1. Lý do thực hiện đề tài Chất thải điện, điện tử được xếp vào một trong những loại chất thải nguy hại. So với các loại chất thải khác chúng có số lượng không lớn nhưng nguy cơ và mức độ độc hại của chất thải điện tử khi không được thu gom và xử lý đúng phương pháp là rất nguy hiểm. Loại chất thải này có thể trực tiếp gây ô nhiễm từ các kim loại nặng như chì, thủy ngân, cadimi… và các chất phụ gia có trong thành phần hoặc từ quá trình thu hồi, tái chế phế liệu kim loại có trong chất thải. Các chất ô nhiễm này phát tán, xâm nhập vào trong môi trường đất, nước và không khí sẽ gây nên các căn bệnh nguy hiểm như ung thư, nhiễm độc máu, tăng mức độ sảy thai, các bệnh về da cho con người và các loài động vật. Về lâu dài, các chất thải này sẽ gây hủy hoại môi trường sống và sức khỏe con người. Trong chất thải điện tử luôn tồn tại, sẵn có những nguyên tố có ý nghĩa trong sự phát triển công nghiệp của loài người và một trong số đó là các nguyên tố kim loại đất hiếm. Các con số thống kê những năm gần đây cho thấy kim loại đất hiếm đang có sự gia tăng về phạm vi ứng dụng trong lĩnh vực công nghệ cao. Sự tăng giá, khan hiếm trên thị trường do Trung Quốc - quốc gia cung cấp chính cho thế giới giảm xuất khẩu và chỉ sử dụng trong sản xuất nội địa. Chính điều này đã và đang thúc đẩy nhiều nước trên thế giới như Đức, Mỹ và tại khu vực Châu Á đi đầu là Nhật Bản, Hàn Quốc đã và đang nghiên cứu, xây dựng các quy trình thu hồi kim loại đất hiếm trong chất thải điện tử. Một trong các ứng dụng không thể thiếu với nhu cầu không ngừng tăng lên để lưu trữ thông tin đó là ổ cứng máy tính và trong đó bộ phận nam châm là phần linh kiện không thể thiếu của thiết bị này. Tuy nhiên do chúng có kích thước nhỏ nên các giải pháp thu hồi, tái chế tái sử dụng phần nam châm này nói riêng và các kim loại đất hiếm trong thành phần đang là một trong những chủ đề nóng trong những năm gần đây. Với ý nghĩa thực tiễn như vậy, mục tiêu nghiên cứu của luận án đó là thu hồi tổng kim loại đất hiếm với các nguyên tố là Neodym, Praseodym, Dysprosi và Terbi có trong bộ phận nam châm của ổ cứng máy tính thải bỏ bằng phương pháp hóa học. Sản phẩm tổng đất hiếm thu hồi được tiếp đó sẽ được sử dụng để tổng hợp thành vật liệu nano perovskite bằng phương pháp sol-gel. Vật liệu tạo ra có hoạt tính, có thể sử dụng làm chất xúc tác quang trong xử lý chất nhuộm màu. Ý nghĩa của việc thu hồi ngoài mục đích bảo vệ môi trường còn thúc đẩy phát triển công nghệ thu hồi, cách thức tái sử dụng nguồn khoáng sản không thể tái tạo ngày đang cạn kiệt. Tại Việt Nam, việc tái chế thu hồi chủ yếu thực hiện đối với các kim loại quí hiếm như đồng, chì, vàng và một số kim loại khác từ các bản mạch máy vi tính, điện thoại di động… tuy nhiên đối với kim loại đất hiếm còn đang rất