نحوه استخراج طلا از بردهای (قطعات) الکترونیکی

ما در جامعه‌ای زندگی می‌کنیم که به طرز شگفت‌انگیزی تحت سلطه فناوری است و هر چه می‌گذرد این تسلط بیشتر می‌شود. همین امر موجب شده است که انسان برای رسیدن به اهداف خود در این زمینه از طبیعت بهره ببرد. برای مثال امروزه در انواع دستگاه‌های الکترونیکی از منابع معدنی و فلزی استفاده می‌شود. این موضوع طبیعتا کاهش تدریجی این منابع را در پی دارد و موجب می‌شود بازیافت قطعات الکترونیکی برای به دست آوردن فلزات ارزشمند مانند طلا، نقره، پالادیوم و ... از ضروریات تلقی شود. طلا خاصیت رسانایی بالایی دارد و همین خاصیت آن را به یکی از فلزات محبوب برای استفاده در مدارها و بردهای الکترونیکی بدل کرده است. در این مقاله قصد داریم شما را با نحوه استخراج طلا از بردهای (قطعات) الکترونیکی آشنا کنیم.

علت استفاده از طلا در بردهای الکترونیکی چیست؟

آمار نشان داده است که در معدن‌های طلا معمولا 20 الی 30 تن طلا وجود دارد. اگر کمی محاسبه انجام دهیم، متوجه می‌شویم که در یک کیلو از قطعه ساده موبایل یا کامپیوترها، چیزی حدود 1 الی 3 گرم طلا یافت می‌شود. البته هرچه دستگاه کوچک‌تر باشد، یافتن طلا در آن کاهش پیدا می‌کند. وسایل الکترونیکی به طور کامل از طلا ساخته نشده‌اند؛ اما این فلز در برخی از اجزاء آن‌ها به چشم می‌خورد. در ادامه دلایل این موضوع را برایتان بررسی می‌کنیم:

• رسانایی الکتریکی بالا

یکی از خواص طلا قدرت آن در هدایت الکتریکی است. این فلز ارزشمند رسانایی بالایی دارد؛ یعنی الکتریسیته به آسانی می‌تواند با حداقل مقاومت از آن عبور کند. فلزات دیگر نیز مانند مس، نقره و آلومینیوم این ویژگی را دارند؛ اما رسانایی الکتریکی طلا از تمام آن‌ها بالاتر است. در صورتی که طلا از اجزاء قطعات الکترونیکی باشد، به الکتریسیته اجازه می‌دهد تا با کمترین مقاومت به دستگاه وارد و از آن خارج شود.

• استفاده آسان

یکی دیگر از دلایل استفاده از طلا در قطعات الکترونیکی این است که برخلاف ظاهر، کار با آن آسان است. بسیاری از مردم تصور می‌کنند که طلا فلزی سفت، سخت و قوی است؛ اما این تصور درست نیست. این فلز نرم و انعطاف‌پذیرتر از آن است که به نظر می‌آید. این ویژگی باعث می‌شود که بتوان آن را به راحتی در لوازم الکترونیکی کوچک گنجاند.

• مقاوم در برابر تیرگی

فواید بهره‌مندی از طلا در ساخت بردهای الکترونیکی تنها به موارد گفته شده محدود نمی‌شود. این فلز ارزشمند در برابر کدر شدن نیز بسیار مقاوم است و حتی اگر برای مدت زمان طولانی در معرض هوای آزاد قرار بگیرد، با اکسیژن ترکیب نمی‌شود. این موضوع در میزان تیره شدن اهمیت زیادی دارد؛ زیرا در اصل اکسیژن است که علت اصلی کدر شدن و زنگ زدگی به شمار می‌رود.

در چه بردهایی طلا وجود دارد؟

شرکت‌های سازنده از فلز طلا در بردها استفاده می‌کنند و بردها هر چقدر حساس‌تر باشد، مقدار طلایی که در این برد استفاده می‌شود، بیش‌تر است. برای مثال در سی‌پی‌یوها پایه زرد رنگی وجود دارد که همان طلا است. در دیتاها و انتقال اطلاعاتی که در سی‌پی‌یو رخ می‌دهد، نیاز است از فلز طلا استفاده شود تا بهترین خروجی گرفته شود. شرکت‌های سازنده به این دلیل از فلز طلا در بردها استفاده می‌کنند. پس در این صورت اولین قطعاتی که می‌توان از آن طلا استخراج کرد، سی‌پی‌یو است. سی‌پی‌یو ها هر چقدر قدیمی‌تر باشند می‌توان مقدار طلای بیشتری استخراج کرد و همچنین یک سری از سی‌پی‌یوها مانند کف طلا، سرامیکی و ... مقدار طلای بیشتری دارند. بردهای مخابراتی نیز مدل‌های مختلفی دارد و روکش زرد رنگی که روی برد مخابراتی وجود دارد، طلا است. از بردهایی که کیفیت بالاتری دارند می‌توان حداقل 2 الی 3 گرم طلا استخراج کرد. برد دیگری که در آن طلا وجود دارد، گوشی موبایل است.

باید اشاره کرد که بردها دارای دو مدل اصلی و درجه دوم هستند. بردهای اصل به بردهایی گفته می‌شود، که از طلا تهیه شده باشند که جزء بردهای با کیفیت به شمار می‌رود. برد دیگری هم وجود دارد که به آن هندی می‌گویند یا در واقع به برد فیک هم شناخته می‌شود، که به لحاظ کیفیت پایین هستند. در این بردها به جای طلا از کربن استفاده شده و مقدار استخراج کردن طلا از این برد نسبت به بردهای اصل پایین‌تر است.

نحوه استخراج طلا از بردهای الکترونیکی

شما در صورتی که دانش و اطلاعات ابتدایی از علم شیمی داشته و با خطرات این کار کاملا آشنا باشید، می‌توانید پس از تهیه تجهیزات حفاظتی مناسب (عینک، دستکش و روپوش) و فضایی که تهویه مطمئنی دارد، اقدام به استخراج طلا از بردهای الکترونیکی کنید. برای این کار لازم است که این مراحل را دنبال کنید:

جمع‌آوری ضایعات

طلای گوشی‌ها بیشتر در قسمت‌های سیم کارت، برد اصلی و قطعات کوچک‌تر پشت صفحه نمایش LCD یافت می‌شود. برای جداسازی طلا از این قطعات فولادی با روکش طلا از آهنربا استفاده کنید.

جداسازی بردها

بردهای مدار را در ظرفی شیشه‌ای بگذارید. در ظرف دیگر دو قسمت اسید کلریدریک و یک قسمت پراکسید هیدروژن ضعیف (با غلظت سه درصد) را با هم ترکیب کنید. مخلوط به دست آمده را روی تخته‌های مدار بریزید به طوری که به طور کامل در آب فرو روند. پس از انجام این مراحل لازم است که یک هفته صبر کنید و هر روز آن را با یک میله شیشه‌ای یا پلاستیکی هم بزنید. پس از گذشت زمان اسید تیره می‌شود و تکه‌های طلا از ضایعات جدا می‌شوند.

استفاده از روش SMB 

در این روش برای مراحل استخراج طلا، از بردهای الکترونیکی، از بی‌سولفات سدیم استفاده می‌شود. با افزودن این ماده رنگ محلول دچار تغییر می‌شود. سپس پودر قهوه‌ای رنگی در این محلول رسوب می‌کند. این پودر در واقع طلای 24 عیار است. در ادامه باید این محلول را از صافی بگذرانید که فقط ذرات طلا باقی بماند. حالا باید این رسوب را در کوره بوته بگذارید و با دمای بالای 2400 درجه حرارت بدهید. اگر برای بدست آوردن طلا از دمای کمتری استفاده کنید، طلا خراب می‌شود و حتی خطرات دیگری را در پی دارد. به یاد داشته باشید که تا 70% حجم پودر کاهش پیدا می‌کند.

پودر کردن برد

این روش را چینی‌ها توانسته‌اند کشف کنند. برای مراحل استخراج طلا از بردهای الکترونیکی در این روش از مواد فلزی و مواد غیر فلزی را توسط میدان مغناطیسی که با ولتاژ بالا کار می‌کند، جدا می‌کنند. سپس آن‌ها را در محیط خلاء قرار می‌دهند. با استفاده از روش تقطیر کردن مواد غیر فلزی را به صورت یک قالب کوچک در می‌آورند. بعد از پودر شدن مواد غیر فلزی، در دمای بالا به خمیر نیز تبدیل می‌شود. با اضافه نمودن ماده زرین به درون این قالب‌ها، مواد سختی به دست می‌آیند که سختی آن‌ها در حد بتن هستند. همچنین می‌توانند جایگزین خوبی برای چوب باشد. این راه می‌تواند آسان باشد. اما نیاز به محیط مناسب دارد.

توسط سیانید

این روش خطرناک است و پیشنهاد می‌شود که حتماً در کنار فردی که تجربه کافی دارد، انجام دهید و از انجام سرخود آن به شدت جلوگیری کنید. فرآیند بکار رفته در در این استخراج شامل ترکیب مواد شیمیایی پودر شده یا سیانید سدیم است. با سیانید می‌توانند به راحتی طلا را استخراج کنند. استفاده از این روش در بسیاری از کشورها ممنوع است. به همین دلیل این روش پیشنهاد نمی‌شود و باید در یک شرایط خاص استفاده شود.

روش بیولوژیکی

برای بازیافت فلزاتی که سنگین هستند از جمله نقره، پالادیوم، طلا و مس باید از میکروارگانیسم‌ها استفاده کنید. همچنین این روش از روش سیانید بسیار کاربردی‌تر است. زیرا به طبیعت آسیب وارد نمی‌شود؛ حتی خود ارگانیسم با تولید متابولیکی، سعی بر این دارد که طلا را حل کند. این روش نسبت به تمامی روش‌های معرفی شده، خطرات و آلودگی کمتری تولید می‌کنند.

استفاده از ژل کاغذ

یکی‌دیگر از این روش‌ها استفاده از ژل کاغذ برای استخراج طلا است. برای این کار از روزنامه‌های قدیمی خمیری می‌سازند. سپس مواد شیمیایی مانند کلر و فرمالدئید، ژل کاغذی می‌سازند. بعد ژل بدست آمده را خشک می‌کنند و به شکل پودر در می‌آورند. این قابلیت ژل کاغذی برای استخراج طلا، به علت وجود سلولز در آن است. به همین دلیل مواد شیمیایی به راحتی در هر قالبی که بخواهند در می‌آیند. نقطه ضعف آن در مدتی است که طول می‌کشد تا طلا استخراج شود. زیرا حدود 5 الی 6 ساعت طول می‌کشد و برای بدست آوردن یک طلا، کار زمان بری است.

روش قالکاری 

این روش دارای بازدهی بالایی بوده و خواهان زیادی دارد. در این روش بردهای الکترونیکی را در داخل کوره‌های داغ قرار می‌دهند. همچنین برای بازدهی بهتر مواد دیگری چون سرب، نقره و مس به آن اضافه می‌کنند. این ماده‌ها به این دلیل استفاده می‌شود که، فلزی چون طلا را به خود جذب کند و مواد اضافه از بین بروند. کار اکسید سرب برای این است که اکسید شدن فلزات را جمع کند. با ذوب سرب و حتی نقره در کوره، فلزات مهم چون طلا در کف کوره ته‌نشین می‌شوند و تمامی مواد ناخالص به صورت شناور در می‌آیند.

لوازم مورد نیاز برای استخراج طلا در قالکاری

1. کوره بوته‌ای
2. ظروف آزمایشگاهی
3. بوته گلدانی از جنس غیر گرافیت
4. همزن
5. قیف کاغذی برای صاف کردن
6. هات پلیت
7. استفاده از لوازم ایمنی (دستکش و عینک و لباس مخصوص)

جمع کردن تکه‌ها

ترکیب‌ها را از فیلتر قهوه رد کنید و در ظرف شیشه‌ای دیگری بریزید. در این حالت تکه‌های طلا باقی می‌مانند. قطعات بردهای باقی‌مانده را در سینی پلاستیکی پر از آب بریزید. هر قطعه را با طلای باقی‌مانده برای فرو بردن مجدد ذخیره کنید. آب را با فیلتر بریزید تا گرد و غبار طلا جمع شود و پوسته‌ها را بشویید.

