直到最近，从旧的和报废的电子设备中回收有价值的材料的经济途径还很有限。经过四年多的研究，欧盟国际项目ADIR现在根据城市采矿和逆向制造原理提出了可行的回收概念。在此，电子设备被视为可回收材料的储存库，一旦这些设备从流通中撤出，便可以从中回收原材料。在已经在工业环境中试用过的自动化程序中，使用了多种激光工艺来识别印刷电路板（PCB）上的电子组件，然后进行拆焊和分类。

ADIR（下一代城市采矿-从电子设备中自动拆卸，分离和回收有价值的材料）是一个由欧盟Horizon 2020计划资助的项目。由弗劳恩霍夫激光技术研究所ILT协调，它汇集了来自研究和产业的9个项目合作伙伴。结果是全新的回收概念和演示装置，然后由Electrocycling GmbH公司在1000多种手机和800块印刷电路板上成功进行了测试。该试验表明，ADIR演示器可在工业环境下工作，在某些情况下，回收率高达98％。从战略上看，该项目的目的是减少欧盟对自然资源的依赖，减少对昂贵原材料的进口需求，并展示可实现逆向制造的新技术。后者被认为是可持续循环经济的关键技术，并且符合欧洲新绿色协议的计划目标。

电子产品中的贵重材料

项目合作伙伴Electrocycling GmbH就是在这里进入框架的。该公司是一家位于下萨克森州戈斯拉尔的报废电器和电子设备的回收再利用商。它每月处理4000公吨的电器和电子设备，因此拥有必要的工业专业知识。该公司选择了两种主要类型的材料进行ADIR演示装置处理：手机以及它们所包含的PCB和电池，以及计算机和服务器中的PCB。

ADIR演示器可自动识别和分析电子组件的组件，例如手机和计算机中的印刷电路板。©Fraunhofer ILT，亚琛。

可以从这些组件中回收有价值的金属。其中包括来自电容器的钽，来自扬声器的钕，来自振动警报器中的配重的钨，以及来自PCB组件中不平衡质量的金，银和铂族金属。

ADIR流程如何工作？

拆卸系统基于激光技术，机器人技术，视觉系统和信息技术的巧妙结合。首先，手机进入生产线，由机器人将它们拿起并切开外壳。然后拆除电子设备以及电池，振动警报器和扬声器（如果有）。就像使用较大的手动加载的PCB一样，然后通过高分辨率成像过程来分析和识别这些组件，该过程将它们的形状和大小与数据库中记录的信息进行比较。

发生了什么？

1. 外壳被切开；卸下电池和PCB；电池已安全处置

2. 拾取并放置PCB

3. PCB的高分辨率成像（2D彩色和3D）；目标部件的几何图像分析并与数据库进行比较

4. 通过脉冲激光束对元器件的成分进行化学分析，该激光束局部蒸发出微量的材料，并产生所涉及元素的发射光谱（激光诱导击穿光谱法– LIBS）；组件获得的物理和化学数据以数字方式记录在数据库中

5. 从PCB上拆下有价值的电子元件：用连续的红外激光扫描会瞬间使相应的焊盘变热并软化焊料；组件通过吸嘴去除，然后分为不同的部分

6. 其他电子集成，部件是分离的，通过在装满水的容器快速放电产生的冲击波来拆卸

7. H.C. Starck Tantalum and Niobium GmbH公司, Aurubis AG公司 和 Åukasiewicz研究网络 – 有色金属研究所) 提供多种多级湿法和火法冶金工艺，用于回收所谓的技术金属，将其作为有价值的二次原材料库存。

各种激光器用于组件的拆焊和LIBS。额外的激光器用于3D成像。

经过工业测试

除非满足工业要求，否则即使是最好的演示装置也毫无意义。在2019年期间，ADIR流程在Electrocycling GmbH公司进行了测试，并经过验证可用于工业领域。例如，这些现场试验证明了如何结合使用各种工艺从PCB上移除大量的小型电容器，以便从中回收有价值的金属钽。在这种情况下，钽的回收率在96％至98％之间。

成功的回收利用：在Fraunhofer ILT协调的ADIR项目中，拆卸了约1000部手机和800多个印刷电路板，产生了几公斤的组件，然后可以从中回收有价值的材料。©Fraunhofer ILT，亚琛。

项目现已完成。有了演示装置，ADIR团队已经能够证明该新方法的工业可行性。基于项目发现，现在可以实现部分加工链。这包括检查PCB以及拆焊和取下有价值的目标组件。同时，在自动化等领域仍有改进的余地，这将有助于加快流程。切割和拆卸手机的自动过程的初步经验已经收集并整理到数据库中。将来，员工可以使用这些数据来培训回收单位以处理新的手机型号。

该加工引起了业界的兴趣，已经确定了几个实施合作伙伴，现在正在寻求其他合作伙伴。这一新概念不仅有望更有效地利用原材料，还将减少欧洲对来自世界各地的原材料进口的依赖，并创造新的机会来引入建立封闭材料循环所需的逆向制造技术。

作为欧盟Horizon 2020计划的一部分，开展了ADIR项目（全称：下一代城市采矿-从电子设备中自动拆卸，分离和回收有价值的材料）。ADIR项目合作伙伴是：

·德国亚琛弗劳恩霍夫激光技术研究所（项目协调人）

·Aurubis AG，德国汉堡

·Electrocycling GmbH，德国戈斯拉尔

·德国马格德堡弗劳恩霍夫工厂运营与自动化研究所

·HC Starck钽铌有限公司，德国戈斯拉尔

·波兰格利维采有色金属研究所

·激光分析系统和自动化有限公司，德国亚琛

·OSAI ASSpA，意大利帕雷利亚

·意大利都灵Tre Tau Engineering srl

原文由Fraunhofer ILT材料分析小组经理Cord Fricke-Begemann博士撰写，由激光制造网编译