Elektrik Ve Elektronik Ekipmanlardan Değerli Metallerin Geri Kazanımı İçin En İyi Yönetim Teknolojisinin Seçimi

Abstract

Günümüzde teknolojik gelişmeler nedeni ile elektrikli ve elektronik ekipman (EEE) çeşitliliği ve üretimi hızla artmaktadır. Bu artışa bağlı olarak toplumda tüketim hızı da giderek hızlanmaktadır. Tüketim hızının artması, atık haline gelen elektrikli ve elektronik ekipman (EEE) miktarının yükselmesine neden olmaktadır. Bu yükselme oranları incelendiğinde endüstriyel olarak gelişmiş ülkeler önemli miktarda elektrik ve elektronik ekipman tüketiği belirlenmiştir. Elektronik atık yönetimi konusunda acilen aksiyon alınmalıdır. Elektronik atıkların temel problemi barındırdıkları bileşenler arasında civa, kurşun, kadminyum gibi toksik maddeleri içermeleridir. Bunun yanı sıra, yapılarındaki altın, gümüş, bakır ve paladyum gibi değerli metaller geri dönüşüm ile ekonomik avantaj sunar. Kontrolsüz bir biçimde doğaya terkedilen elektronik atıklar, yapısındaki tehlikeli maddelerden dolayı çevre ve insan sağlığı için tehlike oluştururlar. Elektronik atık yönetimi içerdiği yüksek konsantrasyonlu toksik bileşikleri içerdiğinden ayrı bir uzmanlık gerektirmektedir. Buna ilaveten, elektronik ekipmanların geri kazanım yönteminde değerli metallerin geri dönüşümü yapılamaması durumunda ekonomik kayıplar söz konusudur. Bu çalışmada, günümüzde değerli metallerin geri kazanımda kullanılan metalurji prosesleri araştırılmıştır. Bu tezin ilk bölümünde, elektrik ve elektronik ekipman hakkında bazı genel bilgiler metinde verilmiştir. Bunu amaç, kapsam ve dökümanın yapısının açıklanması takip eder. İkinci bölümde, elektronik atıkların tanımı, içerdiği bileşenler ve sınıflandırması yapılmıştır. Bu bölüm elektronik atıkların bileşenlerini ve elektrik ve elektronik ekipman atıklarınının içeriklerini tanımlamaları özetler. Ayrıca bu bölüm, farklı ülkelerdeki yasal düzenlemeleri ve onların göze çarpan özelliklerini içerir. Üçüncü bölümde, mekanik, hidrometalurji, pirometalurji ve biometalurji yöntemleri kullanılarak elektronik atıklardan metallerin geri kazanımı analiz edilmiştir. Mekanik yöntem genellikle esas islem öncesi ön işlem olarak kullanılmaktadır. Mekanik /Fiziksel yöntemler kimyasal katkı maddeleri gerekmeksizin değerli metallerin geri kazanımı için alternatif sağlamaktadır. Parçalara ayırma, kırma, yoğunluğa göre ayırma, magnetik ayırma ve elektrostatik ayırma geri dönüşüm endüstürülerinde kullanılmaktadır. Hidrometalurji elektronik atıkların geri kazanımı esnasında sıksık kimyasal arıtım gerektirmektedir. Elektronik atıklardan değerli metallerin geri kazanımı iyon değişimi, solvent extraksiyonu, elektrokimyasal, liç yöntemleri ile gerçekleşmektedir. Pirometalurji kimyasal katkı maddesi kullanımı gerektirmeyen termal yöntemdir. Biyometalurji yöntemleri olan biyosorbsiyon ve bioliç hala gelişmekte olan bir teknolojilerdir. Bölüm dörtte, seçilen Analitik Hierarşi Prosesi tanımlandı. Son bölümde, elektrikli ve elektronik ekipmanlardan değerli metallerin geri kazanımı konusunda bir örnek çalışma tanımlanmıştır. Sonunda, araştırmanın sonuçları sunuldu ve tartışıldı. Bu çalışmada, elektrik ve elektronik atık yönetimi için en iyi teknoloji seçimi amacıyla Analitik Hierarşi Prosesi uygulanarak gerçekleştirilmiştir. Bu amaç doğrultusunda, farklı atık yönetim seçeneklerinin çevresel performans, ekonomik faydalar, teknolojik uygunluk ve sosyo-politik uygunlukları karşılaştırılmıştır. Dört ana kriter ve ondört alt kriterker problemin tanımına göre belirlenerek, son işlemlerin ikili karşılaştırmaları oluşturulmuştur. Sonuç olarak, kavramsal modelde değerli metal geri kazanımı için en uygun uygulanabilir son arıtım alternatifleri karar vericilere karar vermelerinde yardımcı olması için kuramlaştırılmıştır. Biyometalurji teknolojilerden biri olan biyosorbsiyon prosesi’nin geleneksel metodlara göre daha tercih edilebilir ve etkili olduğu gözlenmiştir. Biyometallurji tüketimi, kimyasal gereksinimi,ilk yatırım ve işletim maliyeti açısından pirometallurji ve hidrometallurji yöntemlerinden daha avantajlıdır. Ana kriterlere göre alternatifler karşılaştırıldığında biyosorbsiyon yöntemi yeni, temiz ve çevredostu teknoloji oldudundan dolayı diğer alternatiflere göre daha avantajlıdır. Bunun yanı sıra, düşük yatırım ve operasyon maliyeti gerektirdiğinden dolayı verimlidir. Sosyol ve politik kabul edilebilirlik açıdan az atık oluşumu gerçekleşen düşük yatırım maliyeyine sahip biyosorbsiyon prosesinin daha tercih edilebilir olduğu görülmektedir. Ekonomik açıdan, biyosorbsiyon yöntemin biyoliç yöntemine göre çok az daha tercih edilebilir olduğu görülmektedir. Eritme yöntemi yüksek ilk yatırım maliyeti gerektirir. Enerji tüketimi ve kirlilik kontrol ekipmanları direk işletim maliyetine katkıda bulunmaktadır. Piroliz oldukça yüksek yatırım maliyeti gerektirir. Bunun yanı sıra, piroliz yöntemi operasyon esnasında enerji üretir. Böylece, operasyon ve bakım maliyetleri azalır. Çevresel kriterler hava kirliliği, atık su oluşumu, katı atık oluşumu, tehlikeli atık oluşumu, gürültü kirliliği, enerji/ hammadde kullanımıdır. Biyosorbsiyon yönteminin düşük çevresel etkilere sahip olduğu için daha kabul edilebilir olduğu görülmektedir. Biyoliç yönteminin çevresel açıdan diğer pirometallurji ve hidrometallurji yöntemlerine göre daha hassas olduğu görülmektedir. Çünkü kimyasalların kullanımı, enerji kullanımı ve agresif koşullar azaltılmıştır. Sonuç olarak, teknik açıdan güvenilirlik önemli bir kriterdir. Elektrokimyasal yöntem temiz, güvenilir ve kapalı bir yöntemdir. Gelişmiş ülkelerde elektronik atık yönetimi konusunda önemli adımlar atılmıştır ve üçüncü bölümde ilgili detaylar verilmiştir. Türkiye’de atık sorunu ve buna getirilen çözümler üzerine tartışmalar Türkiye’nin AB üyelik sürecine girmesiyle başlayan dönemle birlikte, son yıllarda, hızla değişen yönetmeliklerle, konunun tüm paydaşlarınca tartışılmaya devam ediliyor. Türkiye Cumhuriyeti Çevre ve Şehircilik Bakanlığı aracılığıyla çevre mevzuatını Avrupa Birliği direktiflerine uygun olarak ülkemiz gerçeklerine göre uyumlaştırma çerçevesinde Elektrik ve Elektronik Ekipmanların yönetimi konusunda önemli adımlar atılmıştır. Temel sıkıntı olan atık yönetimi sorununda kamu kurum ve kuruluşları, üreticiler ve nihai kullanıcılar arasındaki sorumlulukların birleştirildiği ortak bir mekanizmayla düzenlenme çalışılmalarına devam edilmektedir.

