Materiile prime critice sunt deosebit de importante pentru realizarea produselor de înaltă tehnologie și a inovațiilor tehnologice, fiind astfel direct proporționale cu progresul și calitatea vieții. Antimoniul, beriliul, cobaltul, germaniul, indiul, wolframul și metalele din grupa platinei (PGM) sunt doar câteva din aceste materii prime care pot și trebuie să fie extrase din deșeurile electrice și electronice.• Diana Trifu
Materiile prime critice sunt indispensabile pentru panourile solare, turbinele eoliene sau vehiculele electrice și prin urmare valoroase pentru combaterea schimbărilor climatice și protecția mediului. De exemplu, producția de echipamente bazate pe tehnologii cu emisii scăzute de carbon – necesare pentru ca Uniunea Europeană să-și atingă obiectivele climatice și energetice – va duce la creșterea cererii pentru anumite materii prime până în 2030.
Comisia Europeană a realizat o listă de 30 materii prime critice, printre care beriliu, cobalt, galiu, indiu, litiu, bauxită și vanadiu. Elementele au fost astfel clasificate fie ca urmare a absenței lor din spaţiul comunitar, fie din cauza factorilor economici și societali care le afectează negativ explorarea (descoperirea și analizarea zăcămintelor, estimarea resurselor și rezervelor) sau extracția (închiderea minelor existente, reticența de a deschide noi exploatări). Deși aceste materii critice au potențial ridicat de reciclare, rata lor de recuperare rămâne în general scăzută.
La nivelul Uniunii Europene se dorește diversificarea importurilor esențiale de materii prime critice, în timp ce se explorează aprovizionarea și reutilizarea internă. Se preconizează că din martie 2023 Uniunea Europeană va avea o lege prin care să-și consolideze capacitățile de monitorizare și să își întărească atât lanțul valoric – prin identificarea resurselor minerale și a proiectelor de materii prime de interes strategic și îmbunătățirea reutilizării și reciclării prin ecodesign – cât și a politicilor sale externe referitoare la acest tip de materii prime.
Materiile prime critice din echipamentele IT
Sectorul echipamentelor electrice și electronice (EEE) depinde de o varietate de materii prime critice: antimoniu, beriliu, cobalt, germaniu, indiu, metale din grupa platinei (PGM) și wolfram, printre altele. Producția echipamentelor electrice și electronice este cea mai mare utilizatoare de galiu (95%), germaniu (87%) și indiu (81%).
Spre exemplu, galiul este utilizat pe scară largă în circuitele integrate și diodele emițătoare de lumină (leduri). Alte aplicații importante ale acestui element chimic asociate cu sectorul EEE includ magneți, afișaje pentru ecrane plate și fibre optice.
Ecranele LCD devenite deșeuri conțin între 100 și 400 grame pe tonă indiu, care dacă este reciclat poate furniza o cantitate mai mare de materie primă decât sursele primare, deoarece conținutul de indiu din minereurile de zinc variază între 1 și 100 grame pe tonă.
Reciclarea materiilor prime critice
Marea majoritate a proceselor industriale de recuperare a metalelor din deșeurile de echipamente electrice și electronice (DEEE) utilizează procedee fizice de pretratare și pirometalurgice și într-o măsură mai mică procese hidrometalurgice.
Dacă în timpul reciclării separarea materialelor se realizează cu procese automatizate ca acelea care mărunțesc componente întregi și separă fracțiile în vrac bazându-se pe diferențele de proprietăți fizice, atunci materiile critice sub formă de particule mici vor fi pierdute definitiv prin separarea în amestec cu alte fracții. În acest sens, etapa de preprocesare este crucială pentru a determina dacă materiile critice din echipamentele IT vor ajunge la reutilizare/recuperare.
Ratele de recuperare a materiilor critice sunt în general scăzute: galiul și indiul prezintă rate totale de reciclare de mai puțin de 1%, în timp ce vanadiul, tungstenul, antimoniul și cobaltul au rate mai ridicate, ultimul ajungând la peste 50%.
Important de menționat este și faptul că utilizarea energiei electrice (cu degajările asociate de CO2 și alte emisii în aer) și consumul de apă sunt de obicei mult mai scăzute la materiile critice secundare, provenite din reciclare, decât la cele primare.
Principalele bariere în calea recuperării acestui tip de materii sunt: designul inadecvat al echipamentelor, procesele de extragere și recuperare costisitoare și nepotrivite pentru amestecul complex de materiale, lipsa infrastructurii de recuperare și concentrarea reciclatorilor pe materialele cu valoare mai mare în detrimentul materiilor critice cu valoare mai mică.
În contextul progresului tehnologic și al cererii tot mai mari de materii critice este important să ne gândim în primul rând la repararea și reutilizarea echipamentelor IT și abia apoi la reciclarea lor.
Îmbunătățirea proceselor de valorificare a materiilor prime critice din DEEE este o prioritate strategică pentru diminuarea riscurilor de aprovizionare. Creșterea cantităților de DEEE-uri colectate este primordială, alături de dezvoltarea unor noi procese de recuperare care să asigure fluxuri de materiale adecvate pentru o reciclare eficientă. Introducerea materiilor critice în economia circulară ar maximiza productivitatea lor economică, reducând cererea globală.
Bibliografie:
Report on Critical Raw Materials and the Circular Economy – weee4- future.eitrawmaterials.eu/wp-content/uploads/2020/09/09_report-of-CRM-and-CE.pdf.
Valorization of waste LCD and recovery of critical raw material for circular economy: A review – www.academia.edu/87049922/Valorization_of_waste_LCD_and_recovery_of_critical_raw_material_for_circular_economy_A_review.
Electronic waste as a secondary source of critical metals: Management and recovery technologies – www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0921344917302100.
Recycling critical raw materials from waste electronic equipment – www.oeko.de/oekodoc/1375/2012-010-en.pdf.
