Extracción y Caracterización de la Fracción No Metálica de las Tarjetas de Circuitos Impresos de Computadoras Desechadas

Resumen

Resumen: Los residuos electrónicos han sido en los último años una de las principales fuentes de contaminación a nivel mundial, debido principalmente a la gran producción y comercialización de este tipo de equipos. Uno de los componentes fundamentales y más difíciles de reciclar debido a la complejidad de su mezcla son las tarjetas de circuitos impresos (PCBs). Este proyecto tiene como objetivo extraer y caracterizar la fracción no metálica (FNM) de las PCBs con el propósito de determinar una forma práctica de reciclaje de dichos residuos. Primeramente se retiraron los puertos de salida, baterías y capacitores de las tarjetas, después fueron cizalladas y molidas en un molino de martillos para ser enviadas a la separación gravimétrica, finalmente se tomaron dos tamaños de partícula uno entre 0.15 y 0.075 mm y el otro menor a 0.075 mm, con el fin de determinar la influencia del tamaño de partícula en su composición. Esta fracción fue caracterizada mediante espectroscopía de infrarrojo (FTIR), calorimetría diferencial de barrido (DSC), termogravimetría (TGA) y análisis para la determinación de lixiviados (TCLP). Las PCBs están compuestas principalmente por resina epóxica y fibra de vidrio. Además, se determinó que los residuos de mayor tamaño contiene 67.22 % de fibra de vidrio mientras que la de menor tamaño contiene 78.78 %. Los metales que lixiviaron en mayor concentración fueron el zinc, cobre y plomo y en menores cantidades el cobalto, plata y níquel. Una manera económica y práctica de reciclar la FNM de PCBs sería mediante la reutilización física, es decir, como carga en materiales compuestos debido a la gran cantidad de fibra de vidrio contenida principalmente en el material de menor tamaño. No es recomendable realizar una combustión de los residuos ya que se obtiene una gran cantidad de cenizas y se necesita una alta temperatura para su descomposición. Así mismo, no es recomendable su disposición en desechos sanitarios debido a la lixiviación de los metales pesados.

Abstract: Electronic waste has been one of the main sources of pollution worldwide in the last years, due to large-scale of production and commercialization of this kind of equipment. One of the most important components and more difficult to recycle due to the complexity of mixture are the printed circuit boards. The aim of this project is to extract and characterize the non-metallic fraction (NMF) of the PCBs in order to determine a practical way to recycle this waste. First, ports, batteries, and capacitors were removed. Then, they were sheared and ground in a hammer mill in order to do the gravimetric separation. Finally, two particle sizes, one between 0.15 and 0.075 mm and another less than 0.075 mm, were taken to determine the influence of particle size composition. This fraction was characterized by infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TGA) and analysis for determining leachate. The PCBs are mainly composed of epoxy resin and fiberglass. In addition, it was determined that bigger waste fraction contains 67.22 % fiberglass while smaller contains 78.78 %. The metals were leached in higher concentration were zinc, copper and lead; and cobalt, silver and nickel in minor amounts. Physical recycling is an economical and practical way to recycle the PCBs as a filler in composites because of the amount of fiberglass contained in the NMF. It is not recommended to perform a combustion of waste due to the big quantity of ash obtained and high temperature needed for decomposition. It is also not recommended for disposal in landfill due to the leaching of heavy metals.