ذوب کردن طلا

در این مرحله از استخراج طلا از بردهای الکترونیکی لازم است که یک کاسه سفالی را با یک مشعل گرم کنید و مقداری بوراکس به آن اضافه کنید؛ زیرا این ماده باعث می‌شود که طلا در دمای کمتر از 1064 درجه سانتی‌گراد ذوب شود. به محض این که بوراکس نرم شد، تکه‌های طلا را به آن اضافه کنید. شما باید حرارت را آنقدر ادامه دهید تا تکه‌ها ذوب شوند و به صورت دایره‌های کوچک درآیند.

مواد شیمیایی مورد استفاده برای جداسازی طلا از بردهای الکترونیکی

در بخش پیشین نحوه استخراج طلا از بردهای الکترونیکی را به کمک مواد شیمیایی پراکسید هیدروژن و اسید کلریدریک توضیح دادیم. در این بخش قصد داریم مواد دیگری را که این جداسازی را امکان‌پذیر می‌کنند، برایتان نام ببریم. برخی از آن‌ها عبارت اند از:

• اسید نیتریک غلیظ
• اسید هیدروکلریک
• آب اکسیژنه
• متانول
• گازوئیل

رعایت نکات زیر هنگام خرید بردهای الکترونیکی

• بردهایی که کاربرد پزشکی، نظامی یا هوا فضا داشته‌اند معمولا نسبت به بردهای دیگر حاوی طلا و نقره بیشتری هستند.
• به طور کلی بردها و قطعات الکترونیکی هرچه قدیمی‌تر باشند، حاوی طلا و نقره بیشتری خواهند بود.
• برای ارزشگذاری یک برد الکترونیکی باید به میزان چیپ‌ها و خازن‌های نصب سطحی موجود در آن، روکش‌های طلای احتمالی روی برد، کاربردی که برد داشته است، سال ساخت برد و بسیاری از موارد دیگر توجه کرد.
• بردهای مس بار که معمولا قهوه‌ای رنگ هستند و از لوازم صوتی – تصویری و لوازم خانگی جدا می‌شوند، حاوی طلا و نقره بسیار کمی هستند. به همین خاطر این بردها فقط برای بازیافت مس مورد توجه قرار می‌گیرند.

مراحل استخراج طلا از کیت‌های موبایل و قطعات کامپیوتری

1. جمع‌‌آوری تراشه‌های فلزی حاوی طلا در پردازنده کامپیوتر، روکش دندان طلا و زیوآلات
2.  آنها را در فنجان قهوه بگذارید.
3. با ریختن دو پیمانه جوهر نمک و یک پیمانه آب اکسیژنه در یک ظرف، آنها را با هم مخلوط کنید.
4. محلول جوهر نمک و آب اکسیژنه را در فنجان قهوه بریزید.

نتیجه‌گیری

میانگین قیمت طلا تا اکتبر 2019 نزدیک به 1500 دلار در هر انس محاسبه شده است و آن را یکی از گران‌ترین فلزات در جهان می‌شناسند. اما این قیمت بالا باعث نمی‌شود که از کاربردهای فراوان آن در تولید لوازم الکترونیکی استفاده چشم پوشی کرد. در بسیاری از لوازم الکترونیکی مانند رایانه‌های رومیزی، تلفن‌های هوشمند، تلویزیون‌ها، کنسول‌های بازی ویدیویی و ... در اجزاء خود طلا دیده می‌شود. سوالی که پیش می‌آید این است که چرا تولیدکنندگان با وجود قیمت بالای این فلز گرانبها، همچنان از آن در محصولات خود بهره می‌برند؟ ما در این مقاله در ابتدا دلایل این کار را در مواردی مجزا بررسی کردیم و سپس نحوه استخراج طلا از بردهای الکترونیکی را به طور کامل توضیح دادیم. در آخر نیز مواد شیمیایی‌ای را که به کمک آن‌ها می‌توان به این کار اقدام کرد، نام بردیم.