RECICLAJE DE ORO DE LA ELECTRÓNICA: USO RENTABLE MEDIANTE 'DISEÑO PARA RECICLAR' CHRISTIAN HAGELÜKEN1 Y CHRISTOPHER W CORTI2 www.goldbulletin.org
ABSTRACTO
Con más de 300 toneladas de oro utilizadas en electrónica cada año, los equipos electrónicos al final de su vida útil ofrecen o frecen un importante potencial de reciclaje para el suministro secundario de oro. Con concentraciones de oro que alcanzan 300-350 g / t para teléfonos móviles y 200-250 g / t para placas de circuitos de computadora, esta "mina urbana" es significativamente más rica que la que está disponible en minerales primarios.
Sin embargo, la "mineralogía" en los productos de desecho es muy diferente en los minerales convencionales convencionales en una mina de oro: hasta 60 elementos diferentes están estrechamente relacionados en ensamblajes y subconjuntos complejos, y esto requiere procesos metalúrgicos especializados con tratamiento extensivo de gas para recuperar oro y una amplia gama de otros metales de forma rentable y respetuosa con el medio ambiente. Además, la logística para "excavar" y "transportar" los productos de desecho a la concentradora y más a la fundición son mucho más desafiantes que en la cadena de suministro primaria. Actualmente, solo una pequeña porción de productos antiguos se recolecta y se dirige a las cadenas de reciclaje más modernas. Aquí se necesitan mejoras significativas para utilizar completamente este recurso de metal secundario.
La importancia del contenido de oro de la chatarra electrónica para la economía de la recuperación de oro y muchos otros metales valiosos no siempre se aprecia, y esto está en el enfoque de 'diseño para el reciclaje' al seleccionar materiales para nuevos productos, particularmente en la Unión Europea donde La Directiva WEEE tiene como objetivo proporcionar una economía de ciclo cerrado. Con una huella de carbono m ás baja que el oro de minas primarias, el oro reciclado representa una importante fuente "verde". Se discuten los desafíos enfrentados en el reciclaje de chatarra electrónica para lograr una economía de ciclo cerrado.
INTRODUCCIÓN
Además de su uso principal en joyería e inversión, el oro juega un papel cada vez más importante en las aplicaciones industriales, entre las que la electrónica tiene la mayor parte. En la actualidad, se usan anualmente más de 300 t de oro en componentes electrónicos como circuitos integrados, contactos y cables de conexión. Aunque la miniaturización y los esfuerzos de ahorro reducen la entrada de oro específica, el crecimiento en las ventas de dispositivos electrónicos electrónicos y sus características integradas para volverse "más inteligentes y rápidos cada año" han conducido a un aumento neto sustancial de la demanda de oro en los últimos años [1] . Los teléfonos móviles y las computadoras son un buen ejemplo en este contexto, Figura 1.
Al final de su uso, estos y otros productos electrónicos ofrecen un importante potencial de reciclaje para el suministro secundario de oro. Con concentraciones de oro que alcanzan 300-350 g / t para teléfonos móviles y 200-250 g / t para placas de circuitos de computadora, esta "mina urbana" es significativamente más rica que lo que hasta ahora está disponible en minerales primarios. Sin embargo, la "mineralogía" en los productos de chatarra es muy diferente en la mina: hasta 60 elementos diferentes están estrechamente relacionados en ensamblajes y subconjuntos complejos, generalmente conectados a compuestos orgánicos, que a menudo contienen llamas halogenadas.
Figura 1
a) Teléfonos móviles b) PC y laptops c) Mundo mío a+b 1300 millones de unidades 300 millones de unidades de producción compartida x 250 mg Ag 325 t Ag x 1000 mg Ag 300 t Ag Ag: 21,000 t / a 3% x 24 mg Au 31 t Au x 220 mg Au 66 t Au Au: 2.400 t / a 4% x 9 mg Pd 12 t Pd x 80 mg Pd 24 t Pd Pd: 220 t / a 16% x 9 g Cu 12,000 t Cu x 500 g Cu 15,000 t Cu Cu: 16 Mt / a <1% 1300 millones de baterías 140 millones m illones de baterías de portátiles
x 3,8 g Co * 4800 t Co x 65 g Co * 8100 t Co
* Tipo Li-ion * Tipo Li-ion Co: 60,000 t / a 2. 3%
Recuentosdevolumen:contenidodeoroyotrosmetalesenteléfonosmóvilesycomputadorasen relaciónconlademandatotaldeestoselectrodomésticosylaproducciónmineramundial
retardantes (tableros, cubiertas y otras partes plásticas). Requiere procesos metalúrgicos especializados con tratamiento extensivo de gas para recuperar oro y una amplia gama de otros metales. Y dado que el "cuerpo de mineral" secundario está ampliamente distribuido en millones de hogares, empresas y consumidores individuales en todo el mundo, la logística para "excavar" y "transportar" los productos de desecho a la concentradora y más a la fundición son mucho más desafiantes que la cadena de suministro primaria.
Las tecnologías de recuperación de vanguardia hacen uso de operaciones de refinería de fundición integradas a gran escala (como la planta de Umicore en Hoboken / Amberes). Las placas de circuito, los teléfonos móviles y muchos otros materiales preimpresos que contienen materiales secundarios se tratan en una compleja hoja de metalúrgica. En el caso de Umicore, al final de esto, el oro puro y otros 16 metales se recuperan con altos rendimientos. Este documento examina la importancia del oro para la economía del reciclaje de chatarra electrónica en el contexto de la Directiva Europea WEEE (Residuos de equipos electrónicos y eléctricos) que tiene como objetivo proporcionar una economía de "ciclo cerrado", es decir, fomentar la reutilización / reciclaje
ambientalmente racional y para preservar los recursos naturales. Demuestra que el uso de oro en equipos electrónicos con un enfoque de "diseño para el reciclaje" es rentable. Se cubren los procesos de reciclaje en uso y la importancia de los pasos anteriores de recolección y preprocesamiento para lograr tasas de recuperación generales altas. También se presta atención a los déficits severos actuales en la cadena de reciclado, incluidas las exportaciones ilegales y dudosas de productos electrónicos al final de su vida útil y su tratamiento deficiente en las operaciones de reciclaje en el patio trasero en muchos países en desarrollo y en transición.
COMPOSICIÓN MATERIAL DE LOS EQUIPOS ELECTRÓNICOS
Como se señaló anteriormente, el equipo electrónico contiene una amplia variedad de materiales, algunos de los cuales son valiosos, algunos tóxicos o peligrosos, y otros son ambos. Estos incluyen los siguientes elementos:
• Metales preciosos: oro, plata, paladio y, en menor medida, platino y rutenio • Base y metales especiales: hierro, cobre, aluminio, níquel, zinc, estaño, cobalto, selenio, indio,
galio, etc. • Sustancias peligrosas: mercurio, berilio, plomo, cadmio, arsénico, antimonio, etc. • Halógenos: bromo, flúor, cloro • Otras sustancias: compuestos orgánicos tales como plásticos, fluidos, vidrio, cerámica, etc.
Si tal desecho se llena con tierra o no se trata de manera ambientalmente racional, entonces representa un alto riesgo de daño ambiental. Además, contiene recursos valiosos que se pueden recuperar y reutilizar, lo que reduce la necesidad de extraer nuevos metales. La composición de varios artículos electrónicos típicos se muestra en la Tabla 1, parte superior. Estas cifras son indicativas; el contenido real puede variar de manera significativa pero el orden de magnitud es correcto. Los plásticos y el acero tienden a dominar en términos de peso, pero en términos de valor, el oro y los otros metales preciosos dominan, como se muestra en la parte inferior de la tabla. Para las placas de PC, los teléfonos celulares y la calculadora, el oro y los otros metales preciosos representan más del 80% del valor, mientras que para las placas de TV y DVD, todavía contribuyen con alrededor del 50% del valor. El cobre también contribuye a continuación en las clasificaciones de valor.
Tabla1.Distribucióndevalorversuspesoparadispositivos/componenteselectrónicostípicos(a preciosdemarzode2010)
Por lo tanto, cualquier reducción importante de metales preciosos disminuye sustancialmente el valor neto recuperable de la chatarra electrónica y, por lo tanto, la motivación para reciclar la chatarra. El reciclaje de RAEE en la UE y cada vez más en otros lugares se ha convertido en un requisito legal. Hay que tener en cuenta que una cadena de reciclaje completa debe ser remunerada. Por un lado, los costos totales surgen para la recolección, el envío, el tratamiento previo y la refinación dentro de la cadena, que por naturaleza son difíciles de comprimir, así como para el manejo de fracciones de desechos que no se pueden recuperar. Por otro lado, como ingreso existe el valor intrínseco del metal recuperado y aquí, como se muestra arriba, especialmente el oro a menudo hace una contribución significativa. Con la excepción de ciertos productos como teléfonos móviles y computadoras, esto resulta en un costo neto para toda la cadena, pero sin embargo el reciclaje de sonido sigue siendo una necesidad social.
Además, la composición del material puede tener un impacto significativo en los requisitos de reciclaje - procesos técnicos y controles de emisión. Los valores variables entre los tipos de equipos también significan que la mezcla de chatarra muy heterogénea en las etapas de recolección / preprocesamiento puede influir negativamente en los retornos de reciclaje debido a la dilución y las limitaciones técnicas. También se debe tener en cuenta que la legislación afecta la composición del material y, por lo tanto, los requisitos de reciclaje. Por ejemplo, la prohibición del plomo (Directiva ROHS de la UE) implica un mayor uso de otros metales como el estaño, el cobre, el bismuto, el indio y la plata en las soldaduras. Además, nuevos productos como reproductores de MP3 y cámaras digitales, así como productos de nueva generación, p. el cambio del vidrio CRT al vidrio LCD puede traer nuevas composiciones de materiales que afecten a los requisitos de reciclaje. ORO EN ELECTRÓNICA: LA OFERTA POTENCIAL DEL MERCADO A PARTIR DEL RECICLAJE
Como se señaló anteriormente, alrededor de 300 t de oro se utilizan en la fabricación de productos electrónicos cada año (246 t en 2009, un descenso de 293 t en 2008 debido a los
efectos de la recesión económica mundial) [1]. Esto es alrededor del 12% de la producción minera anual total de oro. Por lo tanto, su recuperación eficiente de la chatarra electrónica representa una importante fuente de reciclaje potencial. Entonces, ¿cuál es la oferta potencial del mercado en oro y otros metales valiosos? Dos ejemplos son examinados aquí.
Teléfonos móviles: las ventas mundiales de teléfonos móviles en 2008 fueron cercanas a 1300 millones de unidades. Con un promedio de 24mg Au, 250mg Ag, 9mg Pd y 9g Cu, esto equivale a 31 toneladas Au, 325t Ag, 12t Pd y 12,000t Cu, Figura 1. Si incluimos las baterías (tipo Li ion) con 3.8g de cobalto cada una , esto agrega 4,600t de Co al suministro potencial. Hasta 2008, las ventas acumuladas de móviles sumaban 7.200 millones, figura 2; esto equivale a 170t Au, 1800t Ag y 70t Pd!
PC y laptops: alrededor de 300 millones de unidades se vendieron en 2008. En promedio, cada una contiene 220 mg de Au, 1,000 mg de Ag, 80 mg de Pd y 500 g de Cu. Las baterías de la computadora portátil (tipo de ion Li, 140m en total) agregan 65g adicionales de Co / batería. En total, esto suma 66t Au, 300t Ag, 24t Pd, 150,000t Cu y 9,100t Co.
Ventasglobalesanualesdeteléfonosmóviles;las ventasacumuladashacen7,2milmilloneshasta2008(basadoencifrasdeventasdeGartner)
efectodelCO2enlaproduccióndemetalesprimariosbasadoenlosdatosecoinvent2.0deEMPA/ ETH-Zürich
Estos suministros potenciales totales equivalen a una proporción significativa de la producción minera mundial: 4% para el oro, 3% para la plata, 16% para el paladio y <1% para Cu con un 23% para el cobalto. En términos del mercado de productos electrónicos más amplio, Figura 3, la oferta del mercado es potencialmente más sustancial, con una demanda europea que contribuye a alrededor del 25% de las ventas globales en promedio. Por lo tanto, la demanda de metales para EEE (equipos electrónicos y eléctricos) continúa creciendo y, por lo tanto, los posibles suministros de chatarra seguirán creciendo.
Ventasunitariasversustasasdecrecimiento2006deaplicacioneselectrónicasseleccionadas
En el contexto de los RAEE que proporcionan una mina "urbana" de oro, una mina de oro primaria típica producirá alrededor de 5g / tonelada de oro. En chatarra electrónica, esto se eleva a 200-250 g / t de placas de circuito de computadora, lo que la convierte en una fuente mucho más atractiva. Si tomamos en cuenta el alto impacto de CO2 de la producción de oro primario, Figura 4, debido a la baja concentración de mineral, las difíciles condiciones mineras y otros factores, el reciclaje de chatarra se vuelve más atractivo desde un punto de vista sostenible. El reciclaje de chatarra tiene un impacto de CO2 mucho menor para la producción de oro, si se utilizan tecnologías de punta. Claramente, la chatarra EEE no puede reemplazar toda la producción primaria de oro cuando seconsidera la demanda total; son sistemas complementarios en elimpulso para un uso más sostenible del oro. [2] OPORTUNIDADES EN EL RECICLAJE DE ORO: USO DE TECNOLOGÍAS DE PUNTA
Si bien todos deseamos que el reciclaje y la gestión de residuos sea simple y directo, la realidad es bastante diferente. Como se señaló anteriormente, la composición de la chatarra EEE es mucho más compleja que los minerales convencionales y esto hace que procesarla también recupere valores más complejos. Un teléfono móvil puede contener hasta 50 elementos, que están estrechamente relacionados en sus diversos componentes. La tendencia a ahorrar el uso del metal y la miniaturización de los componentes se ve compensada por el crecimiento absoluto en aplicaciones electrónicas y otras aplicaciones de "alta tecnología", así como la tendencia a fabricar dispositivos cada vez más inteligentes. Como los metales preciosos y especiales son decisivos para aumentar la funcionalidad, esto impulsa el uso de oro y otros "metales tecnológicos", por lo tanto, se espera que la demanda de oro en electrónica crezca aún más. Los metales valiosos y la mayoría
de los materiales peligrosos tienden a concentrarse en las placas de circuitos, por lo que el procesamiento eficiente y ambientalmente racional de las placas requiere una atención especial.
cadenadereciclajeparaelectrónicaalfinaldelavida
Para reciclar los RAEE, se requiere una cadena de reciclado bien organizada y dedicada, Figura 5, comenzando con una recolección e fi caz. En las etapas de desmantelamiento y preprocesado, las fracciones de material específico deben dirigirse al proceso final correcto. En la etapa de procesamiento final (recuperación de materiales), la recuperación de los metales físicos es decisiva para la generación de valor y para el control de tóxicos. Para un reciclaje exitoso, la optimización de la interfaz entre etapas, la especialización de tecnologías y las economías de escala son importantes. No existen procesos universales de reciclaje y ninguna empresa cubre todos los procesos. Por lo tanto, un flujo optimizado de RAEE a través de la cadena y una buena comunicación entre los diversos interesados es crucial, considerando toda la cadena y sus interdependencias. La recuperación metalúrgica eficiente de metales de baja concentración de productos complejos, tales como tarjetas de circuitos impresos o teléfonos móviles, necesita procesos de alta tecnología de "alta tecnología" dentro de una infraestructura apropiada y con acceso a la combinación correcta de materiales de alimentación (incluidos productos no electrónicos). chatarra). Tales condiciones de marco favoritas no están disponibles en muchos países en el mundo, ni es económicamente razonable replicar tales plantas de alta inversión en demasiados lugares. En cambio, las partes interesadas dentro de la cadena de reciclaje pueden beneficiarse de una división internacional del trabajo, ya que también es una práctica diaria en la fabricación de productos complejos. Debe entenderse que el reciclaje de tales productos no es solo un proceso simple, sino que el paso final de recuperación de metales juega en la misma liga que su fabricación. Cuando las fracciones que contienen metales preciosos ingresan a plantas metalúrgicas de última generación, se puede lograr una recuperación muy eficiente de los valores de o ro y otros metales. La instalación integrada de refinería de fundición en Umicore, Hoboken / Amberes es un ejemplo de lo que se requiere, Figura 6. Esto puede tratar hasta 350,000t p.a. de materiales secundarios con metales preciosos de todo tipo. Además de fracciones electrónicas, catalizadores automotrices gastados, catalizadores de proceso utilizados en la refinación de petróleo y la
química, se tratan muchos otros materiales que contienen metales preciosos, así como corrientes secundarias de fundiciones de metales no ferrosos. La recuperación de oro y otros metales preciosos en 2007 ascendió a US $ 2.600 millones, y otros 10 metales contribuyeron en mayor medida. $ 0.4 bn. La producción fue de aproximadamente 30 t Au, 37 t de metales del grupo del platino, 1.000 t Ag más 68.500 t de los otros 10 metales. El rendimiento de oro es cercano al 100%. Además, los metales recuperados representan un potencial de ahorro de CO2 de 1 millón de toneladas en comparación con la producción de metales primarios (que habría tenido un im pacto de 1,3 millones de toneladas). El ahorro representa alrededor del 80% del impacto del CO2. La ubicación de esta instalación existe desde finales del siglo XIX, pero en los últimos 20 años la instalación de la planta y la tecnología de proceso se transfirieron por completo de una antigua fundición tradicional de concentrados mineros a una refinería de fundición especializada de materiales secundarios que contienen metales preciosos. Se han invertido más de 400 millones en los últimos 12 años; una réplica de campo verde de la planta representaría una inversión total de más de 1 billón [3].
VistaaéreayhojadeprocesosimplificadadelarefineríadefundiciónintegradadeUmicoreen Hoboken/Amberes,Bélgica
LOS DESAFÍOS Y DÉFICITS EN EL RECICLAJE DE METALES PRECIOSOS DE RAEE
Como debería ser obvio en la Figura 5, las tasas de recuperación general del oro y otros metales preciosos dependen de la efectividad de cada etapa individual involucrada. Los muy altos rendimientos de metales preciosos que se alcanzan en las operaciones metalúrgicas de recuperación de metales son bastante insignificantes si, por ejemplo, solo el 50% de los RAEE se recolecta adecuadamente o si ocurren grandes pérdidas de fracciones que contienen oro durante el desmantelamiento y -tratamiento. En la práctica, debido a tales ineficiencias principalmente en los pasos iniciales de la cadena de reciclado, hoy se realiza menos del 20% del potencial de reciclado de oro de los RAEE europeos. La parte más débil de la cadena es la etapa de recolección. Todavía hay un largo camino por recorrer en Europa y en muchos otros países para organizar una recolección eficiente de RAEE. Los gobiernos deben tomar esto en serio y facilitar mejores sistemas de recolección.
Además, a menudo también se producen pérdidas previas al procesamiento (y evitables). Tal como se muestra en la Figura 7, el procesamiento previo divide los dispositivos en fracciones de material principal y los canaliza a los procesos adecuados de procesamiento final / recuperación de material. Si, por ejemplo, las placas de circuitos de la computadora no se retiran en una etapa temprana, se suministrarán directamente a los procesos de recuperación metalúrgica apropiados. - la liberación incompleta de metales y la formación de polvo en el proceso de trituración provocan la separación simultánea involuntaria de metales preciosos en las fracciones de salida de clasificación, de donde no pueden recuperarse nunca más. Por ejemplo, el oro se perdería si se dirige a una fundición Al o Fe, o si termina en un proceso de recuperación de plásticos o vidrio [4].
Sin embargo, el mayor factor de pérdida actualmente es que gran parte de los RAEE se exportan a países en desarrollo de Asia y África para su tratamiento o incluso para su descarte después de que se hayan eliminado algunos pocos dispositivos y componentes reutilizables. La mayoría de estas exportaciones son ilegales o al menos dudosas. Por lo general, los RAEE se declaran como bienes de segunda mano reutilizables para eludir las restricciones del Convenio de Basilea sobre envíos transfronterizos de desechos. En realidad, los contenedores salientes están llenos en gran medida de desechos no reutilizables. Con diez miles de contenedores que salen de los puertos europeos todos los días, los controles son un desafío y la aplicación de la legislación hasta ahora es débil [5].
Si el reciclaje tiene lugar en el país importador de RAEE como China e India, por lo general es un reciclado "de poca tecnología" con repercusiones dramáticas en el medio ambiente y la salud, particularmente en los trabajadores empleados y las comunidades locales [6-8]. Aunque a m enudo la recolección y el desmantelamiento de productos funcionan de manera bastante eficiente, el punto débil es el refinamiento de componentes complejos como baterías, tarjetas de circuitos o teléfonos móviles, y el manejo de fracciones peligrosas. Los dispositivos y sus partes se queman bajo un cielo abierto para concentrar metales, los metales se lixivian con cianuro o ácidos fuertes sin métodos de protección o tratamiento efluente, y las fracciones de desechos simplemente se descartan en el paisaje. Los impactos ambientales severos de esto ocurren en 3 niveles: (a) desde el producto mismo cuando se llena la tierra, por ejemplo, la liberación de plomo y mercurio, (b) debido a procesos deficientes, p. la formación de dioxinas durante la incineración de plásticos halogenados o la fundición sin tratamiento adecuado de gases residuales y (c) los reactivos utilizados en el procesamiento, los efectos de lixiviación, los NOx de la lixiviación y el mercurio de la amalgamación para recuperar oro y plata [9]. Además, tales procesos son altamente ineficientes con respecto a la recuperación de metales. Se centran solo en unos pocos metales valiosos ('cherry-picking'), pero incluso en oro - siendo el blanco objetivo claro - los rendimientos de procesamiento son inferiores al 25%. Los rendimientos de otros metales preciosos son incluso más bajos y los metales especiales se pierden por completo [10]. Un informe reciente del PNUMA ofrece una visión general completa de la situación en los países en desarrollo [11]. Para mejorar esto tanto desde un entorno y un aspecto de recuperación de recursos, el "mejor enfoque de dos mundos", como se describe, p. en [12],
ofrece una solución prometedora. La idea es combinar la r ecolección y el desmantelamiento eficientes en países en desarrollo / en transición con procesos de refinación metalúrgica de alta tecnología de fracciones críticas en países industrializados, como se presentó anteriormente. Los ingresos netos resultantes se devuelven a las compañías / asociaciones que enviaron las fracciones críticas. Tal enfoque sigue la misma lógica en el reciclado de productos complejos como se usa en su fabricación haciendo uso de la especialización, las economías de escala y una división internacional del trabajo. Dado que las fracciones críticas solo constituyen una pequeña porción de RAEE (<10% en promedio), esto solo conduciría a envíos de poco volumen a plantas de refinación de última generación, mientras que la mayor parte de RAEE-fracciones que necesitan los procesos menos sofisticados aún podrían tratarse localmente, generando empleos e ingresos allí.
