BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ THỦY

NGHIÊN CỨU THU HỒI VÀNG TỪ DUNG DỊCH HÒA TÁCH
VÀNG TRONG BẢN MẠCH ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG THẢI
BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRAO ĐỔI ION

CHUYÊN NGÀNH QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS. TS. HUỲNH TRUNG HẢI

HÀ NỘI - 2012


Nghiên cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di
động thải bằng phương pháp trao đổi ion – Nguyễn Thị Thủy – 10BQLMT-KH

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................iii
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ iv
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ...................................................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ................................................................ vii
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI ĐIỆN TỬ VÀ CÁC PHƢƠNG

PHÁP THU HỒI VÀNG TỪ BẢN MẠCH ĐIỆN TỬ............................................. 3
1.1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI ĐIỆN TỬ .................................................. 3
I.1.1. Hiện trạng phát sinh chất thải điện tử ...................................................... 4
I.1.2. Thành phần chất thải điện tử ................................................................... 7
I.1.3. Tái chế chất thải điện tử ........................................................................ 13
I.2. CÁC PHƢƠNG PHÁP THU HỒI VÀNG TỪ BẢN MẠCH ĐIỆN TỬ ...... 16
I.2.1. Phƣơng pháp hỏa luyện........................................................................ 16
I.2.2. Phƣơng pháp thủy luyện ....................................................................... 17
I.2.2.1. Hòa tách vàng ................................................................................ 17
I.2.2.2. Thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách ............................................... 19
I.3. VẬT LIỆU TRAO ĐỔI ION VÀ CÁC ĐẶC TRƢNG CƠ BẢN ................ 21
I.3.1. Các loại nhựa trao đổi ion ..................................................................... 21
I.3.2. Một số đặc trƣng của nhựa trao đổi ion ................................................. 22
CHƢƠNG II. THỰC NGHIỆM THU HỒI VÀNG TỪ DUNG DỊCH HÒA TÁCH
VÀNG ................................................................................................................... 23
II.1. HĨA CHẤT THÍ NGHIỆM ....................................................................... 23
II.2. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM ........................................................................... 23
II.3. NHỰA TRAO ĐỔI ION ............................................................................ 24
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
i


Nghiên cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di
động thải bằng phương pháp trao đổi ion – Nguyễn Thị Thủy – 10BQLMT-KH
II.4. DUNG DỊCH THÍ NGHIỆM ..................................................................... 25
II.5. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................................................. 26
II.5.1. Quy trình chuẩn bị nhựa trao đổi ion ................................................... 26
II.5.2. Nghiên cứu quá trình trao đổi anion vàng gián đoạn theo mẻ ............... 27
II.5.2.1. Khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ R:L ................................................. 27
II.5.2.2. Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian tiếp xúc.................................... 28

II.5.2.3. Khảo sát ảnh hƣởng của pH dung dịch hòa tách............................ 28
II.5.2.4. Đẳng nhiệt trao đổi ion ................................................................. 28
II.5.2.5. Khảo sát hóa chất và nồng độ hóa chất để hồn ngun ................ 29
II.5.3. Nghiên cứu quá trình trao đổi anion vàng liên tục trên cột ................... 29
II.5.3.1. Ảnh hƣởng tốc độ dòng chảy đến khả năng trao đổi ion ................ 30
II.5.3.2. Hoàn nguyên ................................................................................ 30
CHƢƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................ 31
III.1. THỰC NGHIỆM GIÁN ĐOẠN THEO MẺ ............................................. 31
III.1.1. Ảnh hƣởng của tỷ lệ R:L .................................................................... 31
III.1.2. Ảnh hƣởng của thời gian tiếp xúc ....................................................... 33
III.1.3. Ảnh hƣởng của pH dung dịch hòa tách ............................................... 35
III.1.4. Đƣờng đẳng nhiệt trao đổi .................................................................. 38
III.1.6. Hóa chất và nồng độ hóa chất hồn ngun ........................................ 41
III.2. THỰC NGHIỆM LIÊN TỤC TRÊN CỘT ................................................ 43
III.2.1. Ảnh hƣởng tốc độ dòng chảy đến khả năng trao đổi ion ..................... 43
III.2.2. Hoàn nguyên ...................................................................................... 44
III.2.3. Khảo sát khả năng tái sinh nhựa ......................................................... 45
KẾT LUẬN ........................................................................................................... 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 48
PHỤ LỤC.............................................................................................................. 51

Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
ii


Nghiên cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di
động thải bằng phương pháp trao đổi ion – Nguyễn Thị Thủy – 10BQLMT-KH

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sĩ khoa học: “Nghiên cứu thu hồi vàng

từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di động thải bằng phƣơng
pháp trao đổi ion” là do tôi thực hiện với sự hƣớng dẫn của PGS. TS Huỳnh Trung
Hải. Đây không phải là bản sao chép của bất kỳ một cá nhân, tổ chức nào. Các số
liệu, nguồn thông tin trong luận văn là do tôi thu thập, đánh giá, làm thực nghiệm và
tham khảo một số tài liệu của các tác giả trong và ngồi nƣớc.
Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về những nội dung mà tơi đã trình bày
trong luận văn này.

Hà Nội, ngày 22 tháng 10 năm 2012
HỌC VIÊN

Nguyễn Thị Thủy

Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
iii


Nghiên cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di
động thải bằng phương pháp trao đổi ion – Nguyễn Thị Thủy – 10BQLMT-KH

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tơi xin đƣợc bày tỏ lịng biết ơn chân thành và sâu sắc đến
PGS. TS Huỳnh Trung Hải, ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn tôi thực hiện luận văn,
ngƣời luôn quan tâm, động viên, giúp đỡ tôi trong suốt q trình làm luận văn.
Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tồn thể các thầy cơ giáo của Viện Khoa
học và Công nghệ Môi trƣờng, trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội đã trang bị cho
tôi những kiến thức bổ ích, thiết thực cũng nhƣ sự nhiệt tình, ân cần dạy bảo trong
những năm vừa qua.
Tơi xin chân thành cảm ơn Viện đào tạo Sau đại học đã tạo điều kiện thuận lợi
cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hồn thành luận văn.

Tơi cũng xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô trong phịng Thí nghiệm của Viện
Khoa học và Cơng nghệ Mơi trƣờng, đặc biệt NCS. Hà Vĩnh Hƣng đã tạo điều kiện
thuận lợi và giúp đỡ tơi trong suốt q trình làm thực nghiệm cho luận văn.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã động viên, giúp đỡ tơi
trong q trình học tập và làm luận văn.

