365 4.419 1.344 21.669 96.503 2004 65.707 15.490 5.774 1.815 18.465 107.251 2005 76.107 19.398 7.542 2.451 15.764 121.262 2006 125.000 30.789 11.928 3.889 49.799 221.406 Tổng số 446.347 100.942 37.209 11.655 204.002 800.156 Một nguồn dữ liệu khác dựa trên kim ngạch nhập khẩu thiết bị điện tử cho thấy lƣợng chất thải điện tử tại Việt Nam trong những năm gần đây tăng vọt. Theo số liệu của ngành thống kê, kim ngạch nhập khẩu máy tính và linh kiện điện tử vào năm 2000 đạt 892 triệu đô-la Mỹ, đến năm 2004 con số này tăng đến 1,3 tỷ đô-la và hai năm gần đây tăng vọt lên 3,7 tỷ đô-la vào năm 2008 và 3,9 tỷ đô-la vào năm 2009. Tƣơng ứng với sự gia tăng của lƣợng máy nhập khẩu là sự gia tăng của lƣợng máy bị thải bỏ. Theo một ƣớc tính của ngành môi trƣờng, lƣợng rác thải điện thoại trong nƣớc mỗi năm khoảng 400 tấn, ẩn chứa bên trong đó là các chất độc hại chƣa qua xử lý nhƣ chì, thuỷ ngân… Nhƣ vậy theo những dữ liệu trên, mặc dù Việt Nam là một quốc gia đang phát triển nhƣng lƣợng chất thải điện tử gia tăng không nhỏ. Do đó, chúng ta cần có biện pháp quản lý và xử lý thích hợp nguồn rác thải đặc biệt này để tránh nguy cơ gây ô nhiễm môi trƣờng cũng nhƣ tận dụng đƣợc giá trị của chúng. 8 1.1.3.Hiệu quả kinh tế - môi trường của quá trình tái chế chất thải điện tử 1.1.3.1. Tiết kiệm nguồn tài nguyên thiên nhiên Sự gia tăng nhanh chóng lƣợng chất thải điện tử kéo theo sự ra đời của một ngành kinh doanh đầy tiềm năng đó là tái chế chất thải điện tử. Tái chế chất thải điện tử bao gồm việc tháo dỡ và phá hủy các thiết bị để thu hồi các vật liệu mới. Do có một khối lƣợng khổng lồ chất thải điện tử đƣợc tạo ra hàng năm, mặt khác chúng có chứa một lƣợng lớn các kim loại có giá trị nên việc tái chế chất thải điện tử không những làm giảm bớt tác động tiêu cực tới môi trƣờng mà còn đem lại lợi ích kinh tế và góp phần tiết kiệm nguồn tài nguyên thiên nhiên. Một chuyên gia làm việc tại Trƣờng đại học của Liên hợp quốc (UNU) cho rằng, lƣợng kim loại quý hiếm đƣợc thu hồi từ thiết bị điện tử phế thải lớn hơn nhiều so với việc khai thác mỏ. Mỗi tấn phế thải linh kiện chứa lƣợng vàng nhiều gấp 17 lần so với một tấn quặng kim loại quý này và đối với kim loại đồng con số này là 40 lần. Lƣợng vàng trong 41 điện thoại di động tƣơng đƣơng với lƣợng vàng có trong 1 tấn quặng vàng [7]. Nhƣ vậy, nếu lƣợng kim loại trong chất thải điện tử đƣợc thu hồi, rõ ràng, chúng ta sẽ giảm đƣợc một lƣợng lớn các kim loại khai thác từ quặng tự nhiên. Mặt khác, tái chế chất thải điện tử còn giúp tiết kiệm năng lƣợng sản xuất. Chi phí năng lƣợng cho việc tái chế chất thải điện tử để thu hồi kim loại thấp hơn đáng kể so với chi phí năng lƣợng khai thác từ quặng tƣơng ứng. Ví dụ, tái chế để thu hồi Al cần năng lƣợng ít hơn 95% so với việc sản xuất Al từ quặng hay tái chế thép tiết kiệm 60% năng lƣợng. Cuối cùng, việc khai thác kim loại quý hiếm trong chất thải điện tử ít vất vả hơn nhiều so với việc khai thác từ quặng. Trong khi để khai thác đƣợc 5gram vàng ở mỏ có tỷ trọng khai thác cao nhƣ mỏ Kalgold ở Nam Phi ngƣời ta phải thiết kế hầm lò, đào bới vận chuyển 1 tấn đất đá thì hãng tái chế Umicore tại Brussel có hàng triệu tấm vi mạch máy tính và ngƣời ta có thể thu hồi đƣợc 250gr vàng từ 1 tấn tấm vi mạch này, cao gấp 50 lần so với mỏ Kalgold. Nhƣ vậy, có thể coi chất thải điện tử là “mỏ khoáng sản đô thị” và chúng cần đƣợc xử lý một cách đúng đắn để có thể phát huy giá trị của chúng. 9
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan