Hiện nay, việc xử lý và tỏi chế nhựa chủ yếu là ở cỏc nước phỏt triển như Mỹ, Nhật và cỏc nước Chõu Âu. Nhưng việc tỏi chế nhựa cú những khú khăn là do khụng rừ thành phần cỏc loại nhựa, giỏ trị thương mại của nhựa hỗn hợp (khụng phõn loại) là rất thấp. Để tỏi chế nhựa phế thải từ thiết bị điện tử, bước đầu tiờn là quỏ trỡnh phõn loại. Nhựa bị lẫn tạp chất cú nhiều lớp nhựa khỏc nhau hoặc lớp sơn phủ phải được loại bỏ. Bởi vỡ cỏc loại nhựa khỏc nhau chủ yếu được sử dụng trong cỏc sản phẩm điện tử khỏc nhau, việc tỏch nhựa dựa vào từng loại sản phẩm được chỉ trong bảng 1.6, cú tỷ lệ tỏi chế tốt hơn. Tầm quan trọng của quỏ trỡnh phõn loại và tỏch được mụ tả trong Bỏo cỏo Minnesota (Minnesota Office of Environmental Assistance, 2001). Bỏo cỏo này cho thấy rằng việc phõn loại tốt và tỏch là rất quan trọng cho cụng việc tỏi chế nhựa, bởi vỡ nhựa sạch và cỏc loại nhựa giống nhau sẽ làm tăng độ tinh khiết và chất lượng đầu ra của sản phẩm. Điều này cú thể giải quyết vấn đề của OEM khụng muốn chấp nhận cỏc sản phẩm nhựa tỏi chế, vỡ những khú khăn trong việc xỏc định thành phần cỏc loại nhựa tỏi chế.
Bảng 1.6. Cỏc loại nhựa được sử dụng trong cỏc sản phẩm điện tử
Loại thiết bị Loại nhựa
Ti vi HIPS, ABS, PPE, PVC, PC
Mỏy vi tớnh ABS, HIPS, PPO, PPE, PVC,
PC/ABS Cỏc loại thành phần và thiết bị
khỏc
HIPS, ABS, PVC, PPE, PC/ABS, PC…
Về cơ bản, cú bốn phương phỏp xử lý, tỏi chế cho nhựa phế thải điện tử là: tỏi chế hoỏ học, tỏi chế cơ học, tỏi chế bằng nhiệt và chụn lấp [12]. Cỏc phương phỏp này được trỡnh bày túm tắt ở hỡnh 1.3.
Hỡnh 1.3. Cỏc phương phỏp xử lý, tỏi chế nhựa phế thải
Hỗn hợp nhựa
Tỏi chế hoỏ học Tỏi chế cơ học Tỏi chế nhiệt
Chia cắt, phõn loại và tỏch Nhà mỏy lọc dầu
hoặc luyện kim Gải phúng nhiệt
hoặc lũ xi măng
Sản phẩm mới Nguyờn liệu
mới (thụ) Nhiờn liệu khỏc
Tỏi chế hoỏ học: quỏ trỡnh này sử dụng nhựa phế thải điện tử như một nguyờn liệu cho quỏ trỡnh Hoỏ dầu hoặc được dựng như một chất khử trong nấu chảy kim loại.
Tỏi chế cơ học: phương phỏp này sử dụng quỏ trỡnh chia cắt và phõn loại, tỏch để cuối cựng tạo ra cỏc sản phẩm nhựa mới.
Tỏi chế bằng nhiệt: phương phỏp này cú sử dụng nhiệt và nhựa được dựng như một nhiờn liệu tự nhiờn.
1.2.2.1. Tỏi chế nhựa bằng phương phỏp hoỏ học
Tỏi chế húa học là phõn giải chất thải polyme thành những monome hoặc những chất húa học hữu dụng bằng cỏc phản ứng húa học. Phương phỏp tỏi chế húa học bao gồm quỏ trỡnh nhiệt phõn, khớ húa, đề polyme húa bằng việc sử dụng dung dịch tuyệt đối, khử hidro.
Cụng ty Elldex, New Zealand đó sản xuất một loại bao bỡ tự huỷ từ phế thải Polyetylen. Bao bỡ phõn dó sinh học qua hai quỏ trỡnh căn bản nhờ vào một chất phụ gia là TDPA. Kết quả là cỏc tỳi sản xuất ra cú tuổi thọ từ 18 - 24 thỏng và khi phõn huỷ thỡ khụng gõy độc hại cho mụi trường [3].