ít, chủ yếu dựa vào sự hỗ trợ công nghệ của Nhật Bản và Trung Quốc. Các nghiên cứu hầu hết đang trong lĩnh vực khai thác khoáng sản, thu hồi từ các nguồn bã thải sau quá trình tuyển quặng, chế biến thành các sản phẩm phụ như phân bón, một số ít từ chất xúc tác thải trong hoạt động công nghiệp dầu khí và các nghiên cứu cơ bản từ tinh quặng. Trong những năm vừa qua cũng đã có một số đề tài nghiên cứu thu hồi kim loại đất hiếm trong thiết bị điện tử nhưng trên các đối tượng khác, tuy nhiên các nghiên cứu này cũng vẫn đang ở mức độ thử nghiệm. Với quyết định 16/2015/QĐ-TTg ngày 22/5/2015 của Thủ tướng Chính phủ về thu hồi, xử lý sản phẩm thải bỏ trong đó có nhóm thiết bị điện, điện tử thì việc nghiên cứu, xây dựng quy trình thu hồi kim loại đất hiếm trong chất thải điện tử, tái sử dụng, chế tạo ra các sản phẩm có giá trị ứng dụng là một vấn đề thiết thực đồng thời sẽ đem về một lợi nhuận kinh tế đầy hi vọng. Xuất phát từ thực tiễn trên tác giả đã lựa chọn hướng nghiên cứu trong luận án tiến sỹ là “Nghiên cứu thu hồi và định hướng ứng dụng kim loại đất hiếm trong các thiết bị điện, điện tử”.
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH .viii MỞ ĐẦU 1 Lý thực đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu luận án Phạm vi nghiên cứu luận án Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án Kết luận án CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Chất thải điện, điện tử thành phần đất thiết bị điện, điện tử 1.1.1 Chất thải điện, điện tử 1.1.2 Thành phần kim loại kim loại đất thiết bị điện, điện tử 1.2 Thu hồi kim loại đất chất thải điện, điện tử 11 1.2.1 Phương pháp thu hồi tái sử dụng trực tiếp 15 1.2.2 Thu hồi phương pháp hỏa luyện 17 1.2.3 Thu hồi phương pháp hóa học .18 1.2.4 Thu hồi phương pháp màng 22 1.3 Giới thiệu vật liệu Perovskite phương pháp tổng hợp 24 1.3.1 Cấu trúc vật liệu Perovskite 24 1.3.2 Các phương pháp tổng hợp vật liệu Perovskite 25 1.4 Ứng dụng vật liệu perovskite đất 30 1.4.1 Ứng dụng chế tạo vật liệu thiết bị cảm biến 31 1.4.2 Ứng dụng làm vật liệu điện cực pin nhiên liệu oxit rắn SOFCs 31 1.4.3 Ứng dụng pin lượng mặt trời .32 1.4.4 Ứng dụng vật liệu perovskite xử lý môi trường 32 1.4.5 Cơ chế xúc tác quang xử lý nước thải vật liệu Perovskite .33 Kết luận chương 36 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ 38 2.1 Đối tượng hóa chất nghiên cứu 38 2.2 Quy trình nghiên cứu 39 2.3 Nội dung hoạt động nghiên cứu 40 iv 2.3.1 Tiền xử lý mẫu 42 2.3.2 Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng tới q trình hịa tách thu hồi 43 2.3.2.1 Các yếu tố ảnh hưởng tới q trình hịa tách 44 2.3.