Atık baskı devre kartlarından subkritik su oksidasyonu ile polimerlerin giderimi ve süperkritik co2-glisin ile bakır ekstraksiyonu
Removal of polymers from waste printed circuit boards by subcritical water oxidation and copper extraction with supercritical co2-glycine
- Tez No: 1011743
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞE VİLDAN BEŞE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Amaç: Bu çalışmanın amacı, ilk aşamada atıl durumdaki masaüstü bilgisayar anakartlarının baskı devrelerinde (ABDK) bulunan bromlu epoksi reçinenin(BER) subkritik su ekstraksiyonu ile uzaklaştırılarak daha sonra bakır kazanımı için ön zenginleştirme yapmaktır.İkinci aşamada ise birinci aşamada elde edilen ABDK'lardan, çevreci bir rota olan süperkritik CO2 ile birlikte co-solvent olarak glisin kullanılarak Cu metalinin geri kazanılması hedeflenmektedir. Yöntem: İki aşamadan oluşan bu çalışmanın birinci aşamasında, baskılı devre ana kartlarının kırma, öğütme ile boyut küçültme işlemleri yapılmış, morfolojik özelliği ve bileşiminin belirlenmesi ile karakterizasyon analizleri gerçekleştirilerek subkritik su oksidasyonu ile RSM-BBD optimisazyonu kullanılarak debromizasyon ve ön zenginleştirme işlemi gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada ise süperkritik CO2 ve glisin ile RSM-CCD optimisazyonu kullanılarak bakır geri kazanımı sağlanmıştır. Bulgular: ICP-MS, SEM-EDS ,GC-MS, XRD,TG/DTA ve FTIR cihazları kullanılarak ABDK'ların morfolijik özellikleri ve bileşimleri belirlenmiştir.ABDK'ların bileşiminin belirlenmesi sonrasında subkritik su oksidasyonu ile debromizasyon ve ön zenginleştirme işlemi yapılmıştır.Bromlu epoksi reçinenin (BER) uzaklaştırılması amacıyla, sıcaklık (240- 320ºC), katı sıvı oranı (0,15-0,45 g/L) ve deney süresi (60-180 dk) parametre olarak seçilmiştir. Optimizasyon sonucu 320ºC, 0,45 g/L katı sıvı oranı ve 120 dk'lık optimum deney koşullarında devre kartlarında bulunan BER'nin %98,49'u uzaklaştırılmıştır. Debromizasyon sonunda ABDK'da bulunan bakır içeriği %26.6'dan %33.5 değerine zenginleşmiştir. Ardından SK-CO2&-Glisin-H2O2 ile ABDK'lardan Cu ekstraksiyonu için optimize edilmiştir ve Cu metali ekstraksiyon verimi %93,94 olarak bulunmuştur. Sonuç: Bu çalışmada, elektronik atık anakartların metal geri kazanımına uygun hale getirilmesi amacıyla çevreci ve iki aşamalı bir proses başarıyla uygulanmıştır. Subkritik su ortamında gerçekleştirilen ön işlem, brom içeren polimerik yapının etkili biçimde parçalanmasını sağlayarak metal fazının erişilebilirliğini artırmıştır. Bu yapısal iyileşme, süperkritik CO₂ ortamında glisin destekli ekstraksiyonun etkinliğini yükseltmiş ve bakırın seçici olarak geri kazanılmasına olanak tanımıştır. Elde edilen sonuçlar, yeşil çözücüler ve biyobazlı kompleksleyicilerin birlikte kullanımının, elektronik atıklardan metal geri kazanımında sürdürülebilir ve bütüncül bir alternatif sunduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Purpose: The aim of this study is, in the first stage, to remove brominated epoxy resin (BER) found in the printed circuit boards (PCBs) of discarded desktop computer motherboards through subcritical water extraction and then pre-enrich for copper recovery. In the second stage, the goal is to recover Cu metal from the PCBs obtained in the first stage using glycine as a co-solvent along with supercritical CO2, which is an environmentally friendly route. Method: In the first stage of this two-stage study, the printed circuit boards were subjected to size reduction by crushing and grinding, their morphological properties and composition were determined, characterization analyses were performed, and debromization and pre-enrichment were carried out using subcritical water oxidation and RSM-BBD optimization. In the second stage, copper recovery was achieved using supercritical CO2 and glycine with RSM-CCD optimization. Findings: Morphological properties and compositions of brominated epoxy resins (EBRs) were determined using ICP-MS, SEM-EDS, GC-MS, XRD, TG/DTG, and FT-IR instruments. Following the determination of the EBR composition, debromination and pre-enrichment were performed using subcritical water oxidation. Temperature (240-320ºC), solid-liquid ratio (0.15-0.45 g/L), and experimental time (60-180 min) were selected as parameters for removing brominated epoxy resin (BER). As a result of optimization, 98.49% of the BER present on the circuit boards was removed under optimum experimental conditions of 320ºC, 0.45 g/L solid-liquid ratio, and 120 min. After debromination, the copper content in the EBR increased from 26.6% to 33.5%. Subsequently, the SK-CO2&-Glycine-H2O2 method was optimized for Cu extraction from ABDKs, and the Cu metal extraction yield was found to be 93.94%. Results: In this study, an environmentally friendly, two-stage process was successfully applied to make electronic waste motherboards suitable for metal recovery. Pretreatment in a subcritical water environment effectively degraded the bromine-containing polymeric structure, increasing the accessibility of the metal phase. This structural improvement enhanced the efficiency of glycine-assisted extraction in a supercritical CO₂ environment, enabling selective copper recovery. The results demonstrate that the combined use of green solvents and bio-based complexing agents offers a sustainable and holistic alternative for metal recovery from electronic waste.
Benzer Tezler
- Atık baskı devre kartlarından metallerin farklı yöntemlerle ayrıştırılmaları
Separation of metals from waste printed circuit boards with different methods
DUYGU HAZAL AKÇALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Çevre MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİHAL BEKTAŞ
- Atık baskı devre (PCB) kartlarının değerlendirilmesi
Evaluation of waste printing circuit (PCB) cards
ALİ DEĞİRMENCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Metalurji MühendisliğiKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALAADDİN GÜNDEŞ
- Atık baskılı devre elemanlarından hidrometalurjik yöntem ile değerli metal geri kazanımının değerlendirilmesi
From waste printing circuit elements by hydrometalurgical method assessment of precious metal recovery
MEHMET NAZIM ÖZDEMİRCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Çevre MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SALİM ÖNCEL
- Baskı devre kartlarındaki değerli metallerin cevher zenginleştirme yöntemleriyle geri kazanımı
Recovery of valuable metals from printed circuit boards using mineral processing technology
ESRA TANISALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiCevher Hazırlama Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FIRAT BURAT
- Laboratuvar tipi elektrik ark fırını tasarımı ve e-atıktan öğütülebilir alaşım üretimi
Design of laboratory scale electrical arc furnace and production of grindable alloy from e-waste
RIDVAN ORMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERVET İBRAHİM TİMUR