DebeevitarselafuncióndecanalizacióndelpreprocesamientodeWEEE-laseparaciónconjuntade oroenprocesosderefinamientodeextremosincorrectos[4]
La estructura de "lazo abierto" típica para productos de consumo
Sin embargo, es necesario señalar que tales conceptos son razonables solo para los volúmenes en aumento significativo de RAEE domésticos en países en desarrollo o en transición. No debe dirigirse a RAEE generados en Europa u otras regiones industrializadas, ya que esto implicaría volúmenes de envío mucho más grandes (dispositivos completos) que difícilmente pueden controlarse adecuadamente en los países importadores. En este contexto, una visión crítica
también se necesita en algunas nuevas instalaciones de refinación que aparecen en la industria ("plantas de lixiviación limpias") que han entrado en funcionamiento principalmente en China y la India. La información confiable sobre los procesos utilizados, la eficiencia operativa y ambiental o el destino de las fracciones de salida es escasa. Lo que realmente está sucediendo allí permanece bastante opaco y, al menos para una reorientación sana y eficiente de placas de circuitos o teléfonos móviles, existen limitaciones tecnológicas. Por lo tanto, los envíos desde Europa a tales plantas no deberían tener lugar a menos que la operación haya sido debidamente certificada por un experto independiente (¡técnico!) organismo con conocimientos sobre la base de los mismos estándares que se requieren para las operaciones de refinación europeas.
En resumen, tal exportación dudosa o ilegal de RAEE europeos agota la 'mina urbana', los valiosos recursos de materias primas se desperdician descuidadamente y se causan daños considerables al medio ambiente. Este último incluso puede recurrir a los consumidores europeos, ya que una contaminación local de suelo, ríos y lagos en Asia puede encontrar su camino en la cadena
alimentaria y, por lo tanto, en productos importados también por Europa. Desafortunadamente, en una economía global, ¡los problemas locales se globalizan!
El principal desafío a superar es la estructura de "ciclo abierto" de los ciclos de materiales para la mayoría de los consumidores bienes como se muestra esquemáticamente en la Figura 8. Esto conduce a pérdidas significativas por varias razones:
• Existe una baja conciencia acerca de los recursos valiosos contenidos dentro de los RAEE o de un
controlador económico faltante para recuperarlos, debido al bajo valor intrínseco del metal para un solo dispositivo. • Los productos de consumo a menudo cambia n de propietario durante su ciclo de vida y, con
cada cambio, la conexión entre el fabricante y el propietario se debilita. Esto se ve agravado por el hecho de que el cambio de propietario a menudo significa un cambio de ubicación y que los bienes de consumo altamente móviles se extienden por todo el mundo. Los flujos de materiales no están claros y, en la mayoría de los casos, solo están disponibles las estimaciones sobre direcciones reales y cantidades de flujos. • Los productos que han alcanzado su fin de vida (EoL) tienden a dejarse (hibernar) en cajones,
sótanos, etc., en lugar de entregarse para su reciclaje. • En el caso donde los productos de EoL terminan en los países en desarrollo, usualmente falta
una infraestructura apropiada de reciclaje. Esto crea problemas, incluso en el caso de exportaciones legítimas de productos reutilizables, como computadoras que funcionan dadas como donaciones, p. a las escuelas africanas. • Por lo general, no queda conexión entre el propietario final y el fabricante orig inal del producto.
La implementación de la "responsabilidad del productor" es, por lo t anto, difícil de realizar. Se requieren nuevos modelos comerciales, como el arrendamiento, el pago de depósitos, etc., para transferir las estructuras abiertas a sistemas de circuito cerrado [13]. Un buen ejemplo de este problema es el teléfono móvil. Las ventas globales han aumentado de 400 millones de unidades en 2001 a 1300 millones de unidades en 2008 y 2009. A pesar de los esfuerzos realizados, el reciclaje aún falla en gran m edida. Tomando el año 2009, el potencial de reciclaje es de alrededor de 800m unidades, que a 100g por unidad equivale a 80,000t p.a. De este enorme potencial, solo alrededor de 2000 t se reciclan realmente en instalaciones de última generación. De las pocas unidades que se recogen profesionalmente [14], la mayoría serán reutilizadas por otros usuarios, pero algunas no son adecuadas (por lo general, del 25 al 35%) para su reutilización y se envían directamente al experto de buena fe para su recuperación. La mayor parte de la reutilización finalmente tiene lugar en los países en desarrollo, donde se descartan al final de su ciclo de vida o, a veces, se dirigen a los refinadores locales con los problemas inherentes discutidos anteriormente. La mayor parte de los móviles, sin embargo, no se recoge y se "almacena" en los cajones (con un potencial de reciclaje posterior) o se desecha en la basura doméstica, lo que representa una pérdida irrecuperable.