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến thu hồi đất 46 2.3.2.3 Tối ưu hóa q trình hòa tách để thu hồi kim loại đất .47 2.3.3 Nghiên cứu tổng hợp vật liệu perovskite phương pháp Sol - Gel .54 2.3.4 Nghiên cứu hoạt tính phân hủy chất màu xanh methylen (MB) 57 2.4 Phương pháp phân tích 60 Kết luận chương 63 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 65 3.1 Quá trình tiền xử lý thu hồi nam châm từ ổ cứng thải bỏ 65 3.2 Hòa tách, thu hồi kim loại đất từ nam châm 67 3.2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ nung xử lý nam châm 67 3.2.2 Ảnh hưởng nồng độ axit thời gian hòa tách tới hiệu suất hòa tách 71 3.2.3 Ảnh hưởng kích thước hạt bột nam châm tới hiệu suất hòa tách 73 3.2.4 Ảnh hưởng tỉ lệ rắn/lỏng đến hiệu suất hòa tách 74 3.3 Thu hồi tổng kim loại đất phương pháp kết tủa 75 3.4 Tối ưu hóa q trình hịa tách để thu hồi kim loại đất 80 3.5 Đánh giá sơ chi phí hóa chất cho q trình thu hồi 86 3.6 Đặc tính vật liệu Perovskite tổng hợp từ muối đất thu hồi 89 3.6.1 Đánh giá số yếu tố ảnh hưởng tới quy trình tổng hợp vật liệu .89 3.6.2 Cấu trúc thành phần vật liệu .93 3.6.3 Hình thái đặc trưng vật lý vật liệu 95 3.6.4 Tính chất quang xúc tác vật liệu 97 3.7 Đánh giá hoạt tính quang xúc tác phân hủy MB 98 3.7.1 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình quang xúc tác .98 3.7.2 So sánh hoạt tính quang xúc tác hai vật liệu REFeO3 NdFeO3 104 KẾT LUẬN 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO 115 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 128 PHỤ LỤC 129 vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Danh mục nhóm chất thải điện, điện tử Bảng 1.2 Lượng loại thiết điện tử thải tái chế Mỹ Bảng 1.3 Lượng thiết bị điện tử sinh hoạt thải bỏ Trung Quốc năm 2011 Bảng 1.4 Khối lượng trung bình chất thải điện tử gia dụng Việt Nam Bảng 1.5 Tốc độ tăng trưởng thiết bị điện tử Việt Nam từ 2014 đến 2020 Bảng 1.6 Phân chia nhóm nguyên tố kim loại đất Bảng 1.7 Phần trăm nguyên tố kim loại đất ứng dụng Bảng 1.8 Thành phần hóa học có số loại bột huỳnh quang 10 Bảng 1.9 Lượng kim loại đất có hình LCD đèn LED 10 Bảng 1.10 Thành phần kim loại đất chủ yếu loại ắc quy NiMH 10 Bảng 1.11 Hàm lượng kim loại có nam châm đất 11 Bảng 1.12 Dự báo gia tăng số thiết bị sử dụng kim loại đất công nghệ giới 11 Bảng 1.13 Mức tăng trưởng ứng dụng kim loại đất giới 12 Bảng 1.14 Tổng quan phương pháp tái chế nam châm đất 14 Bảng 1.15 Kết sử dụng dung môi hữu để chiết tách kim loại đất từ hỗn hợp dung dịch muối kim loại đất hòa tách 21 Bảng 1.16 Thời gian tạo gel pH với số chất xúc tác 30 Bảng 2.1 Hóa chất sử dụng q trình thí nghiệm 38 Bảng 2.2 Ma trận kế hoạch mô hình thực nghiệm 51 Bảng 2.3 Giá trị α số thực nghiệm điểm tâm tính trước cho loại mơ hình 51 Bảng 2.4 Ma trận kế hoạch thực nghiệm hàm mục tiêu 53 Bảng 3.1 Khối lượng phận ổ cứng máy tính 65 Bảng 3.2 Hàm lượng kim loại mẫu bột nam châm 66 Bảng 3.3 Kết hàm lượng kim loại muối