Hoỏ chất tỏi chế: Phế thải chất dẻo cũn dựng nguyờn liệu hoỏ dầu sau khi phõn huỷ thành monome, hoỏ lỏng hoặc hoỏ khớ chỳng. Đối với PC và Polymetyl metacrylat (PMMA), người ta đó phõn huỷ sản phẩm phụ được sinh ra trong quỏ trỡnh sản xuất thành monome. Nhiều nghiờn cứu đang được tiến hành để tỏi chế monome từ sản phẩm dệt, vớ dụ như Polyeste và nylon, dầu đốt từ polyolefin [10].
Sử dụng nhựa PET phế thải để sản xuất vật liệu composite và bờ tụng polyme: nhựa PET phế thải được cắt nhỏ, làm sạch, sấy khụ, sau đú được phõn
huỷ bằng phản ứng glycolysis với một Glycol tạo thành hỗn hợp cỏc chất diacol cú trọng lượng phõn tử thấp. Hỗn hợp này được ngưng tụ với một diacid hữu cơ khụng no (UPE). Nhựa UPE được pha trong dung mụi khụng no như Styren monome và được sử dụng làm chất kết dớnh cho vật liệu composit. Từ nhựa PET phế thải, người ta chế tạo được vật liệu compozit và bờ tụng Polyme với giỏ thành hạ và cú thể sử dụng rộng rói [2].
1.2.2.2. Tỏi chế nhựa bằng phương phỏp cơ học
So với số lượng hạn chế cỏc kim loại khỏc nhau được sử dụng trong ngành điện tử, thỡ một lượng lớn cỏc loại nhựa được sử dụng. Ngoài ra, cỏc loại nhựa cú thể được phủ, trộn với phụ gia, và làm tăng khả năng chống chỏy. Việc này như một rào cản đối với nhựa tỏi chế. Như trường hợp trong cỏc quỏ trỡnh tỏi chế, những yếu tố quan trọng cho sự thành cụng là một nguồn cung cấp ổn định nguyờn liệu chất lượng cao và sự tồn tại của một thị trường cho nhựa tỏi chế. Tỏi chế cần một nguồn cung cấp liờn tục của cựng một loại nhựa, nhưng tỡnh hỡnh thực tế là rất khú khăn vỡ mỗi sản phẩm sử dụng cỏc loại nhựa khỏc nhau. Ngay cả khi cựng một loại nhựa được sử dụng, cú thể cú màu sắc và chất phụ gia khỏc nhau. Vớ dụ, cụng ty Hewlett Packard đó cố gắng sử dụng nhựa tỏi chế tại nhà mỏy in của mỡnh, nhưng họ khụng thể tỡm đủ nguyờn liệu và gặp phải vấn đề phự hợp với màu sắc của cỏc loại nhựa tỏi chế và nhựa tinh khiết. Vỡ vậy, họ tập trung, và thay vào đú sử dụng nhựa tỏi chế với thành phần phự hợp và màu sắc khụng phải là vấn đề quan trọng (Toloken, 1998) [11].
Để tỏi chế nhựa tốt hơn, vấn đề cần thiết là cỏc nhà sản xuất giảm số lượng cỏc hạt nhựa được sử dụng trong ngành điện tử. Vớ dụ, ngành cụng nghiệp ụ tụ đang giảm, lớp nhựa sử dụng từ 100 đến 7 hoặc 8 loại, 3 hoặc 4 trong số đú sẽ được sử dụng với khối lượng lớn hơn (Biddle, 1998). Tớnh chất vật lý và cơ học
cũng là một rào cản trong việc tỏi chế nhựa. Nhựa cú đặc tớnh khỏc nhau tựy theo mục đớch sử dụng trong cỏc thiết bị điện tử. Vớ dụ, nhựa được sử dụng trong hộ gia đỡnh và ở trong cỏc bản mạch in (PWBs) cú đặc tớnh khỏc nhau. Để tỏi chế nhựa đạt hiệu quả hơn nữa, phõn loại và cỏc kỹ thuật tỏch là cần thiết [11].