Hà Nội, ngày 22 tháng 10 năm 2012
HỌC VIÊN

Nguyễn Thị Thủy

Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
iv


Nghiên cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di
động thải bằng phương pháp trao đổi ion – Nguyễn Thị Thủy – 10BQLMT-KH

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AAS (Atomic Absorption Spectroscopy)

Quang phổ hấp thụ nguyên tử

BV (Bed Volume)

Thể tích nhựa ƣớt trong cột

CRT (Cathode Ray Tube)

Ống phóng tia điện tử


DVB

Divinyl benzene

ĐTDĐ

Điện thoại di động

EEE (electrical and electronic equipment)

Thiết bị điện và điện tử

EPA (Environmental Protection Agency)

Cơ quan bảo vệ môi trƣờng Mỹ

EU (European Union)

Liên minh châu Âu

LCD (liquid crystal display)

Màn hình tinh thể lỏng

PC (Personal Computer)

Máy tính cá nhân

PCBs (Printed circuit boards)


Bản mạch in

R:L

Tỷ lệ rắn:lỏng

TB

Trung bình

TV (Televisions)

Ti vi

TĐ

Trao đổi

UNEP

Chƣơng trình mơi trƣờng Liên

(United Nations Environment Programme)

hợp quốc

US EPA

Cục bảo vệ môi trƣờng Mỹ


(United State Environmental Protection Agency)
WEEE

Thiết bị điện - điện tử thải

(Waste electrical and electronic equipment)

Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
v


Nghiên cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di
động thải bằng phương pháp trao đổi ion – Nguyễn Thị Thủy – 10BQLMT-KH

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng I.1. Số lƣợng thải bỏ của năm loại thiết bị điện và điện tử gia dụng chính ở
Trung Quốc từ năm 2001-2012 ................................................................................ 5
Bảng I.2. Lƣợng thiết bị điện và điện tử gia dụng thải ở Việt Nam từ năm 20012006 ........................................................................................................................ 6
Bảng I.3. Khối lƣợng trung bình và thành phần chất thải điện tử của các thiết bị
thông dụng .............................................................................................................. 8
Bảng I.4. Các chất nguy hại có thể có trong chất thải điện tử ................................... 9
Bảng I.5. Tỷ lệ của các kim loại quý và kim loại có giá trị trong các mẫu chất thải
điện tử khác nhau .................................................................................................. 10
Bảng I.6. Các thành phần vật liệu trung bình của bản mạch in .............................. 11
Bảng I.7. Tỷ lệ của kim loại quý và kim loại có giá trị trong bản mạch in thải ...... 12
Bảng I.8. Giá trị của các kim loại quý trong bản mạch in thải ................................ 12
Bảng I.9. Bảy lợi ích khi sử dụng sắt và thép phế liệu để sản xuất thép mới........... 15
Bảng I.10. Sử dụng vật liệu tái chế tiết kiệm năng lƣợng hơn so với sử dụng vật liệu
là quặng sắt và than ............................................................................................... 16

Bảng I.11. Ƣu và nhƣợc điểm của các phƣơng pháp thu hồi vàng từ dung dịch hịa
tách vàng ............................................................................................................... 20
Bảng II.1. Hóa chất đƣợc sử dụng trong nghiên cứu .............................................. 23
Bảng II.2. Các thiết bị đƣợc sử dụng trong nghiên cứu .......................................... 24
Bảng II.3. Đặc trƣng chính của các loại nhựa sử dụng trong nghiên cứu ................ 25
Bảng III.1. Các hằng số Langmuir, Freundlich đẳng nhiệt của quá trình trao đổi ion
trên các loại nhựa .................................................................................................. 41

Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
vi


Nghiên cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di
động thải bằng phương pháp trao đổi ion – Nguyễn Thị Thủy – 10BQLMT-KH

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình II.1. Quy trình thực nghiệm gián đoạn theo mẻ ............................................. 27
Hình II.2. Quy trình thực nghiệm liên tục trên cột ................................................. 29
Hình III.1. Ảnh hƣởng của tỷ lệ R:L đến hiệu suất trao đổi ion .............................. 31
Hình III.2. Dung lƣợng trao đổi anion vàng tƣơng ứng với các tỷ lệ R:L ............... 32
Hình III.3. Ảnh hƣởng của thời gian tiếp xúc tới hiệu suất trao đổi ion .................. 33
Hình III.4. Sự thay đổi nồng độ vàng trong dung dịch theo thời gian ..................... 34
Hình III.5. Ảnh hƣởng của pH dung dịch hòa tách tới hiệu suất TĐ anion vàng..... 35
Hình III.6. Ảnh hƣởng của pH của dung dịch tới dung lƣợng TĐ anion vàng ....... 36
Hình III.7. Sự thay đổi pH của dung dịch theo thời gian trao đổi ........................... 37
Hình III.8. Phƣơng trình đẳng nhiệt Langmuir ....................................................... 40
Hình III.9. Phƣơng trình đẳng nhiệt Freundlich ..................................................... 40
Hình III.10. Hóa chất và nồng độ hóa chất hồn ngun ........................................ 42
Hình III.11. Đƣờng cong thốt ............................................................................... 43
Hình III.12. Hồn ngun nhựa qua cột. ................................................................ 44

Hình III.13. Đƣờng cong thoát khi tái sinh nhựa .................................................... 45

Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
vii


Nghiên cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di
động thải bằng phương pháp trao đổi ion – Nguyễn Thị Thủy – 10BQLMT-KH

MỞ ĐẦU
Ngày nay, cùng với sự đổi mới công nghệ và mở rộng thị trƣờng đã tác động
đến các sản phẩm thiết bị điện, điện tử ngày càng gia tăng về số lƣợng, đa dạng về
chủng loại và tuổi thọ ngày càng giảm đã tạo nên lƣợng thiết bị điện và điện tử thải
ngày càng tăng. Đây là loại chất thải có thành phần đa dạng nhƣ nhựa, gỗ, thủy tinh,
bản mạch với thành phần nhựa nhiệt dẻo, kim loại màu (Cu, Al, Zn,...), kim loại quý
hiếm (Ag, Au, Pd, Pt,...) và kim loại độc hại (Cd, Hg,...). Bên cạnh đó, do có tính
dẫn điện tốt, bền nhiệt, bền hóa học, kim loại màu và kim loại quý đƣợc sử dụng
trong công nghệ kỹ thuật điện trong bản mạch in (Printed Circuit Boards-PCBs) của
các thiết bị điện, điện tử. Do đó, tái chế PCBs thải là một vấn đề quan trọng không
chỉ đứng trên quan điểm xử lý chất thải mà cịn đối với thu hồi vật liệu có giá trị.
Loại chất thải này khơng đƣợc quản lý thích hợp sẽ ảnh hƣởng đến sức khỏe cộng
đồng dân cƣ, gây ô nhiễm mơi trƣờng và lãng phí tài ngun khơng tái tạo. Vì vậy,
chất thải điện tử khơng những cần đƣợc xem xét, đánh giá nhƣ một tác nhân gây hại
cho mơi trƣờng và con ngƣời mà cịn có thể đƣợc đánh giá nhƣ một nguồn tài
nguyên có giá trị kinh tế cao.
Ở Việt Nam hiện nay, chất thải điện tử hầu nhƣ chƣa đƣợc quan tâm đúng
mức về cả quản lý, tái chế và tái sử dụng. Bởi vậy một lƣợng lớn các vật liệu quý
hiếm không tái tạo đã và đang bị thải bỏ một cách lãng phí, khơng những thiệt hại
lớn về kinh tế mà cịn làm ơ nhiễm mơi trƣờng. Bên cạnh đó, việc tái chế, tái sử
dụng chất thải điện tử ở Việt Nam chỉ mới dừng ở quy mô nhỏ, phân tán tại các hộ

gia đình ở các làng nghề với cơng nghệ - kỹ thuật cũng nhƣ thiết bị lạc hậu, nên làm
thất thoát tài nguyên và gây ô nhiễm môi trƣờng.
Xuất phát từ những tình hình thực tiễn đƣợc phân tích ở trên, đề tài “Nghiên
cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di động thải
bằng phƣơng pháp trao đổi ion” đƣợc lựa chọn nghiên cứu.

Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
1


Nghiên cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di
động thải bằng phương pháp trao đổi ion – Nguyễn Thị Thủy – 10BQLMT-KH
Việc nghiên cứu thu hồi vàng từ chất thải điện tử bằng tác nhân thân thiện mơi
trƣờng có ý nghĩa thực tiễn rất lớn cả về môi trƣờng, xã hội và kinh tế, góp phần tiết
kiệm nguồn tài nguyên thiên nhiên không tái tạo; tạo động lực cho việc tái chế thu
hồi các vật liệu có giá trị khác trong chất thải điện tử; góp phần thúc đẩy phát triển
cơng nghiệp tái chế nói riêng và cơng nghiệp mơi trƣờng nói chung; đồng thời, gián
tiếp làm giảm lƣợng chất thải điện tử phát sinh và mang lại lợi ích về kinh tế.
Bên cạnh đó, đứng trên phƣơng diện mơi trƣờng thì dung dịch thiosulfate có
lợi thế là hóa chất thân thiện môi trƣờng nên sử dụng dung dịch thiosulfate trong
thu hồi vàng là một phƣơng pháp hứa hẹn nhất thay thế việc thu hồi vàng bằng
cyanua thông thƣờng mà trƣớc đây dùng để khai thác vàng. Để quá trình thu hồi
vàng đạt đƣợc kết quả cao, một công đoạn quan trọng khơng thể thiếu đó là cơng
đoạn làm giàu hàm lƣợng kim loại vàng trong dung dịch và dùng phƣơng pháp trao
đổi ion bằng cách sử dụng nhựa trao đổi ion mang lại hiệu quả thu hồi vàng cao và
có thể tái sử dụng nhựa nhiều lần trong thu hồi. Chính vì vậy, đề tài “Nghiên cứu
thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di động thải
bằng phƣơng pháp trao đổi ion” khơng chỉ có ý nghĩa khoa học mà cịn có ý nghĩa
thực tiễn.
Nội dung chính của luận văn gồm:

Tổng quan về chất thải điện tử và phương pháp thu hồi vàng từ bản mạch điện tử.
Thực nghiệm thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng.
Kết quả và thảo luận.

Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
2


Nghiên cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di
động thải bằng phương pháp trao đổi ion – Nguyễn Thị Thủy – 10BQLMT-KH

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI ĐIỆN TỬ
VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP THU HỒI VÀNG
TỪ BẢN MẠCH ĐIỆN TỬ
1.1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI ĐIỆN TỬ
Hiện nay cùng với sự phát triển khoa học kỹ thuật ngày càng cao, ngành công
nghiệp điện tử cũng phát triển, đã tạo ra các sản phẩm với những tính năng vƣợt trội
và mẫu mã đa dạng kích thích nhu cầu mua sắm. Tuy nhiên, sau một thời gian sử
dụng nhất định, các sản phẩm điện tử bị lỗi thời hoặc hƣ hỏng thải ra một khối
lƣợng rác thải, đƣợc gọi là chất thải điện tử (WEEE). Vào đầu những năm 2000 các
nghiên cứu đầu tiên về WEEE bắt đầu xuất hiện trong các bài báo [15]. Song, hiện
nay ở các nƣớc trên thế giới chƣa có một định nghĩa, khái niệm nào rõ ràng về chất
thải điện tử, mà mỗi nƣớc có một quan điểm nhìn nhận và nêu ra các khái niệm về
chất thải điện tử khác nhau.
Theo quan điểm của Liên minh châu Âu (EU), chất thải điện tử bao gồm tất cả
các thành phần, các kết nối nhỏ, các bộ phận phụ, hoặc là một phần hay toàn bộ sản
phẩm tại thời điểm thải bỏ [27].
Theo quan điểm của Hoa Kỳ, tùy thuộc vào tổ chức hoặc quy định mà chất
thải điện tử có thể bao gồm các loại thiết bị khác nhau của các hãng sản xuất khác
nhau. Các thiết bị bao gồm ti vi (CRT, plasma và LCD), đầu DVD, màn hình (CRT

và LCD), máy tính và điện thoại di động [26].
Ở Việt Nam, chất thải điện tử đƣợc phân loại thành chất thải công nghiệp điện
tử và chất thải điện tử gia dụng [7]. Chất thải công nghiệp điện tử (WES) bao gồm
vụn kim loại, dây dẫn điện, bản mạch in hỏng, linh kiện hỏng, chất thải hàn.... Chất
thải điện tử gia dụng nhƣ ti vi, tủ lạnh, máy giặt, máy điều hịa nhiệt độ, máy tính
cũ… khơng cịn khả năng sử dụng [6].
Chất thải điện tử phát sinh ngày càng lớn và chứa nhiều chất độc hại (nhƣ Hg,
Cd,...), tuy nhiên bên trong chúng lại tiềm ẩn một hàm lƣợng kim loại quý đáng kể
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
3


Nghiên cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di
động thải bằng phương pháp trao đổi ion – Nguyễn Thị Thủy – 10BQLMT-KH
nhƣ Ag, Au,,… Mặt khác, hiện nay công nghệ tái chế chất thải điện tử đang còn
nhiều hạn chế và chất thải điện tử đang bị ngƣời dân để chung với rác thải sinh hoạt,
điều này không chỉ gây ra vấn đề khó khăn cho cơng tác phân loại rác thải mà cịn
ảnh hƣởng đến mơi trƣờng sinh thái và sức khoẻ con ngƣời [21].
I.1.1. Hiện trạng phát sinh chất thải điện tử
Công nghiệp điện tử đƣợc coi là một trong những ngành công nghiệp lớn và
tăng trƣởng nhanh trên thế giới. Sự phát triển nhanh chóng kết hợp với các sản
phẩm nhanh lỗi thời là kết quả của một khối lƣợng chất thải điện tử mà hiện tại
chúng đang là nguồn phát sinh dịng thải nhanh nhất của cơng nghiệp thế giới [28].
Theo báo cáo của UNEP, lƣợng chất thải điện tử phát sinh trên toàn thế giới
vào năm 2005 có khoảng 50 triệu tấn chất thải điện tử đƣợc tạo ra trên tồn thế giới,
trong đó ở Đức là 1,8 triệu tấn, ở Pháp là 1,5 triệu tấn [15]; vào năm 2010 là hơn
100.000 tấn tủ lạnh thải, 275.000 tấn ti vi thải, 56.300 tấn PC thải, 4.700 tấn máy in
thải và 1.700 tấn điện thoại di động thải [27]. Còn ở Mỹ, vào năm 2005 đã thải bỏ
từ 1,36-1,72 triệu tấn chất thải điện tử chủ yếu vào bãi chôn lấp, và chỉ 0,31-0,34
triệu tấn đƣợc tái chế [26]. Tổng số WEEE phát sinh trong 27 quốc gia của EU là

khoảng 8,3-9,1 triệu tấn/năm vào năm 2005. Đây đƣợc xác định là một trong những
dòng thải phát sinh nhanh nhất trong EU với dự báo rằng tổng lƣợng chất thải điện
tử sẽ tăng lên 2,5-2,7% hàng năm, đạt đến 12,3 triệu tấn/năm vào năm 2020 [25].
Ở Ấn Độ tổng lƣợng WEEE năm 2005 là khoảng 146.000 tấn/năm, vào năm
2007 lƣợng phát sinh của WEEE khoảng 330.000 tấn và năm 2009 đã đƣa ra con số
là 420.000 tấn. Bên cạnh đó, mỗi năm có khoảng 50.000 tấn WEEE đƣợc nhập khẩu
vào Ấn Độ [27].
Ở Hàn Quốc, hàng năm lƣợng EEE lỗi thời là rất lớn, ƣớc tính lƣợng chất thải
điện tử gia dụng tăng 10% mỗi năm nhƣng cũng chỉ đạt khoảng 20-30% của lƣợng
thiết bị lỗi thời; lƣợng thiết bị lỗi thời vào năm 2004 là 6,711 triệu chiếc xấp xỉ
doanh số bán hàng vào năm 2003. Máy tính cá nhân bị lỗi thời là 1 triệu chiếc vào

Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
4


Nghiên cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di
động thải bằng phương pháp trao đổi ion – Nguyễn Thị Thủy – 10BQLMT-KH
năm 2000 và 1,6 triệu chiếc vào năm 2002; điện thoại di động bị lỗi thời là 6,6 triệu
chiếc vào năm 1999, tăng lên gấp đôi vào năm 2000 và vào năm 2000-2002 thì
lƣợng lỗi thời chiếm khoảng 80% lƣợng bán ra [16].
Ở Trung Quốc, tốc độ tăng trung bình hàng năm của WEEE là 23,5%, dẫn đến
lƣợng chất thải điện tử phát sinh cao hơn gấp ba lần so với chất thải thông thƣờng
[30].
Bảng I.1. Số lượng thải bỏ của năm loại thiết bị điện và điện tử
gia dụng chính ở Trung Quốc từ năm 2001-2012 [30]
(Đơn vị: vạn chiếc)
Năm

TV


Tủ lạnh

2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012

1435
1689
2057
2537
2711
3497
4262
3936
4093
5155
6541
7431

670

463
469
485
596
768
918
979
1044
1060
1210
1279

Điều hòa
nhiệt độ
346
393
682
786
974
1156
1337
1826
2333
3135
4820
6390

Máy giặt

PC


895
1094
948
1074
1254
1207
1342
1442
1341
1595
1964
2533

83
138
206
291
405
672
877
1463
3216
5974
8084
9336

Ở Việt Nam, sau hơn hai mƣơi năm đổi mới, Việt Nam đã đạt đƣợc những
thành tựu to lớn về kinh tế, văn hóa - xã hội. Đời sống dân cƣ đã đƣợc cải thiện rõ
rệt, nhu cầu về mua sắm thiết bị điện, điện tử đắt tiền nhƣ: ti vi, tủ lạnh, máy nghe

nhạc... ngày càng cao. Theo số liệu kiểm kê về thiết bị điện, điện tử gia dụng trong
dân cƣ, tỷ lệ tăng hàng năm đối với ti vi là 15%; tủ lạnh 25%; máy giặt 35% và điều
hòa nhiệt độ là 39% [7]. Ngày nay, với sự đa dạng về mẫu mã và chức năng của các
thiết bị đã thu hút ngƣời tiêu dùng trong việc mua sắm các thiết bị mới nhất, hiện

Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
5


Nghiên cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di
động thải bằng phương pháp trao đổi ion – Nguyễn Thị Thủy – 10BQLMT-KH
đại nhất. Điều đó đã dẫn đến việc gia tăng nhanh chóng mức độ tiêu thụ các loại
thiết bị điện, điện tử hiện đại trên toàn cầu.
Theo số liệu thống kê, lƣợng thiết bị điện và điện tử gia dụng thải tăng khoảng
15%/năm [7], kết quả thể hiện trong bảng I.2. Trong đó, từ năm 2001-2006 tốc độ
thải bỏ của điều hòa nhiệt độ là lớn nhất; ngƣợc lại tốc độ thải bỏ của radio/cassette
là giảm mạnh.
Bảng I.2. Lượng thiết bị điện và điện tử gia dụng thải ở Việt Nam
từ năm 2001-2006 [7]
(Đơn vị: chiếc)
Điều hòa

Radio/

nhiệt độ

Cassette

4.159


1.160

72.626

164.708

9.890

3.387

996

25.679

89.026

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

446.347

100.942

37.209

11.655

204.002

800.156

Năm

TV

Tủ lạnh


Máy giặt

2001

73.752

13.011

2002

49.074

2003

Tổng

Còn theo kết quả điều tra vào năm 2005 của Viện Khoa học và Công nghệ
Môi trƣờng, tổng lƣợng chất thải điện tử tại 52 công ty ở các vùng kinh tế trọng
điểm của Việt Nam ƣớc tính là khoảng 1630 tấn/năm [6], trong đó: Khu vực kinh tế
trọng điểm phía Bắc khoảng 1.370 tấn/năm (chủ yếu là bùn thải), chiếm khoảng
84% tổng lƣợng WES của cả nƣớc; Khu vực kinh tế trọng điểm Miền Trung khoảng
6 - 7 tấn/năm, chiếm khoảng 0,4% tổng lƣợng WES của cả nƣớc. Lƣợng chất thải
này chủ yếu phát sinh từ các cơ sở sửa chữa và kinh doanh sản phẩm điện tử.
Ngoài ra, tại khu vực trọng điểm kinh tế phía Nam có khoảng 254 tấn/năm
(chiếm khoảng 16% tổng lƣợng WES của cả nƣớc), trong đó 93,4% lƣợng chất thải
Viện Khoa học và Cơng nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
6