oxalat 79 Bảng 3.4 Giá trị hiệu suất kế hoạch quy hoạch thực nghiệm 81 Bảng 3.5 Giá trị hệ số hồi quy tính tốn phần mềm MODDE 5.0 82 Bảng 3.6 Chi phí lượng hóa chất dùng thu hồi kim loại đất 88 Bảng 3.7 Đặc trưng vật lý vật liệu REFeO3 90 Bảng 3.8 Đặc trưng vật lý vật liệu REFeO3 theo chế độ nung 93 Bảng 3.9 Đặc trưng vật lý vật liệu REFeO3 NdFeO3 96 viii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Lượng chất thải điện tử toàn cầu dự báo tới năm 2021 Hình 1.2 Phần trăm trọng lượng thành phần chất thải điện, điện tử Hình 1.3 Thống kê dự báo lượng ổ cứng HDD tới năm 12 Hình 1.4 Quy trình thu hồi tái sử dụng trực tiếp nam châm 16 Hình 1.5 Quy trình thu hồi nam châm đất trong ổ cứng máy tính 16 Hình 1.6 a) Quy trình thu hồi đất từ ắc quy NiMH, b) Hợp kim NiCo kim loại đất thu hồi phương pháp hỏa luyện 17 Hình 1.7 Cơ chế vận chuyển chiều (a) vận chuyển ngược chiều (b) ion đất qua màng 22 Hình 1.8 Cơng thức hóa học hợp chất perovskite đất cấu trúc perovskite lập phương lý tưởng 24 Hình 1.9 Các trình xảy phương pháp nghiền phản ứng 26 Hình 1.10 Sơ đồ quy trình tổng quát tổng hợp phương pháp sol-gel 28 Hình 1.11 Ảnh hưởng pH đến cấu trúc gel q trình gel hóa 30 Hình 1.12 Cấu tạo hoạt động pin nhiên liệu rắn SOFCs 32 Hình 1.13 Cấu tạo phân tử xanh methylen 34 Hình 1.14 Cơ chế phân hủy hợp chất hữu vật liệu perovskite 34 Hình 1.15 Cơ chế phân hủy xanh methylen thu từ phân tích GC- MS 36 Hình 2.1 Ổ đĩa cứng phận nam châm sau tách riêng 38 Hình 2.2 Sơ đồ nghiên cứu chung luận án 39 Hình 2.3 Sơ đồ quy trình nghiên cứu tổng thể 41 Hình 2.4 Quy trình tiền xử lý nam châm 43 Hình 2.5 Sơ đồ quy trình thực nghiệm hòa tách thu hồi kim loại đất 44 Hình 2.6 Sơ đồ quy trình tổng hợp vật liệu perovskite ferrit đất 55 Hình 2.7 Phổ phát xạ đèn thủy ngân cao áp 125W 57 Hình 2.8 Sơ đồ thí nghiệm phản ứng quang xúc tác 58 Hình 2.9 Đường chuẩn trắc quang MB hai khoảng nồng độ 59 Hình 2.10 Các dạng đường hấp phụ - giải hấp phụ theo tiêu chuẩn IUPAC 62 Hình 2.11 Sơ đồ nguyên lý đo phương pháp UV-VIS 63 Hình 3.1 Ảnh SEM phổ tán xạ lượng tia X mẫu bột nam châm đất 66 Hình 3.2 Ảnh hưởng thời gian nhiệt độ nung tới trình khử từ 67 Hình 3.3 Hiệu suất hòa tách thu hồi tổng đất theo nhiệt độ nung 68 Hình 3.4a Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu nam châm nung nhiệt độ 300C 69 Hình 3.4b Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu nam châm nung nhiệt độ 500C 70 Hình 3.4c Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu nam châm nung nhiệt độ 700C 70 Hình 3.4d Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu nam châm nung nhiệt độ 900C 71 Hình 3.5 Ảnh hưởng nồng độ axit thời gian hòa tách 72 ix Hình 3.6 Hiệu suất hịa tách mẫu bột nam châm theo cấp hạt khác 73 Hình 3.7 Hiệu suất hòa tách mẫu bột nam châm theo tỉ lệ rắn/lỏng 75 Hình 3.8 Hiệu suất thu hồi đất phương pháp kết tủa muối kép Na2SO4 76 Hình 3.9 Giản đồ XRD mẫu muối sunphat kép đất thu hồi 77 Hình 3.10 Giản đồ XRD mẫu bột sau kết tủa muối đất oxalat 78 Hình 3.11 Phổ tán xạ tia X muối oxalat đất 79 Hình 3.12 Giản đồ XRD muối oxalat đất sau nung 80 Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn hiệu suất phương trình thực nghiệm 83 Hình 3.14a Phân bố hiệu suất hịa tách cấp hạt thời gian nồng độ axit 84 Hình 3.14b Phân bố hiệu suất hòa tách cấp hạt , nồng độ axit khoảng thời gian 85 Hình 3.14c Phân bố hiệu suất hòa tách thời gian nồng độ H2SO4 cấp hạt 85 Hình 3.15 Vật liệu sau nung nhiệt độ 700 C a) Tỉ lệ 1:1:3; pH = b) Tỉ lệ 1:1:1,5; pH = 89 Hình 3.16 Ảnh SEM vật liệu REFeO3(a) với tỉ lệ 1:1:3 (b) 1:1:1,5 90 Hình 3.17 Giản đồ XRD vật liệu ReFeO3 tổng hợp tỉ lệ 1:1:1,5 90 Hình 3.18 Dung dịch phức điều kiện pH khác (a) pH = 2, (b) pH = 4-6, (c) pH = 91 Hình 3.19 Ảnh SEM vật liệu REFeO3 với tỉ lệ RE:Fe:AC=1:1:3, pH=2 91 Hình 3.20: Kết phân tích nhiệt vi sai gel khơ vật liệu REFeO3 92 Hình 3.21 Giản đồ XRD vật liệu ReFeO3 NdFeO3 94 Hình 3.22 Kết phấn tích EDX vật liệu REFeO3 94 Hình 3.23 Ảnh SEM vật liệu REFeO3(a) NdFeO3(b) 95 Hình 3.24 Đường đẳng nhiệt hấp phụ - nhả hấp phụ nitơ a) ReFeO3 b) NdFeO3 96 Hình 3.25 Phổ UV Vis- DRS vật liệu ReFeO3 NdFeO3 97 Hình 3.26 Đường cong Tauc xác định độ rộng vùng cấm vật liệu ReFeO3 NdFeO3 98 Hình 3.27 a) Sự phân hủy MB b) tốc độ phân hủy MB theo thời gian với liều lượng chất xúc tác khác 99 Hình 3.28 Hiệu suất phân hủy MB ảnh hưởng liều lượng H2O2 100 Hình 3.29 Hiệu suất phân hủy dung dịch MB có nồng độ khác theo thời gian 102 Hình 3.30 Hiệu suất phân hủy dung dịch MB với điều kiện khác 103 Hình 3.31 Sự thay đổi cường độ hấp thụ theo thời gian 104 Hình 3.32 Hiệu suất phân hủy MB theo thời gian xúc tác ứng với loại vật liệu 105 Hình 3.33 Sự thay đổi nồng độ dung dịch MB theo chu kì xúc tác 106 Hình 3.34a Giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu ReFeO3 trước sau chu kỳ 107 Hình 3.34b Giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu NdFeO3 trước sau chu kỳ 107 Hình 3.35 Thí nghiệm liên tục đánh giá khả sử dụng vật liệu 108 Hình 3.36 Quy trình thu hồi tổng hợp vật liệu Perovskite từ nam châm thải 111 MỞ ĐẦU Lý thực đề tài Chất thải điện, điện tử xếp vào loại chất thải nguy hại So với loại chất thải khác chúng có số lượng khơng lớn nguy mức độ độc hại chất thải điện tử không thu gom xử lý phương pháp nguy hiểm Loại chất thải trực tiếp gây nhiễm từ kim loại nặng chì, thủy ngân, cadimi… chất phụ gia có thành phần từ trình thu hồi, tái chế phế liệu kim loại có chất thải Các chất nhiễm phát tán, xâm nhập vào môi trường đất, nước khơng khí gây nên bệnh nguy hiểm ung thư, nhiễm độc máu, tăng