![\"ORCID](\"http:\/\/gwits.pl\/wp-content\/uploads\/2025\/03\/ORCID.png\")
<\/a> 1*<\/sup><\/em><\/p>\n\n\n\nAfiliacja:<\/summary>\n1<\/sup> Wydzia\u0142 In\u017cynierii \u015arodowiska, Politechnika Wroc\u0142awska
* Kontakt \/ Correspondence: agnieszka.sobianowska-turek@pwr.edu.pl<\/a><\/p>\n<\/details>\n\n\n\n
DOI: 10.65545\/GWITS.2026.02.02<\/strong>, GWiTS 2\/2026, luty 2026<\/p>\n\n\n\nPobierz PDF<\/a> (Open Access)<\/p>\n\n\n\n
\n\n\n\nStreszczenie:<\/strong>
W artykule dokonano przegl\u0105du wybranych metod elektrochemicznych odzysku metali z odpad\u00f3w polimetalicznych, z naciskiem na surowce krytyczne w sprz\u0119cie elektrycznym i elektronicznym. Om\u00f3wiono elektrowydzielanie metali i wp\u0142yw potencja\u0142u redukcyjnego na mo\u017cliwo\u015b\u0107 prowadzenia proces\u00f3w oraz selektywno\u015b\u0107 odzysku. Scharakteryzowano elektrodepozycj\u0119, elektrosorpcj\u0119, elektrodializ\u0119, elektrokoagulacj\u0119 oraz elektroliz\u0119 zawiesinow\u0105. Wskazano kierunki integracji z OZE oraz mo\u017cliwo\u015b\u0107 zastosowania rozpuszczalnik\u00f3w eutektycznych jako alternatywy dla silnie kwa\u015bnych elektrolit\u00f3w. Metody elektrochemiczne stanowi\u0105 kierunek rozwoju technologii recyklingu, zgodny z za\u0142o\u017ceniami gospodarki o obiegu zamkni\u0119tym oraz zr\u00f3wnowa\u017conego zarz\u0105dzania zasobami.<\/p>\n\n\n\nS\u0142owa kluczowe:<\/strong> elektrowydzielanie, elektrochemia, recykling, odpady elektroniczne, surowce krytyczne<\/em><\/p>\n\n\n\nAbstract:
<\/strong>This article reviews selected electrochemical methods of metals recovery from polymetallic waste, with emphasis on critical raw materials in waste electrical and electronic equipment. The metal electrodeposition is discussed, highlighting the influence of reduction potential on process feasibility and recovery selectivity. The electrochemical techniques are characterized: electrodeposition, electrosorption, electrodialysis, electrocoagulation and slurry electrolysis. Potential pathways for RES integrating are proposed, along with the use of eutectic solvents as an alternative to strongly acidic electrolytes. Electrochemical methods represent a promising direction for the development of recycling technologies, consistent with the principles of the circular economy and sustainable resource management.<\/p>\n\n\n\nKeywords:<\/strong> electrowinning, electrochemistry, recycling, electronic waste, critical raw materials<\/em><\/p>\n\n\n\n
\n\n\n\n1. Wprowadzenie<\/h3>\n\n\n\n
Nieustaj\u0105cy post\u0119p techniczny we wsp\u00f3\u0142czesnym \u015bwiecie, nap\u0119dzany dynamicznym rozwojem zaawansowanych technologii, w coraz wi\u0119kszym stopniu kszta\u0142tuje funkcjonowanie globalnej gospodarki surowc\u00f3w krytycznych. Surowce te stanowi\u0105 fundament rozwoju nowoczesnych ga\u0142\u0119zi przemys\u0142u, poniewa\u017c dzi\u0119ki swoim unikatowym w\u0142a\u015bciwo\u015bciom fizycznym i chemicznym s\u0105 wykorzystywane jako niezb\u0119dne komponenty w produkcji zaawansowanych urz\u0105dze\u0144, system\u00f3w energetycznych, elektroniki, technologii informatycznych oraz rozwi\u0105za\u0144 wspieraj\u0105cych transformacj\u0119 energetyczn\u0105 [1]. Jednocze\u015bnie zasoby te charakteryzuj\u0105 si\u0119 ograniczonym wyst\u0119powaniem w \u015brodowisku naturalnym, co skutkuje relatywnie niski poziom wydobycia ze z\u0142\u00f3\u017c pierwotnych. Nier\u00f3wnomierne, cz\u0119sto silnie rozproszone rozmieszczenie z\u0142\u00f3\u017c dodatkowo powoduje, \u017ce ich eksploatacja jest skoncentrowana jedynie w wybranych regionach. W konsekwencji globalny rynek wydobycia i eksportu surowc\u00f3w krytycznych pozostaje zdominowany przez niewielk\u0105 liczb\u0119 pa\u0144stw dysponuj\u0105cych najbogatszymi lub najbardziej op\u0142acalnymi z\u0142o\u017cami. Taka koncentracja produkcji oraz handlu prowadzi do zwi\u0119kszenia podatno\u015bci \u015bwiatowych \u0142a\u0144cuch\u00f3w dostaw na zak\u0142\u00f3cenia o charakterze gospodarczym, politycznym i geopolitycznym. Ograniczona liczba dostawc\u00f3w, niestabilno\u015b\u0107 region\u00f3w wydobywczych oraz mo\u017cliwo\u015b\u0107 wprowadzania restrykcji eksportowych przez pa\u0144stwa dominuj\u0105ce na rynku stwarzaj\u0105 realne zagro\u017cenie dla bezpiecze\u0144stwa, stabilno\u015bci oraz ci\u0105g\u0142o\u015bci dostaw [2].<\/p>\n\n\n\n
Jednym ze sposob\u00f3w ograniczenia ryzyka niedoboru surowc\u00f3w krytycznych jest rozw\u00f3j technologii recyklingu. Proces ten umo\u017cliwia odzysk i ponowne wykorzystanie surowc\u00f3w z r\u00f3\u017cnych strumieni odpad\u00f3w, w szczeg\u00f3lno\u015bci ze zu\u017cytego sprz\u0119tu elektrycznego i elektronicznego (ZSEiE). Zamiast kierowa\u0107 tego rodzaju odpady na sk\u0142adowiska, mog\u0105 one by\u0107 przetwarzane w wyspecjalizowanych zak\u0142adach, sprzyjaj\u0105c efektywnemu wykorzystaniu zasob\u00f3w oraz wpisuj\u0105c si\u0119 w za\u0142o\u017cenia gospodarki o obiegu zamkni\u0119tym. Tradycyjne metody odzysku, takie jak pirometalurgia i hydrometalurgia, mimo wysokiej skuteczno\u015bci, mog\u0105 negatywnie wp\u0142ywa\u0107 na \u015brodowisko ze wzgl\u0119du na znaczne zu\u017cycie odczynnik\u00f3w chemicznych oraz emisj\u0119 szkodliwych gaz\u00f3w. Alternatyw\u0119 stanowi\u0105 procesy elektrochemiczne, kt\u00f3re wykorzystuj\u0105 energi\u0119 elektryczn\u0105 do selektywnego odzysku surowc\u00f3w. Ich wdro\u017cenie w skali przemys\u0142owej mo\u017ce istotnie zwi\u0119kszy\u0107 poziom recyklingu surowc\u00f3w krytycznych, jednocze\u015bnie ograniczaj\u0105c ilo\u015b\u0107 odpad\u00f3w kierowanych na sk\u0142adowiska [3].<\/p>\n\n\n\n
2. Strumie\u0144 odpad\u00f3w<\/h3>\n\n\n\n
Strumie\u0144 zu\u017cytego sprz\u0119tu elektrycznego i elektronicznego (ZSEiE) jest jednym z najbogatszych \u017ar\u00f3de\u0142 surowc\u00f3w krytycznych, a jego ilo\u015b\u0107 w skali \u015bwiatowej systematycznie ro\u015bnie. Zgodnie z raportem Global E-Waste Monitor 2024, w 2022 roku wygenerowano 62 miliony ton ZSEiE, co stanowi wzrost o ponad 80% w por\u00f3wnaniu z rokiem 2010. Prognozy wskazuj\u0105 dalszy wzrost o oko\u0142o 30% do 2030 roku, co oznacza, \u017ce w\u00f3wczas powstanie a\u017c 82 miliony ton odpad\u00f3w elektrycznych i elektronicznych na ca\u0142ym \u015bwiecie [4]. R\u00f3wnie\u017c dla Polski mo\u017cliwe jest okre\u015blenie ilo\u015bci powstaj\u0105cego ZSEiE na podstawie raportu G\u0142\u00f3wnego Urz\u0119du Statystycznego z 2024 roku dotycz\u0105cego Ochrony \u015arodowiska. W 2022 roku do obrotu wprowadzono \u0142\u0105cznie 1,3 miliona ton sprz\u0119tu elektronicznego r\u00f3\u017cnej wielko\u015bci, jednak\u017ce jedynie 488 tysi\u0119cy ton zosta\u0142o odebranych jako odpady, w tym 399 tysi\u0119cy ton pochodz\u0105cych z gospodarstw domowych. Dane te wskazuj\u0105 na znaczn\u0105 dysproporcj\u0119 mi\u0119dzy ilo\u015bci\u0105 wprowadzanego sprz\u0119tu a faktycznie zbieranymi odpadami, co podkre\u015bla potrzeb\u0119 rozwoju efektywnych system\u00f3w zbi\u00f3rki i recyklingu [5]. <\/p>\n\n\n\n
W uj\u0119ciu masowym strumienia ZSEiE dominuj\u0105 urz\u0105dzenia wielkogabarytowe, kt\u00f3re stanowi\u0105 \u015brednio 40\u201350% jego ca\u0142kowitej masy [6]. Urz\u0105dzenia ma\u0142ogabarytowe oraz sprz\u0119t technologii informacyjnych i komunikacyjnych odpowiadaj\u0105 natomiast za oko\u0142o 20\u201325% masy strumienia. Pomimo wyra\u017anie mniejszego udzia\u0142u masowego, to w\u0142a\u015bnie ta grupa urz\u0105dze\u0144 charakteryzuje si\u0119 znacznie wi\u0119kszym potencja\u0142em recyklingowym. Jest to efektem wysokiej zawarto\u015bci surowc\u00f3w krytycznych, wynikaj\u0105cej ze z\u0142o\u017conej struktury [7]. Miniaturyzacja element\u00f3w, takich jak uk\u0142ady scalone czy p\u0142ytki drukowane, wymaga zastosowania wyj\u0105tkowych w\u0142a\u015bciwo\u015bci materia\u0142\u00f3w, kt\u00f3re zapewniaj\u0105 prawid\u0142owe funkcjonowanie urz\u0105dze\u0144 elektronicznych. Szczeg\u00f3lnie istotn\u0105 rol\u0119 odgrywaj\u0105 p\u0142ytki drukowane wraz z zamontowanymi na ich powierzchni elementami, zawieraj\u0105cymi znacz\u0105ce ilo\u015bci metali zar\u00f3wno podstawowych, jak i szlachetnych. Cho\u0107 p\u0142ytki drukowane stanowi\u0105 jedynie niewielki procent masy ca\u0142kowitej strumienia odpad\u00f3w, reprezentuj\u0105 one jednocze\u015bnie najbardziej zasobn\u0105 pod wzgl\u0119dem surowcowym frakcj\u0119. P\u0142ytka drukowana jest elementem stosunkowo lekkim i odpowiada za niewielki udzia\u0142 masowy ca\u0142ego urz\u0105dzenia, jednak jej warto\u015b\u0107 materia\u0142owa jest nieproporcjonalnie wysoka [8]. <\/p>\n\n\n\n
P\u0142ytki drukowane s\u0105 standardowym elementem urz\u0105dze\u0144 elektronicznych i pe\u0142ni\u0105 funkcj\u0119 \u201euk\u0142adu nerwowego\u201d, odpowiadaj\u0105c za przesy\u0142anie sygna\u0142\u00f3w oraz energii elektrycznej pomi\u0119dzy poszczeg\u00f3lnymi podzespo\u0142ami. Konstrukcja p\u0142ytki sk\u0142ada si\u0119 z wielowarstwowych kompozyt\u00f3w, \u0142\u0105cz\u0105cych materia\u0142y niemetaliczne z metalicznymi. Metale wykorzystywane s\u0105 g\u0142\u00f3wnie w postaci \u015bcie\u017cek przewodz\u0105cych, zapewniaj\u0105cych po\u0142\u0105czenia elektryczne pomi\u0119dzy elementami umieszczonymi na powierzchni p\u0142ytki. Szacuje si\u0119, \u017ce jedna tona zu\u017cytych p\u0142ytek PCB mo\u017ce zawiera\u0107 nawet do 250 g z\u0142ota, 1000 g srebra oraz 50 g palladu, co czyni je znacznie bogatszym \u017ar\u00f3d\u0142em surowc\u00f3w ni\u017c wiele naturalnie wyst\u0119puj\u0105cych rud kopalin [9].<\/p>\n\n\n\n
3. Procesy poprzedzaj\u0105ce odzysk metali metodami elektrowydzielania<\/h3>\n\n\n\n
Nieod\u0142\u0105cznym elementem p\u0142ytek drukowanych s\u0105 komponenty montowane na ich powierzchni, dlatego ich odpowiednie przetwarzanie umo\u017cliwia osi\u0105gni\u0119cie wysokiego poziomu recyklingu oraz odzysku surowc\u00f3w. Procesy przygotowawcze poprzedzaj\u0105ce elektrochemiczny odzysk metali mo\u017cna zasadniczo podzieli\u0107 na dwa g\u0142\u00f3wne podej\u015bcia: mechaniczne przetwarzanie po\u0142\u0105czone z procesami hydrometalurgicznymi oraz pirometalurgi\u0119 po\u0142\u0105czon\u0105 z hydrometalurgi\u0105. Niezale\u017cnie od przyj\u0119tego \u0142a\u0144cucha technologicznego, etapem wst\u0119pnym jest zawsze wymontowanie p\u0142ytki drukowanej z urz\u0105dzenia elektronicznego [10]. <\/p>\n\n\n\n
Mechaniczna obr\u00f3bka p\u0142ytek drukowanych mo\u017ce by\u0107 przeprowadzana w spos\u00f3b mniej lub bardziej zaawansowany. W zak\u0142adach o ni\u017cszym stopniu zaawansowania proces ten cz\u0119sto opiera si\u0119 na r\u0119cznym demonta\u017cu element\u00f3w montowanych powierzchniowo. Z kolei w nowoczesnych instalacjach stosuje si\u0119 zautomatyzowane metody separacji, wykorzystuj\u0105ce procesy termiczne lub mechaniczne, cz\u0119sto realizowane z u\u017cyciem robot\u00f3w przemys\u0142owych. W przypadku separacji termicznej ca\u0142a wymontowana p\u0142ytka jest podgrzewana do temperatury 250\u2013350\u00b0C, co prowadzi do stopienia spoiwa lutowniczego i uwolnienia element\u00f3w powierzchniowych od cz\u0119\u015bci organicznej [11]. <\/p>\n\n\n\n
Procesy pirometalurgiczne polegaj\u0105 na wysokotemperaturowym przetwarzaniu frakcji wsadowej w celu otrzymania p\u00f3\u0142produkt\u00f3w lub produkt\u00f3w umo\u017cliwiaj\u0105cych dalszy odzysk surowc\u00f3w. Ich g\u0142\u00f3wnym celem jest usuni\u0119cie frakcji organicznej i skoncentrowanie cz\u0119\u015bci metalicznej, dlatego metody te zazwyczaj nie wymagaj\u0105 skomplikowanej, wst\u0119pnej obr\u00f3bki mechanicznej. Pirometalurgiczne przetwarzanie p\u0142ytek drukowanych mo\u017cna podzieli\u0107 na cztery podstawowe techniki: piroliz\u0119, zgazowanie, wytapianie oraz spalanie. Ka\u017cda z tych metod prowadzona jest w odmiennych warunkach i pozwala na uzyskanie r\u00f3\u017cnych p\u00f3\u0142produkt\u00f3w [12]. <\/p>\n\n\n\n
Hydrometalurgia stanowi ko\u0144cowy etap przygotowania materia\u0142u przed zastosowaniem metod elektrochemicznych, wykorzystuj\u0105cych energi\u0119 elektryczn\u0105 do wydzielania metali. Proces ten polega na \u0142ugowaniu, czyli przeprowadzeniu cz\u0119\u015bci metalicznej z fazy sta\u0142ej do fazy ciek\u0142ej w postaci jon\u00f3w, tworz\u0105c roztw\u00f3r elektrolityczny. Roztwory \u0142uguj\u0105ce uzyskuje si\u0119 najcz\u0119\u015bciej przy u\u017cyciu kwas\u00f3w, w szczeg\u00f3lno\u015bci kwasu siarkowego (VI), kwasu azotowego (V), lub zasad. W celu zapewnienia optymalnych warunk\u00f3w procesu oraz zwi\u0119kszenia jego efektywno\u015bci, p\u0142ytki drukowane poddaje si\u0119 wcze\u015bniejszemu rozdrobnieniu przed wprowadzeniem do roztworu \u0142uguj\u0105cego. Pozwala to na zwi\u0119kszenie powierzchni kontaktu faz, przy jednoczesnym ograniczeniu koszt\u00f3w procesu i skr\u00f3ceniu czasu \u0142ugowania [13]. Dob\u00f3r odpowiedniego rozpuszczalnika uzale\u017cniony jest od rodzaju odzyskiwanego surowca. Roztwory kwasowe stosowane s\u0105 g\u0142\u00f3wnie do \u0142ugowania metali nieszlachetnych, natomiast metale p\u00f3\u0142szlachetne i szlachetne cz\u0119sto wymagaj\u0105 zastosowania dodatkowych utleniaczy. Przyk\u0142adowo mied\u017a, ze wzgl\u0119du na swoje w\u0142a\u015bciwo\u015bci fizykochemiczne zaliczana jest do metali p\u00f3\u0142szlachetnych. Aby uzyska\u0107 wysoki stopie\u0144 przej\u015bcia do roztworu jonowego, mied\u017a mo\u017ce by\u0107 \u0142ugowana w obecno\u015bci nadtlenku wodoru, kt\u00f3ry pe\u0142ni rol\u0119 skutecznego utleniacza [10].<\/p>\n\n\n\n
4. Om\u00f3wienie wybranych metody elektrowydzielania <\/h3>\n\n\n\n
Elektrowydzielanie jest procesem elektrochemicznym prowadzonym w uk\u0142adzie ogniwa elektrolitycznego, kt\u00f3rego podstawowymi elementami s\u0105 anoda, katoda oraz roztw\u00f3r elektrolityczny. Si\u0142\u0105 nap\u0119dow\u0105 procesu jest przep\u0142yw energii elektrycznej przez elektrolit otrzymany w wyniku wcze\u015bniejszych proces\u00f3w \u0142ugowania hydrometalurgicznego. Roztw\u00f3r ten zawiera rozpuszczone jony metali, kt\u00f3re na powierzchni katody ulegaj\u0105 redukcji, umo\u017cliwiaj\u0105c otrzymanie surowca w postaci metalicznej. Wydzielanie metalu jest tym \u0142atwiejsze, im jego potencja\u0142 redukcyjny jest bli\u017cszy umownemu zeru skali potencja\u0142\u00f3w elektrochemicznych, wyznaczanemu przez standardow\u0105 elektrod\u0119 wodorow\u0105, kt\u00f3rej potencja\u0142 wynosi 4,44 \u00b1 0,02 V w temperaturze 25\u00b0C. Istotn\u0105 zalet\u0105 elektrowydzielania jest mo\u017cliwo\u015b\u0107 selektywnego odzysku oraz rafinacji metali z roztwor\u00f3w pochodz\u0105cych z przetwarzania odpad\u00f3w polimetalicznych. Odpowiednie dostosowanie parametr\u00f3w procesu, takich jak g\u0119sto\u015b\u0107 pr\u0105du, sk\u0142ad chemiczny i pH elektrolitu oraz rodzaj i w\u0142a\u015bciwo\u015bci materia\u0142\u00f3w elektrodowych, umo\u017cliwia selektywne wydzielanie okre\u015blonego surowca [14]. Metody elektrochemicznego wydzielania metali obejmuj\u0105 kilka podtyp\u00f3w, r\u00f3\u017cni\u0105cych si\u0119 modyfikacj\u0105 podstawowego schematu procesu w celu zwi\u0119kszenia selektywno\u015bci i efektywno\u015bci odzysku. Do najcz\u0119\u015bciej wyr\u00f3\u017cnianych nale\u017c\u0105: elektrodepozycja, elektrosorpcja, elektrodializa, elektrokoagulacja oraz elektroliza szlam\u00f3w powstaj\u0105cych po procesach elektrowydzielania.<\/p>\n\n\n\n
4.1. Elektrodepozycja <\/h5>\n\n\n\n
Elektrodepozycja jest jedn\u0105 z najpowszechniej stosowanych i najd\u0142u\u017cej rozwijanych metod elektrochemicznego wydzielania metali. Proces ten polega na redukcji dodatnio na\u0142adowanych jon\u00f3w metali na powierzchni katody, w wyniku czego przechodz\u0105 one ze stanu jonowego do postaci metalicznej. Jednocze\u015bnie elektrodepozycja nale\u017cy do najprostszych technicznie metod elektrowydzielania, gdy\u017c mo\u017ce by\u0107 prowadzona w klasycznym, nieskomplikowanym reaktorze elektrochemicznym. Prostota uk\u0142adu technologicznego, w po\u0142\u0105czeniu z mo\u017cliwo\u015bci\u0105 efektywnego odzysku metali o wysokiej czysto\u015bci, sprawia, \u017ce metoda ta znajduje szerokie zastosowanie zar\u00f3wno w przemy\u015ble, jak i w badaniach naukowych [15]. Pierwsze intensywne badania nad elektrodepozycj\u0105 metali rozpocz\u0119to w latach siedemdziesi\u0105tych XX wieku. Pocz\u0105tkowo koncentrowano si\u0119 na metalach charakteryzuj\u0105cych si\u0119 dodatnim potencja\u0142em redukcyjnym,
w szczeg\u00f3lno\u015bci na miedzi i srebrze. Dodatnia warto\u015b\u0107 potencja\u0142u umo\u017cliwia\u0142a prowadzenie procesu w \u015brodowisku wodnym, przy zachowaniu stabilno\u015bci elektrochemicznej wody. Praca w tym zakresie potencja\u0142\u00f3w ogranicza\u0142a wyst\u0119powanie niepo\u017c\u0105danych reakcji ubocznych, takich jak wydzielanie wodoru lub tlenu, kt\u00f3re mog\u0142yby prowadzi\u0107 do pogorszenia jako\u015bci wydzielanego surowca. Jednocze\u015bnie zwi\u0119ksza\u0142o to bezpiecze\u0144stwo eksploatacyjne oraz stabilno\u015b\u0107 procesu [16]. <\/p>\n\n\n\n
Wydzielanie niekt\u00f3rych metali jest jednak utrudnione ze wzgl\u0119du na ich potencja\u0142y redukcyjne. Metale o skrajnie dodatnich lub ujemnych warto\u015bciach potencja\u0142u wymagaj\u0105 prowadzenia procesu poza optymalnym zakresem stabilno\u015bci elektrochemicznej elektrolitu, co ogranicza efektywno\u015b\u0107 i selektywno\u015b\u0107 odzysku. Dodatkowo metale o zbli\u017conych potencja\u0142ach redukcyjnych mog\u0105 ulega\u0107 wsp\u00f3\u0142osadzaniu na powierzchni elektrody, prowadz\u0105c do obni\u017cenia czysto\u015bci produktu ko\u0144cowego. Przyk\u0142adem takiego uk\u0142adu jest mieszanina kobaltu (-0,28 V) i niklu (-0,257 V), dla kt\u00f3rej selektywne wydzielanie ze wsp\u00f3lnego roztworu jest utrudnione ze wzgl\u0119du na podobie\u0144stwo w\u0142a\u015bciwo\u015bci elektrochemicznych. Selektywno\u015b\u0107 procesu mo\u017cna jednak zwi\u0119kszy\u0107, stosuj\u0105c modyfikacj\u0119 powierzchni katody poprzez jej wst\u0119pne pokrycie cienk\u0105 warstw\u0105 kobaltu. Sprzyja to osadzaniu si\u0119 jon\u00f3w tego metalu, obni\u017caj\u0105c wymagany potencja\u0142 redukcyjny o oko\u0142o 200 mV i zwi\u0119kszaj\u0105c r\u00f3\u017cnic\u0119 potencja\u0142\u00f3w pomi\u0119dzy poszczeg\u00f3lnymi sk\u0142adnikami roztworu [16].<\/p>\n\n\n\n
4.2. Elektrosorpcja<\/h5>\n\n\n\n
Elektrosorpcja jest procesem adsorpcji jon\u00f3w lub koloid\u00f3w wspomaganej dzia\u0142aniem pola elektrycznego. Na\u0142adowane cz\u0105stki przemieszczaj\u0105 si\u0119 w roztworze w kierunku elektrody o przeciwnym znaku \u0142adunku, gdzie ulegaj\u0105 separacji z fazy ciek\u0142ej. Podstaw\u0105 tego procesu jest dejonizacja pojemno\u015bciowa, w kt\u00f3rej jony gromadzone s\u0105 w podw\u00f3jnej warstwie elektrycznej pod wp\u0142ywem si\u0142 elektrostatycznych. Mechanizm ten charakteryzuje si\u0119 jednak stosunkowo nisk\u0105 selektywno\u015bci\u0105, kt\u00f3r\u0105 mo\u017cna zwi\u0119kszy\u0107 poprzez zastosowanie membran jonoselektywnych, prowadz\u0105c do procesu membranowej dejonizacji pojemno\u015bciowej. Nale\u017cy podkre\u015bli\u0107, \u017ce w elektrosorpcji nie zachodzi bezpo\u015bredni transfer elektron\u00f3w pomi\u0119dzy elektrod\u0105 a elektrolitem [16]. <\/p>\n\n\n\n
W przypadku elektrod wykonanych z silnie porowatego w\u0119gla aktywnego obserwuje si\u0119 preferencyjne usuwanie kation\u00f3w dwuwarto\u015bciowych w por\u00f3wnaniu do jednowarto\u015bciowych, co wynika z relacji pomi\u0119dzy rozmiarem jon\u00f3w a wielko\u015bci\u0105 por\u00f3w elektrody. Wzrost przy\u0142o\u017conego potencja\u0142u sprzyja nasileniu tych efekt\u00f3w i zwi\u0119kszeniu selektywno\u015bci jonowej. Dodatkowo selektywno\u015b\u0107 mo\u017cna poprawi\u0107 poprzez modyfikacj\u0119 chemiczn\u0105 powierzchni elektrody, na przyk\u0142ad przez wprowadzenie ujemnie na\u0142adowanych grup karboksylowych, uzyskiwanych w wyniku utleniania elektrody kwasem azotowym. Alternatywnym sposobem zwi\u0119kszenia selektywno\u015bci procesu jest modyfikacja wielko\u015bci oraz rozk\u0142adu por\u00f3w na powierzchni elektrody. Regulacja struktury porowatej realizowana jest poprzez proces aktywacji prowadzony w reaktorze w atmosferze CO\u2082, w temperaturze 950\u00b0C. Zastosowane warunki aktywacji maj\u0105 bezpo\u015bredni wp\u0142yw na charakterystyk\u0119 otrzymanej elektrody. Elektrody o niskim stopniu aktywacji charakteryzuj\u0105 si\u0119 przewag\u0105 por\u00f3w o mniejszych \u015brednicach oraz niewielk\u0105 utrat\u0105 masy w trakcie etapu przygotowawczego. Z kolei elektrody o wysokim stopniu aktywacji posiadaj\u0105 wi\u0119kszy udzia\u0142 por\u00f3w o du\u017cych rozmiarach, czemu towarzyszy wyra\u017anie wi\u0119ksza utrata masy materia\u0142u [16]. Proces elektrosorpcji mo\u017ce zachodzi\u0107 r\u00f3wnie\u017c poprzez interkalacj\u0119 jon\u00f3w w wolne przestrzenie sieci krystalicznej elektrody. Pod wp\u0142ywem przep\u0142ywu elektron\u00f3w jony s\u0105 wbudowywane w struktur\u0119 krystaliczn\u0105 materia\u0142u elektrodowego, a nast\u0119pnie uwalniane podczas etapu roz\u0142adowywania elektrody [17].<\/p>\n\n\n\n
4.3. Elektrodializa<\/h5>\n\n\n\n
Elektrodializa jest procesem separacji jon\u00f3w z roztwor\u00f3w elektrolitycznych, w kt\u00f3rym si\u0142\u0119 nap\u0119dow\u0105 stanowi przy\u0142o\u017cony potencja\u0142 elektrochemiczny. Nieod\u0142\u0105cznym elementem uk\u0142adu s\u0105 membrany jonowymienne jedno- lub dwubiegunowe. W konwencjonalnych systemach stosuje si\u0119 membrany kationowymienne zawieraj\u0105ce ugrupowania o \u0142adunku ujemnym, takie jak grupy sulfonianowe lub karboksylanowe, oraz membrany anionowymienne z ugrupowaniami o \u0142adunku dodatnim, najcz\u0119\u015bciej trzeciorz\u0119dowymi lub czwartorz\u0119dowymi grupami aminowymi. Na efektywno\u015b\u0107 i selektywno\u015b\u0107 procesu wp\u0142ywaj\u0105 w\u0142a\u015bciwo\u015bci membran, sk\u0142ad i st\u0119\u017cenie roztworu oraz warunki prowadzenia procesu elektrochemicznego [16]. <\/p>\n\n\n\n
Nowoczesne rozwi\u0105zania coraz cz\u0119\u015bciej wykorzystuj\u0105 uk\u0142ady hybrydowe oraz zaawansowane materia\u0142y membranowe. Przyk\u0142adem jest hybrydowa elektrodializa z zastosowaniem rozpuszczalnik\u00f3w g\u0142\u0119boko eutektycznych, umo\u017cliwiaj\u0105ca skuteczn\u0105 separacj\u0119 wolframu i arsenu. Rozpuszczalniki te, b\u0119d\u0105ce mieszaninami dw\u00f3ch lub wi\u0119cej zwi\u0105zk\u00f3w chemicznych, charakteryzuj\u0105 si\u0119 nowymi cz\u0119sto korzystniejszymi w\u0142a\u015bciwo\u015bciami fizykochemicznymi w por\u00f3wnaniu do ich sk\u0142adnik\u00f3w, nisk\u0105 toksyczno\u015bci\u0105 i dobr\u0105 biodegradowalno\u015bci\u0105, co czyni je rozwi\u0105zaniem bardziej przyjaznym \u015brodowisku w por\u00f3wnaniu z klasycznymi rozpuszczalnikami [18].<\/p>\n\n\n\n
4.4. Elektrokoagulacja <\/h5>\n\n\n\n
Elektrokoagulacja polega na wytwarzaniu koagulant\u00f3w in situ w wyniku elektrochemicznego utleniania anody protektorowej, najcz\u0119\u015bciej wykonanej z \u017celaza lub aluminium. Reakcje anodowe prowadz\u0105 do powstawania kation\u00f3w tych metali przechodz\u0105cych do roztworu oraz do utleniania wody z wydzieleniem tlenu. R\u00f3wnocze\u015bnie na katodzie zachodzi redukcja wody z wytworzeniem wodoru i jon\u00f3w wodorotlenkowych, a w pewnych warunkach tak\u017ce redukcja jon\u00f3w metali obecnych w elektrolicie. Powsta\u0142e kationy metali ulegaj\u0105 hydrolizie, tworz\u0105c wodorotlenki i polimerowe kompleksy hydroksylowe, kt\u00f3rych charakter zale\u017cy od pH roztworu. Zwi\u0105zki te koaguluj\u0105 zanieczyszczenia, prowadz\u0105c do ich str\u0105cania, a wydzielaj\u0105ce si\u0119 gazy sprzyjaj\u0105 flotacji osad\u00f3w [19]. <\/p>\n\n\n\n
Pomimo licznych zalet elektrokoagulacji, takich jak wysoka skuteczno\u015b\u0107 usuwania zanieczyszcze\u0144, prosta aparatura i \u0142atwo\u015b\u0107 obs\u0142ugi, jej istotnym ograniczeniem jest brak selektywno\u015bci w przypadku obecno\u015bci wielu metali w roztworze. Dodatkowym problemem jest powstawanie osad\u00f3w wodorotlenkowych, co wymaga wprowadzenia kolejnych etap\u00f3w separacji metali. Z tego wzgl\u0119du elektrokoagulacja znajduje zastosowanie g\u0142\u00f3wnie jako metoda oczyszczania roztwor\u00f3w, a nie selektywnego odzysku metali [16].<\/p>\n\n\n\n
4.5. Elektroliza zawiesinowa <\/h5>\n\n\n\n
Elektroliza zawiesinowa stanowi odmienn\u0105 metod\u0119 elektrowydzielania w por\u00f3wnaniu do klasycznych proces\u00f3w prowadzonych z roztwor\u00f3w elektrolitycznych otrzymywanych w wyniku sekwencyjnego zastosowania proces\u00f3w pirometalurgicznych i hydrometalurgicznych. Jej istotn\u0105 cech\u0105 jest integracja etap\u00f3w \u0142ugowania oraz elektrowydzielania w ramach jednego procesu technologicznego. Proces ten mo\u017ce by\u0107 realizowany w warunkach temperatury pokojowej oraz przy ci\u015bnieniu atmosferycznym, co przek\u0142ada si\u0119 na redukcj\u0119 koszt\u00f3w eksploatacyjnych. W trakcie elektrolizy do medium wprowadzane s\u0105 sproszkowane p\u0142ytki drukowane, tworz\u0105ce heterogeniczny uk\u0142ad zawiesinowy. Cz\u0105stki fazy sta\u0142ej ulegaj\u0105 elektrochemicznemu utlenianiu na anodzie, natomiast na katodzie zachodzi selektywne osadzanie metali. Specyfika elektrolizy zawiesinowej umo\u017cliwia r\u00f3wnie\u017c \u0142atwe zastosowanie odnawialnych \u017ar\u00f3de\u0142 energii jako \u017ar\u00f3d\u0142a zasilania, co zwi\u0119ksza \u015brodowiskow\u0105 atrakcyjno\u015b\u0107 tej metody w por\u00f3wnaniu z innymi technikami odzysku metali [20]. Pomimo prostoty prowadzenia procesu oraz umiarkowanych wymaga\u0144, konwencjonalna elektroliza zawiesinowa prowadzona jest zazwyczaj w \u015brodowisku silnie kwa\u015bnym, niezb\u0119dnym do efektywnego wydzielania metali. Obecno\u015b\u0107 kwasu ogranicza wytr\u0105canie jon\u00f3w metali w postaci elektrochemicznie nieaktywnych wodorotlenk\u00f3w, jednak jednocze\u015bnie wymusza stosowanie elektrod wykonanych z metali szlachetnych lub materia\u0142\u00f3w powlekanych. Stanowi to istotne obci\u0105\u017cenie ekonomiczne procesu recyklingu. Jednym z podej\u015b\u0107 pozwalaj\u0105cych na ograniczenie stosowania silnych kwas\u00f3w jest prowadzenie elektrolizy zawiesinowej z wykorzystaniem rozpuszczalnik\u00f3w g\u0142\u0119boko eutektycznych [20].<\/p>\n\n\n\n
5. Podsumowanie <\/h3>\n\n\n\n
Metody elektrochemiczne mog\u0105 stanowi\u0107 istotne uzupe\u0142nienie, a w wybranych zastosowaniach r\u00f3wnie\u017c alternatyw\u0119, dla konwencjonalnych technologii recyklingu odpad\u00f3w polimetalicznych, w tym ZSEiE. Szczeg\u00f3lnie istotna jest ich wysoka selektywno\u015b\u0107 oraz mo\u017cliwo\u015b\u0107 odzysku surowc\u00f3w krytycznych z frakcji o niskim udziale masowym, lecz wysokiej warto\u015bci materia\u0142owej. Pomimo ograniczonego stopnia wdro\u017ce\u0144 przemys\u0142owych, potencja\u0142 dalszego rozwoju tych technologii jest znacz\u0105cy. Kierunki przysz\u0142ych prac powinny koncentrowa\u0107 si\u0119 na optymalizacji parametr\u00f3w procesowych, zwi\u0119kszaniu selektywno\u015bci wydzielania metali oraz ograniczaniu oddzia\u0142ywania \u015brodowiskowego, m.in. poprzez integracj\u0119 proces\u00f3w elektrowydzielania z odnawialnymi \u017ar\u00f3d\u0142ami energii. Takie podej\u015bcie wpisuje si\u0119 bezpo\u015brednio w za\u0142o\u017cenia gospodarki o obiegu zamkni\u0119tym oraz d\u0142ugoterminowe strategie bezpiecze\u0144stwa surowcowego.<\/p>\n\n\n\n
6. Literatura<\/h3>\n\n\n\n
[1] Ministerstwo Klimatu i \u015arodowiska. (2024, 29 kwietnia). Nowe rozporz\u0105dzenie UE dot. surowc\u00f3w krytycznych \u2013 bazowe informacje i cele, zaproszenie na spotkanie informacyjne dot. projekt\u00f3w strategicznych oraz na konsultacje dla przedsi\u0119biorc\u00f3w. Dost\u0119p online: https:\/\/www.gov.pl\/web\/klimat\/nowe-rozporzadzenie-ue-dot-surowcow-krytycznych<\/a><\/p>\n\n\n\n[2] International trade in critical raw materials. (2024). Eurostat. Dost\u0119p online: https:\/\/ec.europa.eu\/eurostat\/statistics-explained\/index.php?title=International_trade_in_ critical_raw_materials<\/a> (dost\u0119p: 25 stycznia 2026).<\/p>\n\n\n\n[3] Bhoi N. K., Patel M., Kamarapu S. K., Kushwaha P. (2025). Advancing sustainable electronic waste management: An overview of mechatronics solutions for health, environment, and recycling. Chemosphere, 383.<\/p>\n\n\n\n
[4] The Global E-waste Monitor 2024. (2024). UNITAR. https:\/\/ ewastemonitor.info\/the-global-e-waste-monitor-2024\/<\/a> (dost\u0119p 25 stycznia 2026).<\/p>\n\n\n\n[5] Ochrona \u015brodowiska 2024. (2024). G\u0142\u00f3wny Urz\u0105d Statystyczny. https:\/\/stat.gov.pl\/obszary-tematyczne\/srodowisko-energia\/srodowisko\/ochrona-srodowiska-2024,1,25. html<\/a> (dost\u0119p 25 stycznia 2026).<\/p>\n\n\n\n[6] Chicardi E., Lopez-Paneque A., Garc\u00eda-Orta V. H. G., Ferrer R. S., Gallardo J. M. (2025). Enrichment Methods for Metal Recovery from Waste from Electrical and Electronic Equipment: A Brief Review. Metals, 2. https:\/\/doi.org\/10.3390\/ met15020140<\/a><\/p>\n\n\n\n[7] Hao J., Wang Y., Wu Y., Guo F. (2020). Metal recovery from waste printed circuit boards: A review for current status and perspectives. Resources, Conservation and Recycling 157, 104787. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.resconrec.2020.104787<\/a><\/p>\n\n\n\n[8] Fornalczyk, A., Willner, J., Francuz, K., & Cebulski, J. (2013). E-waste as a source of valuable metals. Archives of Materials Science and Engineering, 63(2), 87\u201392.<\/p>\n\n\n\n