Cụng ty MBA Polymers. Inc 14 đó phỏt triển hoàn thiện quy trỡnh cơ học tỏi chế nhựa phế thải. Cụng ty này đó sử dụng nguyờn liệu từ nhiều nguồn khỏc nhau và tỏi chế những loại nhựa này thành nhựa kỹ thuật cú giỏ trị cao để tỏi sử dụng trong cỏc ứng dụng tương tự.
Cỏc cụng nghệ để phõn loại và xỏc định cỏc loại nhựa: loại bỏ cỏc lớp sơn và chất phủ, giảm kớch thước, kỹ thuật tỏch cỏc vật liệu khỏc, xỏc định và phõn loại nhựa.
Dựng trong sản xuất nhựa mới: cỏc vỏ nhựa ti vi và màn hỡnh mỏy vi tinh sau khi được làm sạch, nghiền nhỏ đến cỡ hạt 1-3 mm thỡ được rửa tẩy cỏc hợp chất bảo vệ và cỏc chất bẩn khỏc, sấy và chuyển đến cỏc cơ sở sản xuất nhựa chất lượng thấp [2].
Sử dụng xốp polystyren phế thải trong xõy dựng: phế thải xốp PS ở dạng hạt được đưa vào hỗn hợp vữa xi măng và sẽ thu được một loại bờ tụng mới cú khối lượng riờng nhỏ hơn so với bờ tụng thụng thường và cú nhiều đặc tớnh mới khỏc [2, 10].
Sản xuất thành cụng vỏn ộp từ rỏc thải nilon: phế thải nilon, sau cỏc bước sơ chế như phõn loại, làm sạch, cắt nhỏ, sấy khụ và pha trộn tỷ lệ thớch hợp với cỏc phụ gia bột đỏ và sơ dừa, sẽ được đưa vào mỏy ộp để tạo thành tấm vật liệu. Loại cốp pha mới từ nilon cú ưu điểm hơn hẳn cỏc loại cốp pha truyền thống ở tớnh chịu ẩm, mặt nhẵn và sức bền. Tất cả cỏc nguyờn liệu sản xuất đều là cỏc sản phẩm giỏ rẻ, rất sẵn cú trong nước [2].
1.2.2.3. Tỏi chế nhựa bằng phương phỏp nhiệt
Tỏi chế nhiệt cú nghĩa là sử dụng nhựa làm nhiờn liệu mục đớch chớnh của tỏi chế nhiệt là phục hồi năng lượng. Nhựa cú một giỏ trị nhiệt độ cao. Bới vỡ nhựa cú nguồn gốc từ dầu, nhựa cú giỏ trị năng lượng tương đương hoặc lớn hơn so với than. Vật liệu nhựa cú thể được đốt và cung cấp năng lượng dưới dạng nhiệt. Vớ dụ, 1 tấn nhựa cú thể thay thế 1,3 tấn than trong lũ nung xi măng (USGS, 2001) [11].
Phương phỏp tỏi chế nhựa được xem xột bới APME là lựa mụi trường cho quản lý nhựa từ thiết bị điện tử ở chõu Âu. Trong năm 2002, Thụy Sĩ và Đan Mạch hồi phục khoảng 70% tổng số nhựa phế thải thụng qua tỏi chế nhiệt (Hiệp hội Nhựa cỏc nhà sản xuất ở Chõu Âu, năm 2003). Trong năm 2003, khoảng 23% tổng khối lượng nhựa phế thải ở Tõy Âu là tỏi chế nhiệt, chiếm phần lớn so với phương phỏp tỏi chế khỏc (Hiệp Hội Nhựa Mỹ, năm 2003). Thớ điểm quy mụ thành phố về chất thải rắn, cỏc cơ sở đốt chỏy được trang bị với hệ thống chà ẩm ướt phự hợp đó chứng minh rằng phục hồi năng lượng từ chất thải nhựa cú chứa chất chống chỏy brụm là kỹ thuật khả thi (Hiệp hội cỏc nhà sản xuất nhựa ở Chõu Âu, năm 2002).