mức độ sảy thai, bệnh da cho người loài động vật Về lâu dài, chất thải gây hủy hoại môi trường sống sức khỏe người Trong chất thải điện tử tồn tại, sẵn có nguyên tố có ý nghĩa phát triển cơng nghiệp lồi người số nguyên tố kim loại đất Các số thống kê năm gần cho thấy kim loại đất có gia tăng phạm vi ứng dụng lĩnh vực công nghệ cao Sự tăng giá, khan thị trường Trung Quốc - quốc gia cung cấp cho giới giảm xuất sử dụng sản xuất nội địa Chính điều thúc đẩy nhiều nước giới Đức, Mỹ khu vực Châu Á đầu Nhật Bản, Hàn Quốc nghiên cứu, xây dựng quy trình thu hồi kim loại đất chất thải điện tử Một ứng dụng thiếu với nhu cầu không ngừng tăng lên để lưu trữ thơng tin ổ cứng máy tính phận nam châm phần linh kiện thiếu thiết bị Tuy nhiên chúng có kích thước nhỏ nên giải pháp thu hồi, tái chế tái sử dụng phần nam châm nói riêng kim loại đất thành phần chủ đề nóng năm gần Với ý nghĩa thực tiễn vậy, mục tiêu nghiên cứu luận án thu hồi tổng kim loại đất với nguyên tố Neodym, Praseodym, Dysprosi Terbi có phận nam châm ổ cứng máy tính thải bỏ phương pháp hóa học Sản phẩm tổng đất thu hồi tiếp sử dụng để tổng hợp thành vật liệu nano perovskite phương pháp sol-gel Vật liệu tạo có hoạt tính, sử dụng làm chất xúc tác quang xử lý chất nhuộm màu Ý nghĩa việc thu hồi ngồi mục đích bảo vệ mơi trường cịn thúc đẩy phát triển công nghệ thu hồi, cách thức tái sử dụng nguồn khống sản khơng thể tái tạo ngày cạn kiệt Tại Việt Nam, việc tái chế thu hồi chủ yếu thực kim loại quí đồng, chì, vàng số kim loại khác từ mạch máy vi tính, điện thoại di động… nhiên kim loại đất cịn ít, chủ yếu dựa vào hỗ trợ công nghệ Nhật Bản Trung Quốc Các nghiên cứu hầu hết lĩnh vực khai thác khoáng sản, thu hồi từ nguồn bã thải sau trình tuyển quặng, chế biến thành sản phẩm phụ phân bón, số từ chất xúc tác thải hoạt động cơng nghiệp dầu khí nghiên cứu từ tinh quặng Trong năm vừa qua có số đề tài nghiên cứu thu hồi kim loại đất thiết bị điện tử đối tượng khác, nhiên nghiên cứu mức độ thử nghiệm Với định 16/2015/QĐ-TTg ngày 22/5/2015 Thủ tướng Chính phủ thu hồi, xử lý sản phẩm thải bỏ có nhóm thiết bị điện, điện tử việc nghiên cứu, xây dựng quy trình thu hồi kim loại đất chất thải điện tử, tái sử dụng, chế tạo sản phẩm có giá trị ứng dụng vấn đề thiết thực đồng thời đem lợi nhuận kinh tế đầy hi vọng Xuất phát từ thực tiễn tác giả lựa chọn hướng nghiên cứu luận án tiến sỹ “Nghiên cứu thu hồi định hướng ứng dụng kim loại đất thiết bị điện, điện tử” Mục tiêu nghiên cứu - Thu hồi kim loại đất phận nam châm có ổ cứng máy tính thải bỏ Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng điều kiện tối ưu tới q trình hịa tách thu hồi đất qui mơ phịng thí nghiệm - Tổng hợp vật liệu Perovskite từ muối đất thu hồi có thành phần Nd đánh giá hoạt tính quang xúc tác vật liệu