DISEÑO PARA RECICLAJE
El objetivo principal de lo anterior se ha centrado en el reciclado de RAEE con un enfoque eficaz, eficiente y respetuoso con el medio ambiente y los beneficios de recuperar valores valiosos y de otros metales. Esto es esencialmente un enfoque sostenible "verde". Hemos notado que el oro es más efectivo que la minería primaria y con un menor costo ambiental (por ejemplo, un impacto de CO2 mucho menor y menos daño ambiental). Entonces, solo sobre esa base, tiene sus méritos. Sin duda, es económicamente rentable recuperar oro y otros valores de metal porque el valor recuperado supera el costo de refinación de RAEE una vez que los dispositivos se han recogido y preprocesado. ¡Es económico hacerlo si emprendemos razonablemente los esfuerzos para desviar los RAEE de nuestros vertederos para evitar el daño ambiental! Además, la presencia de oro como la sustancia más valiosa en la electrónica (aunque es de baja concentración) es un habilitador para la co-recuperación de muchos otros metales si se utilizan procesos metalúrgicos modernos. Por lo tanto, el oro como el "metal de pago" desencadena la recuperación de, por ejemplo, metales especiales potencialmente escasos, que de otro modo no serían económicos. Con los precios de los metales preciosos a un nivel alto, el oro actualmente ronda los $ 39 / g (mayo de 2010) - un cierto umbral de contenido de metales preciosos del equipo original es importante para que el reciclaje siga siendo económicamente rentable. Dicho esto, es comprensible en un mercado competitivo que los fabricantes de equipos originales (OEM) y sus proveedores miran constantemente la reducción de costos, a través de la miniaturización y la producción de metales costosos. Por ejemplo, existe interés en reemplazar el alambre de or o por el cobre, aunque esto no está exento de dificultades técnicas y puede reducir el rendimiento técnico. Sin embargo, es miope para ver los costos puramente en términos del costo inicial de producción del equipo. Los fabricantes de equipos originales deben considerar los costos de por vida que abarcan la situación de la Edificación y el costo de su eliminación. Cuando se toma esto en consideración, resulta más atractivo desde el punto de vista económico incluir materiales que tienen un beneficio positivo en el costo de reciclaje, así como la superioridad técnica en la aplicación. Este es un enfoque de 'diseño para el reciclaje' que, tal vez, los OEM deben considerar más seriamente. Esto fue confirmado por una encuesta reciente realizada por World Gold Council y SEMI en la que el 50% de las empresas de diseño de chips no sabían que el oro recuperado de la electrónica de desecho era una proporción sustancial del valor derivado del material electrónico de desecho [15]. La alternativa es que los costos de reciclaje de RAEE se recopilen por otros medios, p. mediante impuestos adicionales a los compradores.
La Directiva Europea sobre RAEE tiene como objetivo colocar la responsabilidad financiera para el reciclado de RAEE en los fabricantes de equipos originales. Como se discutió anteriormente, esto puede requerir nuevos modelos comerciales.
Ciertamente hay más reglas de "Diseño para el Reciclaje" que deben ser consideradas. Importante es el enfoque de "Diseño para el Desmontaje", que facilita que los componentes críticos como las placas de circuitos o las baterías recargables puedan eliminarse fácilmente (manualmente o
mecánicamente) y canalizarse a los procesos de recuperación más apropiados sin causar pérdidas de materiales valiosos. La eliminación de sustancias peligrosas como el mercurio de los productos es otra medida de diseño importante, pero se debe asegurar que, a través de un diálogo temprano con los recicladores, se tengan debidamente en cuenta los impactos de los sustitutos potenciales en los procesos de reciclaje. Finalmente, se debe evitar cualquier uso disipativo de metales preciosos en aplicaciones masivas.
OBSERVACIONES FINALES
Este documento ha examinado el reciclaje de equipos electrónicos y de electricidad de desecho (RAEE) y los beneficios, tanto económicos como ambientales, de recuperar oro y valores de metales preciosos.
La demanda de oro para la electrónica es de 300t p.a. y creciendo; hay un fuerte crecimiento del sector esperado.
Los productos electrónicos al final de su vida son potencialmente una fuente sustancial (una 'mina urbana') de oro y otros metales valiosos que pueden reducir nuestra dependencia de la minería primaria. El reciclaje de RAEE es un enfoque más sostenible y "verde" para obtener tales materiales.
Los equipos electrónicos son productos complejos que necesitan sistemas de reciclaje integrados y sofisticados. Los enfoques simplistas no son posibles o ambientalmente viables.
Existe una necesidad urgente de cerrar el círculo en términos de reciclaje y esto debe hacerse a nivel mundial. Un enfoque holístico del ciclo de vida, la cadena de reciclaje y la ubicación es esencial en los distintos niveles: sistema, producto, proceso. Todos los factores - tecnológicos, sociales, legislativos y económicos deben ser considerados [16].
