Quest'anno, laptop splendidamente confezionati, telefoni cellulari o anche nuovi televisori giacevano sotto gli alberi di Natale. Vengono utilizzati con entusiasmo e i vecchi dispositivi elettronici vengono smaltiti. I rifiuti elettronici contengono risorse come il neodimio, indio e oro. Cosa succede ai materiali di pregio? E quanto metallo raro è contenuto nei telefoni cellulari, computer e monitor ancora in uso oggi? I ricercatori dell'Empa hanno indagato su queste domande.

Le tre risorse naturali oro, il neodimio e l'indio sono tra gli elementi più rari sulla terra:ciascuno dei tre metalli rappresenta meno dello 0,00001% della crosta terrestre. Possono essere trovati in un gran numero di dispositivi elettronici, in piccole quantità, ma nelle funzioni chiave:l'indio come ossido di indio stagno è elettricamente conduttivo e trasparente allo stesso tempo. A causa di queste proprietà, il materiale è utilizzato negli schermi LCD, Per esempio. Il neodimio viene utilizzato in combinazione con ferro e boro per produrre potenti magneti. Questi si trovano nei dischi rigidi, Altoparlanti, cuffie e telefoni cellulari. L'oro infine è un ottimo conduttore che non può corrodersi. Il metallo viene quindi utilizzato in componenti elettronici come contatti di commutazione o circuiti stampati.

Il problema è che il neodimio e l'indio in particolare sono considerati metalli critici. Ciò significa che da un lato vi è il rischio di interruzioni della fornitura, in quanto i due rari elementi sono estratti quasi esclusivamente in Cina. D'altra parte, la loro importanza per le tecnologie chiave è considerata elevata e, di conseguenza, gli effetti di eventuali interruzioni in quanto particolarmente gravi.

Però, Anche la Svizzera dispone di miniere per queste tre risorse. Tra l'altro, si trovano in dispositivi elettronici in uso o già obsoleti. La dottoranda dell'Empa Esther Thiébaud del Dipartimento di Tecnologia e Società ha indagato per la prima volta dove si trovano i tre metalli rari in Svizzera e quanti di essi sono già stati persi per un ulteriore utilizzo.

La sua analisi ha rivelato che la maggior parte di tutte e tre le sostanze si trova nei dispositivi attualmente in uso. Quindi i percorsi degli elementi divergono:la seconda quota maggiore di indio si trova nelle scorie degli impianti di incenerimento dei rifiuti – e viene quindi persa per un possibile recupero. Lo stesso vale per la seconda quota maggiore di neodimio; si trova nelle scorie delle fonderie metalliche, che viene utilizzato nel settore edile. Oro, d'altra parte, è già recuperato al 70% per motivi economici quando l'attrezzatura ha raggiunto la fine del suo ciclo di vita. Mentre il tasso di riciclaggio dell'oro è già molto buono, neodimio e indio non sono ancora stati recuperati affatto in Svizzera.

Il riciclaggio sarebbe fattibile

Già nel 2015, un team dell'Empa guidato da Heinz Böni è stato incaricato dall'Ufficio federale dell'ambiente (UFAM) e dall'Associazione svizzera dei fornitori di tecnologie dell'informazione e della comunicazione (Swico) di verificare se il recupero dell'indio e del neodimio ha senso dal punto di vista ecologico ed è economicamente sostenibile. tecnicamente, l'indio può essere recuperato già oggi, anche se con uno sforzo relativamente elevato. E dal punto di vista economico, solo moderati costi aggiuntivi sono sostenuti per il recupero dell'indio dagli schermi. Questi potrebbero essere coperti aumentando la tassa per il riciclaggio anticipato di 50 centesimi per schermo. Ecologicamente, però, la questione è chiara:una montagna di vagli in disuso ha un contenuto di indio maggiore di una miniera di pari volume da cui si estrae l'indio come risorsa primaria. Secondo lo studio, anche gli impatti ambientali del riciclaggio sono altrettanto elevati, se non meglio, rispetto a quelli della produzione primaria da minerali. Però, ciò vale solo se l'attrezzatura dismessa viene smontata manualmente nella prima fase di lavorazione e non frantumata meccanicamente.

Nel caso del neodimio, l'equilibrio ecologico è ancora più chiaro:se il materiale proviene dal processo di riciclaggio, allora l'onere per l'ambiente è di un terzo in meno che se fosse estratto da una miniera.

La quantità fa la differenza

Simile all'oro, indio e neodimio possono essere chiaramente localizzati in componenti separabili di un dispositivo elettronico. Sarebbe anche tecnicamente fattibile recuperare le materie prime, anche se a costi considerevoli. Allora perché questi metalli non sono stati finora recuperati?

Per rispondere a questa domanda, è importante considerare le quantità coinvolte. L'indio è stato utilizzato solo in quantità significative dall'inizio del millennio. Nel 2014, l'anno per il quale sono disponibili gli ultimi dati, circa 1,7 tonnellate di metallo erano presenti in dispositivi in ​​Svizzera ancora in uso. Però, i dispositivi che sono stati smaltiti nello stesso anno contenevano solo circa 135 kg di indio. Circa un terzo di questi non ha raggiunto affatto il processo di riciclaggio, ad esempio perché i dispositivi sono stati gettati nella spazzatura normale o esportati all'estero. Dei circa 90 kg di indio che sono passati attraverso il processo di riciclaggio, Il 90% è finito negli inceneritori, Il 5% è stato perso nel processo di fusione e solo il 5% è stato immagazzinato per un possibile ritrattamento futuro, secondo lo studio.

Il neodimio è presente in grandi quantità nelle apparecchiature elettroniche vendute dai primi anni '80. Nel 2014, circa 39 tonnellate di neodimio erano ancora presenti nelle apparecchiature ancora in uso, mentre le attrezzature smaltite nello stesso anno contenevano 3,9 tonnellate. Di questi, 2,8 tonnellate hanno raggiunto il processo di riciclaggio, dove l'elemento è finito nella scoria del processo di fusione.

Le cifre per l'oro si collocano tra queste due:4,8 tonnellate erano in attrezzature, 440 chili sono stati separati in componenti contenenti oro e 330 chili di questi hanno raggiunto il processo di riciclaggio. Da allora in poi, le perdite sono contenute:il 95% dell'oro che arriva alla fase di smantellamento manuale può essere recuperato.

Quindi non può essere puramente dovuto alle quantità che lo sforzo aggiuntivo per il recupero è richiesto solo per l'oro. Guardando il valore dei metalli si scopre un fatto interessante:i 90 kg di indio che finiscono nel processo di smaltimento valgono attualmente circa US$ 36, 000; 2, 800 kg neodimio US $ 200, 000 – e l'oro da 330 kg US$ 13, 600, 000. Quindi da un punto di vista economico, lo sforzo per l'oro vale la pena nonostante le piccole quantità - per il neodimio e l'indio, d'altra parte, la motivazione finanziaria per le aziende di riciclaggio è attualmente (ancora) bassa.

"La percentuale di gran lunga maggiore di neodimio e indio è ancora nelle apparecchiature attualmente in uso, " spiega Esther Thiébaud. "Un leggero aumento della tassa di riciclaggio prepagata sarebbe già sufficiente per trasformare il riciclaggio in un'opzione economicamente attraente". Fino ad allora, avrebbe almeno senso immagazzinare temporaneamente componenti con una percentuale relativamente alta di indio e neodimio, in modo che le risorse non vadano perse per sempre.