Tỏi chế chất dẻo thu hồi nhiệt: tỏi chế để thu hồi nhiệt là sử dụng hơi nước sinh ra khi đốt chất thải để sưởi ấm hoặc chạy cỏc mỏy phỏt điện. Những thành phố lớn cú thể tự tạo ra điện như lũ đốt chất dẻo kết hợp với cỏc chất thải chỏy được. Một trong cỏc giải phỏp đang được nghiờn cứu ứng dụng là xõy dung cơ sở chế biến trung gian để cung cấp nhiờn liệu cho nhà mỏy điện. Nhờ chế biến trung gian, chất dẻo thải bỏ cú thể trở thành nhiờn liệu chuyển hoỏ hoặc dầu tỏi sinh. Loại nhiờn liệu chuyển hoỏ này (RDF) cú thể sử dụng rộng rói, khụng cần cú hệ
thống thu gom phõn loại phức tạp, vỡ giấy thải, chất thải sinh hoạt và chất thải khỏc khụng phải chất dẻo cú thể trộn lẫn cựng RDF [2, 11].
Sản xuất sỏp từ nhựa Polyetilen phế thải, quỏ trỡnh phõn huỷ nhựa phế thải thường được thực hiện bằng thiết bị phõn huỷ nhiệt và gồm cỏc bước sau: đưa chất thải Polyetilen vào mỏy ộp, cho núng chảy và đưa vào mỏy phõn huỷ nhiệt, phõn huỷ chất thải, làm nguội sản phẩm trong thiết bị trao đổi nhiệt, tỏch sản phẩm phụ dễ bay hơi ra, lọc và trộn đều sản phẩm đó núng chảy rồi lấy ra để làm thành sỏp. Thay đổi nhiệt độ theo cỏc vựng của mỏy ộp và tần số quay của guồng xoỏy sẽ cho phộp điều chỉnh được khối lượng phõn tử của sản phẩm.
Chất dẻo tỏi sinh làm nguyờn liệu phục vụ ngành khỏc: phương phỏp này sử dụng chất thải dẻo làm nguyờn liệu thay thế than trong lũ luyện thộp. Phương phỏp này được ỏp dụng thành cụng ở Đức. Ở Nhật bản, một nhà mỏy sản xuất thộp đó bắt đầu thử nghiệm phương phỏp này.
Cú khả năng phương phỏp này khụng chỉ ỏp dụng cho chất thải dẻo cụng nghiệp mà cả chất thải rắn sinh hoạt. Cỏc nghiờn cứu hiện đang được tiến hành nhằm giảm thành phần Vinyl Clorua trong chất thải hoặc giảm lượng Clo sinh ra trong quỏ trỡnh tỏi chế [2].
Nhiờn liệu cho lũ xi măng: chất thải dẻo và lốp xe bỏ đi được sử dụng làm nguồn nhiệt trong cỏc lũ xi măng thay thế than, giảm bớt sử dụng nguyờn liệu thứ hai. Kỹ thuật này cú thể sử dụng cả hỗn hợp chất dẻo. Đõy là phương phỏp tỏi chế hiệu quả, khụng cần phải cải tiến cơ sở cụng nghiệp sẵn cú.
1.2.2.4. Biện phỏp chụn lấp
Phương phỏp này chi phớ thấp và được ỏp dụng phổ biến ở cỏc nước đang phỏt triển.
Nếu trước kia chụn lấp thường bằng cỏc hố chụn lấp bỡnh thường thỡ ngày nay những chất thải cụng nghiệp khụng tận dụng được thỡ phải chụn lấp ở những hố chụn lấp đặc biệt, theo thời gian tớnh toỏn khụng dưới 25 năm. Do sự nguy hiểm của việc chụn lấp mà ở hàng loạt cỏc nước phỏt triển đó cấm chụn lấp chất thải, trong đú bao gồm cả nhựa phế thải, ngay cả khi cú thờm những chất đặc biệt vào chất thải chụn lấp để làm thoỏng đất [11].
Phương phỏp này cú cỏc ưu điểm như: cụng nghệ đơn giản; chi phớ thấp, song nú cũng cú một số nhược điểm như: chiếm diện tớch đất tương đối lớn; việc tỡm kiếm xõy dựng bói chụn lấp mới là khú khăn và cú nguy cơ dẫn đến ụ nhiễm mụi trường nước, khụng khớ, gõy chỏy nổ.
Trờn đõy là một số phương phỏp tỏi chế nhựa núi chung. Tuy nhiờn, chỳng ta hoàn toàn cú thể dựa vào cỏc phương phỏp này để tỡm ra phương phỏp xử lý, tỏi chế nhựa phế thải điện tử ở Việt Nam trong tương lai.
PHẦN II: THỰC NGHIỆM