Nghiên cứu tái sử dụng bột nhựa thải từ quá trình sản xuất bo mạch điện tử làm gạch bê tông xây dựng

Thảo luận trong 'Ebook - giáo trình - tài liệu xây dựng' bắt đầu bởi admin, 22/10/18.

  1. admin Administrator

    337 lượt xem

    NGHIÊN CỨU TÁI SỬ DỤNG BỘT NHỰA THẢI TỪ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT BO MẠCH ĐIỆN TỬ LÀM GẠCH BÊ TÔNG XÂY DỰNG


    Ngô Thị Thanh Diễm
    Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM
    1.jpg
    1. MỞ ĐẦU

    Sự phát triển nhanh chóng các sản phẩm điện và điện tử trong những năm gần đây đã và đang gây áp lực rất lớn đối với các nước đặc biệt là một số nước trong khu vực châu Á như Trung Quốc, Campuchia, Ấn Độ, Thái Lan, Malaysia cũng như Việt Nam về vấn đề thải bỏ. Theo Thông tư 36/2015/TT-BTNMT về quản lý chất thải nguy hại Việt Nam [1], chất thải điện tử đã được đưa vào nhóm chất thải nguy hại với mã số quản lý 190205 và 190206 - các thiết bị điện, điện tử và chất thải từ hoạt động sản xuất, lắp ráp thiết bị điện, điện tử nhưng chúng lại chưa được phân loại hoặc tách riêng khỏi các loại chất thải rắn khác. Rác thải điện tử được chia làm hai loại: (1) rác thải phát sinh sau khi sử dụng các linh kiện, thiết bị điện tử và (2) chất thải phát sinh trong quá trình sản xuất các thiết bị điện, điện tử như bột nhựa quá trình khoan cắt bản mạch chứa Cu, nhựa, sợi thuỷ tinh, bản mạch lỗi, các linh kiện điện tử,… Hầu hết các cơ sở tái chế, thu gom phế liệu chỉ tận dụng nhóm chất thải (1) và chưa quan tâm nhóm (2), trong khi khối lượng nhóm (2) có thể phát sinh rất lớn theo nhu cầu phát triển công nghệ của xã hội. Một lượng lớn bột nhựa thải từ quá trình sản xuất cũng như quá trình thải bỏ các sản phẩm bo mạch điện tử sau khi sử dụng được xử lý chủ yếu bằng phương pháp đốt và chôn lấp làm phát sinh chất thải thứ cấp và gây lãng phí tài nguyên [2].

    Cấu tạo của các bản mạch điện tử thông thường bao gồm chip, các kết nối, tụ điện,… Mỗi linh kiện đều được chế tạo với nhiều loại vật liệu khác nhau và thông thường bao gồm hai thành phần chính: phi kim loại (70-80%) và kim loại (20-30%). Trong đó, thành phần phi kim loại gồm: nhựa chịu nhiệt (nhựa epoxy), sợi thủy tinh, nhựa, phụ gia gia cố và thành phần kim loại gồm: Cu (16%), Zn (4%), Fe (3%), Ni (2%), Ag (0,05%), Au (0,03%), Pd (0,01%) [3]. Theo Veit et al.(2006) và Zeng et al.(2015), bột nhựa phát sinh từ các bản 29 Ngô Thị Thanh Diễm mạch điện tử được nghiên cứu, tái chế, tái sử dụng chủ yếu bằng các phương pháp vật lý như phân tách, từ tính, cố định hóa rắn,... và phương pháp hóa học nhằm phá hủy mạch polymer thành dạng monomer đơn giản hoặc thành các hóa chất hữu dụng thông qua các phản ứng trong quá trình đốt (nhiệt phân), khí hóa,… [4, 5]. Franz (2002) đã nghiên cứu tái chế thành phần nhựa chịu nhiệt, nhựa dẻo trong bột nhựa như chất độn dùng cho các sản phẩm nhựa epoxy như sơn, keo, các đồ trang trí và trong vật liệu xây dựng [6].