Đối tượng nghiên cứu luận án Đối tượng nghiên cứu kim loại đất Nd, Pr, Dy, Tb có phân nam châm NdFeB có thiết bị ổ cứng máy tính thải bỏ Đánh giá hoạt tính quang xúc tác qua q trình phân hủy thuốc nhuộm xanh metylen Phạm vi nghiên cứu luận án Tập trung nghiên cứu q trình hịa tách thu hồi đất Nd, Pr, Dy, Tb từ nam châm thải bỏ ổ cứng máy tính, loại nam châm khó tái sử dụng trực tiếp qui mơ phịng thí nghiệm Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án - Ý nghĩa thực tiễn luận án tận dụng nguồn chất thải điện, điện tử, thu hồi tái sử dụng nguồn kim loại đất - loại khoáng sản khơng tái tạo được, có vai trị quan trọng lĩnh vực công nghiệp giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, thúc đẩy ngành công nghiệp tái chế chất thải Việt Nam đem lại hiệu kinh tế cho xã hội - Ý nghĩa khoa học luận án phương pháp hóa học thu hồi tổng kim loại đất phận nam châm thải phù hợp với điệu kiện kỹ thuật Việt Nam Từ sản phẩm thu hồi tổng hợp vật liệu có ý nghĩa lĩnh vực xử lý mơi trường - Góp phần hồn thiện cơng nghệ thu hồi đất từ thiết bị điện, điện tử thải thúc đẩy ngành công nghiệp tái chế chất thải Việt Nam; phương thức hiệu để đạt phát triển bền vững ngành điện, điện tử Kết luận án Trong kết nghiên cứu luận án, thu hồi tái sử dụng tổng kim loại đất loại nam châm ổ cứng máy tính thải bỏ (khơng thể tái sử dụng trực tiếp) nguyên liệu tiền chất ban đầu cho trình tổng hợp vật liệu nano perovskite đất cách tiếp cận Hướng phù hợp với điều kiện công nghệ thực tế Việt Nam thu hồi kim loại từ thiết bị điện, điện tử Đồng thời mở hướng nghiên cứu đưa lại hiệu sản phẩm tái chế ứng dụng xử lý mơi trường hay ứng dụng khác Luận án đạt số kết sau: Đã thu hồi tổng hợp vật liệu perovskite theo phương pháp sol-gel từ hỗn hợp kim loại đất thu hồi từ phận nam châm ổ cứng máy tính thải bỏ, vật liệu tổng hợp có khả quang xúc tác phân hủy chất màu (xanh metlen) cho định hướng ứng dụng xử lý chất thải Đã nghiên cứu đề xuất qui trình tổng thể từ thu gom, tiền xử lí, hịa tách thu hồi kim loại đất tổng hợp vật liệu perovskite đất từ phận nam châm ổ cứng thải bỏ CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Chất thải điện, điện tử thành phần đất thiết bị điện, điện tử 1.1.1 Chất thải điện, điện tử Trên giới có nhiều định nghĩa khác thiết bị điện, điện tử điện tử thải, nhiên số đó, định nghĩa liên minh nước Châu Âu chấp nhận rộng rãi Chất thải điện tử (E-waste) hiểu “Các thiết bị điện tử điện gia dụng thải bao gồm toàn thành phần, cụm lắp ráp - phận toàn sản phẩm thiết bị điện, điện tử thời điểm chúng bị thải bỏ” [1] Đây sản phẩm bị thải bỏ từ q trình hoạt động sản xuất cơng nghiệp, nông nghiệp sinh hoạt người… Các thành phần loại chất thải thải bị thải bỏ vào mơi trường có nguy bị phát tán, xâm nhập vào môi trường đất, nước