Today because of technological development, the production of electrical and electronic equipment are increasing and as a result of this, rapid consumption is also gaining speed. Increasing of rapid consumption causes of electric and electronic equipments which turn into waste. Industrialised countries consume significant amount of electrical and electronic equipment. Action on WEEE is an urgent needs to be managed in the world. Fundamental problem of electronic waste mercury, lead, cadmium, such as toxic substances, besides their gold, silver, copper, palladium, such as economic value to the precious metal in the structure. Uncontrolled electronic waste are left to nature as a structure because of harmful substances in the environment and harm to human health. In addition to this, a great economic value has been included in an electronic equipment recycling system, to include loss of the precious metal. This study investigated metallurgical processes for the recovery of precious metals from electronic waste, and recycling methods used today. In the first part of this thesis, some general information about waste electrical and electronic equipment has been given in the text. This is followed by the description of aim, scope and structure of the manual. In the second part, the definition, composition and classifications of e-wastes are described. This chapter summarizes components of WEEE and description of elements of WEEE. This includes legislative schemes in different countries and their salient features. In the thirt part, recovery of metals from e-waste implementing mechanical processing, hydrometallurgical, pyrometallurgical and biometallurgical routes are critically analyzed. In part four, describes Analitical Hierarchy Process that had been chosen. In the last part, describes a case studies on WEEE management , that on recycling of precious metals from electric and electronic equipment. At least, the results of the research are presented and discussed the following. In this thesis, the study is realized by AHP focused on the selection of the best technology to electrical and electronic waste management. In accordance with this purpose, the environmental performance, economic benefits, technological compatibility and socio-political compatibility of different waste management options have been compared. Thus, the pairwise comparison of the post processes is comprised. As a consequence, conceptual model is theorized the best applicable post treatment alternatives to recovery precious metals for decision makers. It is observed the biosorbtions process that is one of biometallurgical technologies are preferable and effective than traditional methods.