    Một số tác giả khác như Mou et al.(2007) và Zheng et al.(2009) đã giới thiệu phương pháp mới, đó là bổ sung bột nhựa sử dụng để thực hiện các mô hình, các bảng nhựa composite và các sản phẩm liên quan bằng cách thêm vào một số phụ gia phù hợp [7, 8]. Theo đó, bột nhựa được sử dụng như chất độn để tăng cường độ bền uốn, khả năng đàn hồi của các vật liệu. Thành phần bột nhựa được bổ sung lên đến 30% theo trọng lượng của một bản mạch PCBs mà không vi phạm pháp luật về môi trường. Việc sản xuất các khuôn đúc bằng nhựa phenolic đã làm tăng đáng kể bột gỗ - chất độn hữu cơ trong quá trình sản xuất, trong khi sự cạn kiệt các nguồn tài nguyên gỗ và sự tăng giá của bột gỗ ngày càng cao. Chính vì vậy, bột gỗ là một thách thức cho việc sản xuất các khuôn đúc phenolic đồng thời bảo vệ nguồn tài nguyên gỗ và giảm chi phí nguyên liệu. Guo et al.(2009) đã nghiên cứu sử dụng bột nhựa thải như chất độn trong quá trình sản xuất khuôn đúc phenolic đại diện cho một phương pháp đầy hứa hẹn để giải quyết ô nhiễm môi trường và giảm chi phí của các khuôn đúc bằng nhựa phenolic [9].

    Mou et al.(2007), Panyakapo et al.(2008) và Siddique et al.(2008) đã nghiên cứu sử dụng bột nhựa thải ứng dụng trong xây dựng, đặc biệt là các sản phẩm bê tông nhẹ nếu chúng được pha trộn đúng cách [3, 10, 11]. So với các vật liệu bê tông truyền thống bao gồm các thành phần xi măng, cát, đá, nước,… bột nhựa thải có ưu điểm nhẹ, cấu trúc hạt đồng nhất và trong thành phần bột nhựa thải có lượng sợi thủy tinh chịu nhiệt là một ưu điểm nổi trội để tối đa hóa độ bền uốn, độ bền nén, khả năng chịu nhiệt của vật liệu ứng dụng trong xây dựng. Cũng theo Mou et al.(2007), cho biết có rất nhiều loại mô hình, tấm ốp lát composite được sử dụng để trang trí chủ yếu làm bằng thạch cao, nhựa hoặc các vật liệu khác. Tác giả đã chỉ ra rằng bột nhựa thải từ PCBs có nhiều đặc điểm tương tự hoặc tốt hơn, trong đó có những ưu điểm là trọng lượng thấp, không thấm nước, dễ dàng định hình và có sức bền cơ học nhờ lớp sợi thủy tinh, vì vậy nó có thể được sử dụng thay thế cho một số mô hình, đồ trang trí,… bằng cách thêm vào một số chất kết dính và xi măng trang trí với tỷ lệ phù hợp [3].

    Như vậy, ưu điểm nổi bật của phương pháp hóa học là loại bỏ được hầu hết các thành phần kim loại nặng độc hại trong bột nhựa thải, nhưng nhược điểm của phương pháp lại tốn khá nhiều chi phí trong việc đầu tư công nghệ và kỹ thuật vận hành. Trong khi đó, phương pháp vật lý đơn giản, thiết thực, thiết bị đầu tư và chi phí năng lượng thấp và khả năng ứng dụng các sản phẩm làm từ bột nhựa thải đa dạng. Vì vậy, định hướng của việc nghiên cứu tái chế bột nhựa thải thành các sản phẩm có ích đối với xã hội thay vì đốt hay chôn lấp chỉ mới bắt đầu và là thách thức lớn đối với xã hội cùng với sự phát triển các sản phẩm công nghệ mới ồ ạt trên thị trường hiện nay.

    2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

    2.1. Đặc tính bột nhựa thải nghiên cứu

    Bột nhựa thải sử dụng trong nghiên cứu được lấy từ quá trình khoan, cắt sản xuất bo mạch điện tử của công ty Fujitsu Việt Nam, do đó thành phần ban đầu của bột nhựa thải chủ yếu là nguyên liệu chế tạo nên đế bản mạch điện tử bao gồm: nhựa cứng và sợi thuỷ tinh (70-80%), Cu kim loại (20-30%) và một số phụ gia gia cố [3]. Tiến hành lấy mẫu, phân tích một số thông số liên quan đến đặc tính vật lý và hoá học của bột nhựa thải để khẳng định những tác hại của chất thải nghiên cứu đến môi trường nếu không qua xử lý hoặc tái sử dụng. Kết quả phân tích ở Bảng 1 cho thấy bột nhựa thải nghiên cứu có độ ẩm thấp, khối lượng riêng nhỏ, nhẹ nên chiếm thể tích lưu trữ lớn, đặc biệt hàm lượng Cu cao ở cả hai điều kiện phân tích nguyên mẫu và ngâm chiết độc tính theo phương pháp TCLP.

    Các file đính kèm:

    Chỉnh sửa cuối: 22/2/19

CHIA SẺ TRANG NÀY