Nghiên cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di

động thải bằng phương pháp trao đổi ion – Nguyễn Thị Thủy – 10BQLMT-KH
này tập trung tại tỉnh Đồng Nai (chiếm khoảng 237,33 tấn/năm); 4,9% tại TP.Hồ
Chí Minh (12,5 tấn/năm); cịn lại tập trung tại Bình Dƣơng và Long An. Ƣớc tính
hàng năm tại khu vực này lƣợng chất thải WES phát sinh tăng khoảng từ 10 - 15%
do việc thu hút đƣợc đầu tƣ vào sản xuất linh kiện, cụm linh kiện trong các thiết bị
điện tử công nghiệp và gia dụng [7].
Theo ƣớc tính, tổng lƣợng chất thải điện và điện tử gia dụng ở Việt Nam
khoảng 120.000 chiếc ti vi, đầu máy video, radio, cassette, máy giặt và tủ lạnh thải bỏ
hằng năm. Bên cạnh đó, có khoảng 300.000 bộ máy tính cũ bị thải bỏ hằng năm [6].
Ở Việt Nam cũng nhƣ các nƣớc đang phát triển khác, việc tái sử dụng các thiết
bị điện tử đã qua sử dụng đã làm phát sinh nhu cầu tiêu dùng và qua đó hình thành
một thị trƣờng rộng lớn các thiết bị đã qua sử dụng vì những lợi thế mà thị trƣờng
này mang lại: (1) bất kì ngƣời có thu nhập thấp nào cũng có thể sở hữu các thiết bị
này, (2) kéo dài tuổi thọ của thiết bị, (3) có thể làm giảm lƣu lƣợng của rác thải điện
tử và đem lại lợi thế cho những quốc gia khơng có hệ thống tái chế thích hợp. Tuy
nhiên, theo kết quả khảo sát thị trƣờng [5] cho thấy, thu nhập của ngƣời dân tăng
lên thì sẽ làm giảm nhu cầu của thiết bị đã qua sử dụng, có nghĩa là làm giảm thị
trƣờng thiết bị đã qua sử dụng. Nghiên cứu này cho thấy các thiết bị điện tử đã qua
sử dụng có nhu cầu sử dụng lớn vào một thời điểm nhất định rồi giảm dần vào
những năm tiếp theo, chẳng hạn nhƣ đối tƣợng là TV thì tỷ lệ sở hữu thiết bị đã qua
sử dụng đạt giá trị lớn nhất vào năm 2003-2004, còn đối với tủ lạnh đạt giá trị lớn
nhất vào năm 2009-2010 và xu hƣớng sẽ là tƣơng tự đối với các thiết bị điện tử
khác trong một tƣơng lai gần [5].
I.1.2. Thành phần chất thải điện tử
Chất thải điện tử là không đồng nhất và phức tạp về thành phần cũng nhƣ loại
vật liệu. Tùy thuộc vào từng hãng sản xuất, từng thời điểm sản xuất mà các sản
phẩm điện tử có sự khác nhau về thành phần và khối lƣợng. Do đó, nhiều nghiên
cứu trên các thiết bị khác nhau và ở những thời điểm khác nhau thì cũng có sự khác
biệt nhỏ về thành phần và loại vật liệu.
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội

7


Nghiên cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di
động thải bằng phương pháp trao đổi ion – Nguyễn Thị Thủy – 10BQLMT-KH
Theo một nghiên cứu thì trong chất thải điện tử, các chất đƣợc tìm thấy với số
lƣợng lớn gồm: nhựa epoxy, sợi thủy tinh, Polychlorinated Biphenyls (PCBs),
Polyvinyl Chrorua (PVC), nhựa nhiệt rắn, chì, thiếc, đồng, silicon, berili, cacbon,
sắt và nhơm. Các chất đƣợc tìm thấy với số lƣợng nhỏ gồm cadimi, thủy ngân, tali.
Các yếu tố đƣợc tìm thấy với dạng vết là: antimon, asen, bari, bitmut, bo, coban,
gali, gecmani, vàng, niken, bạch kim, seli, bạc,…[8]
Theo báo cáo của chƣơng trình thu gom chất thải điện tử để tái chế ở Mỹ, các
đối tƣợng chính đƣợc quan tâm đến là TV, máy tính và màn hình, trong đó các
thành phần nhƣ kim loại (49%), nhựa (33%), CRT (ống phóng tia điện tử) (12%)
chiếm hơn 90% khối lƣợng của chất thải thu thập đƣợc [8].
Các vật liệu chính đƣợc tìm thấy trong WEEE là kim loại đen (38%), kim loại
màu (28%), nhựa (19%), thủy tinh (4%), các thành phần khác bao gồm gỗ, cao su,
sứ… (11%) [28], các vật liệu có trong các thiết bị điện tử đƣợc trình bày trong bảng I.3.
Bảng I.3. Khối lượng trung bình và thành phần chất thải điện tử của
các thiết bị thông dụng [28]
(Đơn vị: % khối lượng)
Linh

Khối

Kim

Kim

lƣợng


loại

loại

TB (kg)

đen

màu

48

64,4

6

1,4

13

15,1

Máy giặt

40-47

59,8

4,6


2,6

1,5

31,5

Máy tính cá nhân

29,6

53,3

8,4

15

23,3

17,3

0,7

Ti vi

36,2

5,3

5,4


62

22,9

0,9

3,5

0,08-0,1

8

20

10,6

59,6

Thiết bị

Tủ lạnh & tủ đông

Điện thoại di động

Thủy
tinh

Nhựa


kiện
điện
tử

Thành
phần
khác

1,8

Hiện nay, chất thải điện tử đang là đối tƣợng đƣợc nghiên cứu nhiều vì chúng
có chứa thành phần nguy hại và một lƣợng lớn kim loại quý có giá trị kinh tế cao.
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
8


Nghiên cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di
động thải bằng phương pháp trao đổi ion – Nguyễn Thị Thủy – 10BQLMT-KH
Trong đó, các tác động mơi trƣờng tiềm ẩn và những rủi ro lớn cho sức khỏe con
ngƣời đều liên quan đến các hóa chất độc hại đƣợc tìm thấy trong chất thải điện tử
nếu nhƣ chúng không đƣợc xử lý triệt để. Đáng chú ý là các thành phần có chứa
kim loại nặng nhƣ chì, thủy ngân, cadimi, crom và chất làm chậm cháy brơm
(BFRs) vì BFRs có thể làm phát sinh dioxin và furan trong quá trình đốt cháy. Các
thành phần nguy hại khác của chất thải điện tử đƣợc trình bày trong bảng I.4.
Bảng I.4. Các chất nguy hại có thể có trong chất thải điện tử [28]
Thành phần

Lƣợng chất nguy hại có thể có

Chất tải lạnh


Chất làm suy giảm tầng ozon

Nhựa

Chất làm dẻo hóa, BFRs

Chất cách nhiệt

Amiăng, gốm chịu nhiệt

Thủy tinh

Chì, thủy ngân (nếu đƣợc tráng)

CRT

Chì, antimon, thủy ngân, phosphor

LCD

Thủy ngân

Bản mạch

Chì, beri, antimon, BFRs

Đèn huỳnh quang

Thủy ngân, phosphor, chất chậm cháy


Pin

Chì, liti, cadimi, thủy ngân

Dây cáp điện

BFRs, chất dẻo hóa

Bên cạnh đó, chất thải điện tử cũng chứa một lƣợng đáng kể các kim loại quý
và kim loại có giá trị. Ở Mỹ, vào năm 1998 khoảng trên 29.000 tấn kim loại đƣợc
thu hồi từ tái chế thiết bị điện và điện tử thải trong đó có nhơm là 4.500 tấn, thép là
19.900 tấn, đồng là 4.600 tấn, và các kim loại quý (vàng, paladi, bạch kim, bạc) là 1
tấn [8]. Bảng I.5 trình bày về khối lƣợng của kim loại quý và kim loại có giá trị
trong các mẫu chất thải điện tử khác nhau. Trong những mẫu chất thải điện tử này,
khối lƣợng của các kim loại quý, đặc biệt là vàng có nhiều nhất là ở điện thoại di
động thải với 350 ppm [18].
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
9


Nghiên cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di
động thải bằng phương pháp trao đổi ion – Nguyễn Thị Thủy – 10BQLMT-KH
Bảng I.5. Tỷ lệ của các kim loại quý và kim loại có giá trị
trong các mẫu chất thải điện tử khác nhau [18]
% khối lƣợng

Chất thải điện
tử


ppm

Fe

Cu

Al

Pb

Ni

Ag

Au

Pd

5

13

1

0,3

0,1

1380


350

210

23

21

1

0,14

0,03

150

10

4

Đầu DVD thải

62

5

2

0,3


0,05

115

15

4

Máy tính thải

4

3

5

0,1

0,5

260

50

5

-

3,4


1,2

0,2

0,038

20

<10

<10

20

7

14

6

0,85

189

16

3

Điện thoại di
động thải

Thiết

bị

âm

thanh thải

TV thải (đã tách
bỏ CRTs)
PC thải

Đặc biệt có thể thấy, phần lớn EEE đều chứa bản mạch in (PCBs), đây là đối
tƣợng rất đƣợc quan tâm trong lĩnh vực tái chế vì thành phần vật liệu có trong nó,
ngồi ra PCBs cịn chứa các chất độc hại nhƣ Pb, Hg, Cr,…. Ƣớc tính rằng PCBs
chiếm khoảng 6% khối lƣợng của tất cả chất thải điện tử, hàng năm có hơn 500000
tấn bản mạch in đƣợc phát sinh ở 27 nƣớc thành viên của EU. Trong thành phần của
bản mạch in, tổng kim loại chiếm 40% khối lƣợng, nhựa chiếm 30% khối lƣợng và
vật liệu gốm sứ chiếm 30% khối lƣợng (bảng I.6) [25]. Trong số các kim loại, đồng
là kim loại chiếm hàm lƣợng cao nhất trong các bản mạch in từ 10-26,8% về khối
lƣợng.

Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
10


Nghiên cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di
động thải bằng phương pháp trao đổi ion – Nguyễn Thị Thủy – 10BQLMT-KH
Các thành phần trong bản mạch: Trong bản mạch PC thải, bản mạch điện
thoại di động thải, bản mạch máy tính thải thì vàng và các kim loại quý khác chiếm

hơn 80% về giá trị, còn trong bản mạch TV thải và đầu DVD thải thì chúng cũng
đóng góp khoảng 50% về giá trị [4].
Bảng I.6. Các thành phần vật liệu trung bình của bản mạch in [25]

Vật liệu
Kim loại

Thành phần

Vật liệu

(% khối lƣợng)
Khoảng 40%

Gốm sứ

Thành phần
(% khối lƣợng)
Khoảng 30%

Cu

10-26,8

SiO2

15-41,86

Al


1,33-4,78

Al2O3

6-6,97

Pb

0,99-4,19

Kiềm và oxit kiềm thổ

6-9,95

Zn

0,16-2,17

Titan, mica, …

Ni

0,28-2,35

Nhựa

Fe

1,22-8,0


Polyethylene

Sn

1,0-5,28

Polypropylene

4,8

Sb

0,06-0,4

Polyesters

4,8

Au

80-1000 (ppm)

Epoxies

4,8

Pt

4,6-30 (ppm)


Polyvinyl clorua

2,4

Ag

110-3301 (ppm)

Polytetra fluoroethane

2,4

Pd

10-294 (ppm)

Nylon

0,9

3
Khoảng 30%
9,9-16

Thành phần của kim loại quý và kim loại có giá trị trong PCBs của một số
thiết bị điện tử thải điển hình cho thấy thép có xu hƣớng chiếm ƣu thế về khối
lƣợng, vàng và các kim loại quý khác lại chiếm ƣu thế về giá trị (bảng I.7 và I.8)
[18].

Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội

11


Nghiên cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di
động thải bằng phương pháp trao đổi ion – Nguyễn Thị Thủy – 10BQLMT-KH
Bảng I.7. Tỷ lệ của kim loại quý và kim loại có giá trị trong bản mạch in thải
Trọng lƣợng
(ppm)

Trọng lƣợng (% khối lƣợng)
Chất thải điện tử
Fe

Cu

Al

Pb

Ni

Ag

Au

Pd

Bản mạch TV thải [18]

28


10

10

1,0

0,3

280

20

10

Bản mạch PC thải [18]

7

20

5

1,5

1

1000

250


110

Bản mạch ĐTDĐ thải [29]

-

35,1

-

2,7

-

-

1200

-

Bản mạch chủ PC thải [18]

4,5

14,3

2,8

2,2


1,1

639

566

124

Bản mạch in thải [18]

12

10

7

1,2

0,85

280

110

-

Bảng I.8. Giá trị của các kim loại quý trong bản mạch in thải [18]
Giá trị (%)
Chất thải

điện tử

Giá cả
(1000
USD/tấn)
Bản mạch
TV thải
Bản mạch
PC thải
Bản mạch
ĐTDĐ
thải
Bản mạch
chủ PC
thải
Bản mạch
in thải

Au

Pd

Tổng
kim
loại
quý

Fe

Cu


Al

Pb

Ni

Ag

0,3

7,736

2,475

3,58

3,115

430

4

39

13

2

5


6

25

6

37

0

16

1

1

3

4

62

13

79

-

9


-

0,5

-

-

91,5

-

91,5

0

6

0

0

2

2

81

8


91

1

19

4

1

6

3

66

-

69

24490 11660

Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
12


Nghiên cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di
động thải bằng phương pháp trao đổi ion – Nguyễn Thị Thủy – 10BQLMT-KH
Từ bảng I.7 có thể thấy, hàm lƣợng vàng ở bản mạch ĐTDĐ thải là lớn nhất

với 1200 ppm, tiếp đến là ở bản mạch chủ PC thải với 566 ppm. Khối lƣợng của
kim loại quý trong PCBs của các thiết bị điện tử điển hình là nhỏ (tính bằng đơn vị
phần nghìn) nhƣng xét về giá trị kinh tế là vô cùng lớn và vàng là kim loại cho giá
trị cao nhất chiếm 91,5% ở bản mạch ĐTDĐ thải, 81% ở bản mạch chủ PC thải.
Trong các bản mạch in của điện thoại di động chứa hàm lƣợng trung bình của
0,12% vàng; 35,1% đồng; 4% thiếc và 2,7% chì với khối lƣợng trung bình của bản
mạch in của mỗi điện thoại di động là 20 gam [5]. Trong phế liệu hàn thành phần
chủ yếu là Sn, Pb ở các dạng kim loại và ơxít kim loại do bị ơxy hóa trong quá trình
hàn ở dạng xỉ [7].
I.1.3. Tái chế chất thải điện tử
Khác với các loại chất thải thông thƣờng, chất thải điện tử thƣờng đƣợc thu
gom, tái sử dụng và tái chế với tỷ lệ cao do có chứa các vật liệu có giá trị và kim
loại quý hiếm. Tái chế chất thải điện tử là một chủ đề quan trọng khơng chỉ ở khía
cạnh xử lý chất thải mà cịn ở khía cạnh thu hồi các vật liệu có giá trị và đƣợc coi là
nguồn tài nguyên thứ cấp.
Hiện nay, ở các nƣớc đang phát triển việc tái chế chất thải điện tử phần lớn
chƣa đƣợc kiểm soát hết mà thƣờng đƣợc xử lý để thu hồi các vật liệu có giá trị ở
các hộ gia đình, các làng nghề hoặc các doanh nghiệp tƣ nhân nhỏ với các phƣơng
pháp tái chế thơ sơ. Ngồi lƣợng chất thải điện tử phát sinh ở trong nƣớc, cịn có
chất thải điện tử từ các nƣớc phát triển chuyển sang tạo nên một “bãi rác điện tử”
khổng lồ của thế giới nằm ngay trên đất nƣớc mình nhƣ Trung Quốc, Ấn Độ và
Pakistan [24].
Nếu tái chế diễn ra ở các nƣớc nhập khẩu WEEE nhƣ Trung Quốc và Ấn Độ,
đƣợc coi là “sân sau” tái chế với công nghệ lạc hậu và thiết bị thơ sơ thì hiệu quả
kinh tế rất thấp, đồng thời gây tác động lớn đến môi trƣờng. Thiết bị và phụ tùng
đƣợc đốt ở ngoài trời để tuyển các kim loại, các kim loại đƣợc hòa tách với cyanua

Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
13



Nghiên cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di
động thải bằng phương pháp trao đổi ion – Nguyễn Thị Thủy – 10BQLMT-KH
hoặc các axít mạnh mà khơng có biện pháp bảo vệ hoặc xử lý dòng thải, các thành
phần thải đƣợc thải bỏ trực tiếp vào môi trƣờng. Nhiều tác động môi trƣờng từ hoạt
động này xảy ra ở 3 cấp độ: (a) từ chính các sản phẩm khi chơn lấp, nhƣ sự giải
phóng của chì và thủy ngân, (b) do q trình khơng đạt chuẩn, nhƣ dioxin hình
thành trong q trình đốt của các nhựa halogen hóa hoặc nấu chảy mà khơng có hệ
thống xử lý khí thải phù hợp và (c) từ các hóa chất sử dụng trong q trình tái chế,
NOx và dịng thải từ q trình hịa tách, thủy ngân từ hỗn hống để thu hồi vàng và
bạc [4]. Trong thực tế ở Trung Quốc, một số ngƣời chỉ đơn giản tháo gỡ các thiết bị,
bán các bộ phận hữu ích và thải bỏ trực tiếp phần cịn lại vào môi trƣờng [30].
Hạn chế lớn nhất của hệ thống tái chế chất thải điện tử hiện nay ở Ấn Độ là
khơng kiểm sốt đƣợc lƣợng phát thải của các chất ô nhiễm mà chúng đƣợc đƣa
thẳng vào môi trƣờng đất, nƣớc và khơng khí. Khói, tro bụi và hóa chất độc hại
khơng chỉ ảnh hƣởng đến ngƣời lao động tiếp xúc trực tiếp với chất thải điện tử mà
còn với cộng đồng dân cƣ xung quanh [27].
Ở các nƣớc phát triển, tái chế chất thải điện tử có thể chia thành ba bƣớc
chính: (1) tháo rời: tháo rời một cách chọn lọc, nhắm mục tiêu vào các thành phần
có giá trị và độc hại để xử lý đặc biệt; (2) làm giàu: sử dụng q trình hóa học và
quá trình luyện kim để làm giàu những vật liệu mong muốn, tức là chuẩn bị vật liệu
cho quá trình tinh chế; (3) bƣớc cuối cùng là tinh chế: các vật liệu đã làm giàu đƣợc
xử lý lại hoặc đƣợc làm sạch bằng các q trình tinh luyện [24].
Tuy cơng nghệ tái chế có hiện đại hơn các nƣớc đang phát triển nhƣng cũng
không tránh khỏi những nguy hiểm và rủi ro liên quan đến xử lý chất thải điện tử: 1)
liên quan đến giai đoạn tháo gỡ: khả năng phát tán ngẫu nhiên và làm đổ tràn các
chất nguy hiểm. Ví dụ nhƣ thủy ngân trong các nguồn sáng (đèn huỳnh quang trong
các máy quét, máy photocopy,…) cũng nhƣ trong các thiết bị chuyển mạch có thể
phát tán vào khơng khí một khi cơ sở tái chế phá vỡ vỏ thiết bị; 2) quá trình xử lý cơ
học: liên quan đến các bƣớc tách và làm giảm kích thƣớc. Q trình băm nhỏ, mài

hay làm giảm kích thƣớc sinh ra nhiều bụi có chứa nhựa, kim loại, gốm sứ và silic
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
14