khơng khí gây nên bệnh nguy hiểm cho người loài động vật [2] Theo UNEP, chất thải điện, điện tử chia thành nhóm khác thể Bảng 1.1 Bảng 1.1 Danh mục nhóm chất thải điện, điện tử [1] STT 10 Danh mục sản phẩm Thiết bị tiêu biểu Thiết bị điện, điện tử kích Tủ lạnh, lị vi sóng, máy giặt, điều hịa nhiệt thước lớn độ, … Thiết bị điện, điện tử kích thước Máy hút bụi, bàn là, … nhỏ Máy tính cá nhân, latop, fax, photocopy, điện Thiết bị viễn thông IT thoại bàn, điện thoại di động, … Tivi, radio, camera, dàn âm ly, nhạc cụ điện, Thiết bị nghe nhìn … Đèn huỳnh quang, đèn natri áp suất thấp, Thiết bị chiếu sáng đèn natri áp suất cao, đèn thủy ngân, … Máy khoan, máy cưa, máy khoan, máy cắt, Công cụ điện đột đập, máy phun, máy mài, … Đồ chơi ô tô tàu hỏa điện, trị chơi điện Đồ chơi, giải trí tử, thiết bị thể thao sử dụng điện/điện tử, thiết bị giải trí, đánh bạc, … Máy điện tim, máy X-quang, máy siêu âm, Thiết bị y tế máy đo đường huyết, thiết bị xạ trị, phân tích, tủ đơng, … Thiết bị báo cháy, cảm biến nhiệt, thiết bị đo Thiết bị quan sát kiểm soát đạc hộ gia đình cơng nghiệp, … Thiết bị tự động làm nóng lạnh nước uống, Thiết bị tự động khác máy rút tiền tự động, … Lượng chất thải điện, điện tử phát sinh giới Theo số liệu nghiên cứu C.P Baldé đại học Quốc gia Bonn - CHLB Đức, năm 2014 lượng thiết bị điện tử thải bỏ tồn cầu có triệu bóng đèn; triệu thiết bị điện tử kích thước nhỏ; triệu thiết bị đơng làm lạnh; 11,8 triệu thiết bị cỡ lớn; 12,8 triệu thiết bị loại khác Năm 2018, toàn cầu có 49,8 triệu chất thải điện tử, với mức tăng trưởng hàng năm từ đến % [3] Và theo báo cáo nghiên cứu tiếp vào năm 2017 lượng chất thải điện tử phát sinh năm 2016 44,7 triệu tấn, 20% số xử lý cách Lượng chất thải điện tử cịn lại trơi thị trường xuất sang nước phát triển để tái sử dụng tái chế kim loại Lượng chất thải điện tử dự báo tới năm 2021 52,2 triệu [4] Hình 1.1 Lượng chất thải điện tử toàn cầu dự báo tới năm 2021 [4] Mỹ quốc gia phát sinh nhiều chất thải điện, điện tử Theo báo cáo quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ - EPA, năm 2010 lượng thiết bị điện tử thải xấp xỉ 2,4 triệu có 27 % số đem tái chế (được trình bày Bảng 1.2 [5]) ... 1.1 Chất thải điện, điện tử thành phần đất thiết bị điện, điện tử 1.1.1 Chất thải điện, điện tử Trên giới có nhiều định nghĩa khác thiết bị điện, điện tử điện tử thải, nhiên số đó, định nghĩa liên... tái chế, tái sử dụng khơng cách nguy gây nên tác động xấu tới môi trường sống người 8 1.1.2 Thành phần kim loại kim loại đất thiết bị điện, điện tử Trong thiết bị điện, điện tử có chứa nhiều... phần chất thải điện, điện tử [11] Trong thiết bị điện, điện tử tỉ lệ đất tổng số kim loại sử dụng ít, nhiên vai trị khơng nhỏ việc tạo hiệu suất đặc trưng tính thiết bị Kim loại đất biết đến nhóm