Este enfoque presenta una serie de requisitos que se pueden ver como oportunidades:
- La divulgación a los países en desarrollo es necesaria con la transferencia de conocimientos y nuevos enfoques o modelos de negocio orientados a la solución. - Diseño para la sostenibilidad sin pérdida del rendimiento del producto. - Los sistemas de recolección mejorados de bienes de consumo son críticos.
- Optimización a lo largo de toda la cadena de producción y reciclaje con nuevas mejoras en el uso de la energía y el desempeño ambiental en el área de reciclaje. - Estimulación de las mejores tecnologías disponibles y un enfoque interdisciplinario.
La tecnología y la capacidad están disponibles para recuperar e fi cazmente el oro y otros metales preciosos de materiales complejos como los RAEE. El valor del oro presente en los productos al final de su vida útil estimula el reciclaje y permite la recuperación de muchos metales adicionales.
A pesar de la legislación, hay grandes pérdidas de oro en Europa debido a las exportaciones de RAEE a países extranjeros. Si el reciclaje se lleva a cabo allí es muy ineficiente (rendimientos de oro <25%) con una alta carga ambiental. Se estima que actualmente solo se recupera alrededor del 20% del oro de las fuentes europeas de RAEE, mientras que el 80% de nuestra "mina urbana" todavía se desperdicia.
Se estima que la recuperación total de oro de RAEE ("e-scrap") a escala global actualmente es de solo 30-50 t.a. Esto podría aumentar significativamente si los sistemas de recolección y tratamiento mejoraran en todo el mundo. Prácticamente no existe un uso disipativo del oro en la electrónica y con la tecnología apropiada se pueden lograr t asas de recuperación de oro cercanas al 100%. Por lo tanto, en un "mundo ideal", la posible recuperación de oro de RAEE podría acercarse un día a las 300 t p.a. que actualmente están en el mercado.
Todo el oro y otros metales recuperados del reciclaje del producto (RAEE, catalizadores, etc.) que se utilizan en la fabricación posterior del producto representan oro "verde" (metales) con una carga de CO2 relativamente baja y un origen completamente transparente. Los fabricantes que establecen modelos comerciales adecuados y cooperan con recicladores ambientalmente racionales como Umicore para garantizar su acceso a los metales secundarios pueden dar un paso significativo hacia la "obtención ética" de sus materias primas, un requisito que está a la luz del debate sobre "Metales de conflicto" se vuelven cada vez más importantes en la actualidad. EXPRESIONES DE GRATITUD
Los autores agradecen a Umicore Precious Metals Refining por su apoyo y permiso para publicar este documento ya los organizadores de GOLD 2009 en Heidelberg por el permiso para adaptar la conferencia plenaria para su publicación en este número especial del Gold Bulletin.
Nota del editor: los autores reconocen que los lectores pueden tener puntos de vista diferentes de los expresados por ellos mismos sobre este tema importante y desean un debate sobre los temas. Las cartas deben dirigirse al editor (
[email protected])
SOBRE LOS AUTORES
Christian Hagelüken encabeza el departamento de desarrollo de negocios e investigación de mercado en la unidad de negocios de refinación de metales preciosos de Umicore. Anteriormente, ocupó varios puestos gerenciales en el departamento de metales preciosos de Degussa AG, lo que le permitió obtener más de 20 años de experiencia en metales (preciosos). reciclaje. Posee títulos universitarios en ingeniería minera e ingeniería industrial de RWTH Aachen, Alemania, donde también recibió su Ph.D. en 1991. Publicó libros sobre "Flujo de Materiales de Platinum Group Metals" y sobre "Automotive Catalysts" y ha realizado numerosas contribuciones a libros profesionales, revistas y conferencias sobre temas relacionados con el reciclaje y la gestión sostenible de los recursos. Christian representa a Umicore en asociaciones relacionadas, grupos de trabajo y universidad co-operaciones. Él es, entre otros, un colaborador de la Panel de recursos PNUMA-OCDE, y a la Iniciativa de materias primas de la Comisión Europea.
Christopher Corti es Director General de su consultoría, Tecnología COReGOLD, y anteriormente fue Director General de Tecnología Internacional en el World Gold Council. Fue editor del Gold Bulletin 1996-2009 y presidente de las conferencias Gold celebradas en Vancouver (2003), Limerick (2006) y Heidelberg (2009). Obtuvo su doctorado en metalurgia en la Universidad de Surrey y tuvo una carrera en investigación y su explotación en Johnson Matthey plc, el Departamento de Comercio e Industria, Brown Boveri et Cie, Suiza y el CEGB en el Reino Unido. Es miembro del Instituto de Materiales, Minerales y Minería y un ingeniero colegiado. Ha publicado ampliamente sobre la ciencia, la tecnología y las aplicaciones del oro. REFERENCIAS
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