Nghiên cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di
động thải bằng phương pháp trao đổi ion – Nguyễn Thị Thủy – 10BQLMT-KH
oxit; 3) q trình hỏa luyện là lƣợng khí thải có chứa hơi kim loại có điểm nóng
chảy thấp nhƣ đồng, cadimi, chì,…; 4) quá trình thủy luyện đƣợc sử dụng để tiếp
tục nâng cấp và làm sạch các kim loại đƣợc thu hồi bằng phƣơng pháp hỏa luyện
liên quan đến rủi ro phơi nhiễm hơi axít, axít ở dạng dung dịch [24].
Do đó, việc phát triển một cơng nghệ tái chế chất thải điện tử phù hợp vừa giải
quyết đƣợc vấn đề môi trƣờng, giúp khôi phục nhiều nguyên vật liệu hữu ích mà
khơng phải khai thác trực tiếp từ thiên nhiên, vừa mang lại hiệu quả kinh tế cao nhờ
tái chế các nguồn có giá trị; cụ thể:
Với khoảng 300 tấn vàng đƣợc sử dụng trong công nghiệp điện tử mỗi năm
(293 tấn năm 2008, 246 tấn vào năm 2009) chiếm khoảng 12% tổng lƣợng vàng
đƣợc khai thác hàng năm từ các mỏ vàng trên thế giới, các thiết bị điện tử sau sử
dụng cho thấy một tiềm năng tái chế quan trọng về nguồn cung cấp vàng thứ cấp.
Với nồng độ vàng đạt đƣợc là 300 – 350 g/tấn ĐTDĐ và 200 – 250 g/tấn bản mạch
máy tính, “khu mỏ đô thị’’ này là phong phú hơn đáng kể so với lƣợng vàng có sẵn
trong quặng thơ [4]. Mặt khác, để khai thác đƣợc vàng ở các mỏ quặng, con ngƣời
phải đào các hầm lị sâu hàng nghìn mét hoặc san bằng các quả núi ảnh hƣởng và
làm thay hệ sinh thái tại địa điểm khai thác.
Theo cơ quan bảo vệ môi trƣờng Mỹ (US EPA) đã xác định có bảy lợi ích
chính khi sử dụng sắt và thép phế liệu thay vì sử dụng vật liệu là quặng sắt và than
để sản xuất thép mới [17].
Bảng I.9. Bảy lợi ích khi sử dụng sắt và thép phế liệu để sản xuất thép mới [17]
TT
1

2
3
4
5
6
7

Lợi ích
Tiết kiệm năng lƣợng
Tiết kiệm việc sử dụng vật liệu thô
Giảm ô nhiễm khơng khí
Giảm sử dụng nƣớc
Giảm ơ nhiễm nƣớc
Giảm chất thải của việc khai khoáng
Giảm phát sinh chất thải gia dụng

%
74
90
86
40
76
97
105

Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
15


Nghiên cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di

động thải bằng phương pháp trao đổi ion – Nguyễn Thị Thủy – 10BQLMT-KH
Bảng I.10. Sử dụng vật liệu tái chế tiết kiệm năng lượng hơn
so với sử dụng vật liệu là quặng sắt và than [17]
Tiết kiệm năng lƣợng (%)
Nhơm
95
Đồng
85
Sắt và thép
74
Chì
65
Kẽm
60
Giấy
64
Nhựa dẻo
>80
Tuy nhiên, “khoáng vật” trong các sản phẩm phế liệu là hồn tồn khác so với
Vật liệu

các quặng thơng thƣờng ở mỏ vàng: trên 60 các yếu tố khác nhau liên kết chặt chẽ
với nhau bằng những lắp ráp phức tạp và những kết nối nhỏ, điều này địi hỏi phải
có các q trình luyện kim, đặc biệt có hệ thống xử lý khí thải để thu hồi vàng và
lƣợng lớn các kim loại có giá trị khác [4].
I.2. CÁC PHƢƠNG PHÁP THU HỒI VÀNG TỪ BẢN MẠCH ĐIỆN TỬ
I.2.1. Phƣơng pháp hỏa luyện
Kỹ thuật hỏa luyện là phƣơng pháp truyền thống để thu hồi các kim loại màu
cũng nhƣ là các kim loại quý từ chất thải điện tử, bao gồm các q trình nhƣ thiêu
đốt, nóng chảy trong lị hồ quang plasma hoặc lò đứng, thiêu kết, nấu chảy và phản

ứng trong pha khí ở nhiệt độ cao. Trong q trình này, các phế liệu bị cháy trong lị
hoặc trong một bể nóng chảy để loại bỏ nhựa và các oxit khó cháy [18].
Bên cạnh đó, phƣơng pháp hỏa luyện còn tồn tại những hạn chế nhƣ sau:
Các lò nung tích hợp khơng thể thu hồi nhơm và sắt nhƣ các kim loại khác mà
chúng đƣợc chuyển vào trong xỉ.
Sự có mặt của chất chậm cháy halogen (HFR) trong chất tiếp liệu của lị nung
có thể dẫn đến sự hình thành dioxin nếu nhƣ khơng có biện pháp xử lý. Xử lý chất
thải điện tử bằng các lò đốt truyền thống gặp phải một số thách thức vì thơng
thƣờng chúng đƣợc thiết kế để xử lý tập trung trong ngành mỏ hoặc là các phế liệu
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
16


Nghiên cứu thu hồi vàng từ dung dịch hòa tách vàng trong bản mạch điện thoại di
động thải bằng phương pháp trao đổi ion – Nguyễn Thị Thủy – 10BQLMT-KH
chỉ chứa đồng. Cịn với các lị đốt cơng nghệ cao thì địi hỏi chi phí đầu tƣ và chi
phí vận hành rất lớn.
Các thành phần sứ và thủy tinh trong chất thải điện tử làm tăng lƣợng xỉ trong
lò và qua đó làm tăng sự mất mát của kim loại quý và kim loại cơ bản.
Phƣơng pháp hỏa luyện chỉ có thể tách đƣợc một phần kim loại dẫn đến làm
giảm lƣợng kim loại có giá trị có thể thu hồi đƣợc. Hơn nữa, sau xử lý hỏa luyện
cần phải có kỹ thuật thủy luyện và điện hóa.
Các kim loại quý tồn tại một thời gian dài suốt quá trình hỏa luyện và chỉ thu
đƣợc ở cuối quá trình, do đó chúng có thể bị mất qua con đƣờng bay hơi.
I.2.2. Phƣơng pháp thủy luyện
Kỹ thuật thủy luyện bao gồm hai bƣớc chính: (1) hịa tách các vật liệu rắn
bằng các dung mơi; (2) dung dịch hịa tách đƣợc tiến hành tách và tinh chế bằng
phƣơng pháp kết tủa, trích ly, hấp phụ và trao đổi ion để phân lập và làm giàu các
kim loại cần quan tâm [18].
So với phƣơng pháp hỏa luyện thì phƣơng pháp thủy luyện là chính xác hơn,

có thể dự đốn trƣớc và dễ dàng kiểm sốt hơn [18].
I.2.2.1. Hịa tách vàng
Hịa tách là q trình chiết xuất một phần tử hịa tan từ một chất rắn bằng một
dung mơi. Các hóa chất hịa tách thƣờng đƣợc sử dụng trong thu hồi các kim loại
quý bao gồm cyanua, halogen, thioure, và thiosulfate. Trong đó, cyanua là dung môi
đã đƣợc dùng hơn một thế kỷ nay để hồ tách vàng vì q trình hồ tách này đơn
giản và lợi về kinh tế, song cyanua có nhƣợc điểm là dùng nó để hồ tách quặng
vàng nghèo khơng hiệu quả, thời gian hồ tách lâu. Nó tƣơng tác mạnh với kim loại
màu khác có trong quặng và gây độc hại cho mơi trƣờng.
a. Hịa tách bằng cyanua
Đã hơn một thế kỷ qua, cyanua là hóa chất dùng để khai thác vàng trong các
ngành công nghiệp khai thác mỏ. Cơ chế hòa tan vàng trong dung dịch cyanua về

Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội
17