[9] Cui J., Zhang L. (2008). Metallurgical recovery of metals from electronic waste: A review. Journal of Hazardous Materials, 158(2\u20133): 228\u2013256. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.jhazmat.2008.02.001<\/a><\/p>\n\n\n\n[10] Wu C., Awasthi A. K., Qin W., Wei Liu W., Yang C. (2022). Recycling value materials from waste PCBs focus on electronic components: Technologies, obstruction and prospects. Journal of Environmental Chemical Engineering, 10(5): 22133437. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.jece.2022.108516<\/a><\/p>\n\n\n\n[11] Understanding PCB Recycling. (2023). Genox Technology. https:\/\/www.genoxtech.com\/en\/news_i_understanding-pcb-recycling.html (dost\u0119p 25 stycznia 2026). https:\/\/doi. org\/10.1016\/j.scitotenv.2017.12.151<\/a><\/p>\n\n\n\n[12] Gurgul A., Szczepaniak W., Zab\u0142ocka-Malicka M. (2018). Incineration and pyrolysis vs. steam gasification of electronic
waste. Science of The Total Environment, 624: 1119-1124. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.scitotenv.2017.12.151<\/a><\/p>\n\n\n\n[13] Udayakumar S., Muhammad Irfan Bin Abd Razak, Ismail S. (2022). Recovering valuable metals from Waste Printed Circuit Boards (WPCB): A short review. Materials Today: Proceedings, 66(5): 3062-3070. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j. matpr.2022.07.364<\/a><\/p>\n\n\n\n[14] Fathima A., Tang J. Y. B., Giannis A., Ilankoon I. M. S. K., Chong M. N. (2022). Catalysing electrowinning of copper from E-waste: A critical review. Chemosphere, 298, 134340. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.chemosphere.2022.134340
[15] Chen J. P., Lim L. L. (2005). Recovery of precious metals by an electrochemical deposition method. Chemosphere, 60(10): 1384-1392. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.chemosphere.2005.02.001<\/a><\/p>\n\n\n\n[16] Kim K., Candeago R., Rim G., Raymond D., Park A. A., Su X. (2021). Electrochemical approaches for selective recovery of critical elements in hydrometallurgical processes of complex feedstocks. iScience, 24 (5): 102374. https:\/\/doi. org\/10.1016\/j.isci.2021.102374<\/a><\/p>\n\n\n\n[17] Kim S., Kim J., Kim S., Lee J., Yoon J. (2018). Electrochemical lithium recovery and organic pollutant removal from industrial wastewater of a battery recycling plant. Environmental Science: Water Research and Technology, 4(2): 175-182. https:\/\/doi.org\/10.1039\/C7EW00454K<\/a><\/p>\n\n\n\n[18] Almeida J., Craveiro R., Faria P., Silva A. S., Mateus E. P., Barreiros S., Paiva A., Ribeiro A. B. (2020). Electrodialytic removal of tungsten and arsenic from secondary mine resources \u2014 Deep eutectic solvents enhancement. Science of The Total Environment, 710, 136364. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j. scitotenv.2019.136364<\/a><\/p>\n\n\n\n[19] Mohammad Y. A. Mollah, Paul Morkovsky, Jewel A. G. Gomes, Mehmet Kesmez, Jose Parga, David L. Cocke. (2004). Fundamentals, present and future perspectives of electrocoagulation. Journal of Hazardous Materials, 114 (1-3): 199-210. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.jhazmat.2004.08.009<\/p>\n\n\n\n
[20] Liu K., Huang S., Jin Y., Ma L., Wang W-X., Lam J. C. (2022). A green slurry electrolysis to recover valuable metals from waste printed circuit board (WPCB) in recyclable pH-neutral ethylene glycol. Journal of Hazardous Materials, 433. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.jhazmat.2022.128702<\/a><\/p>\n\n\n\n
\n\n\n\n<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
* Kontakt \/ Correspondence: agnieszka.sobianowska-turek@pwr.edu.pl<\/a><\/p>\n<\/details>\n\n\n\n
Pobierz PDF<\/a> (Open Access)<\/p>\n\n\n\n Streszczenie:<\/strong> S\u0142owa kluczowe:<\/strong> elektrowydzielanie, elektrochemia, recykling, odpady elektroniczne, surowce krytyczne<\/em><\/p>\n\n\n\n Abstract: Keywords:<\/strong> electrowinning, electrochemistry, recycling, electronic waste, critical raw materials<\/em><\/p>\n\n\n\n Nieustaj\u0105cy post\u0119p techniczny we wsp\u00f3\u0142czesnym \u015bwiecie, nap\u0119dzany dynamicznym rozwojem zaawansowanych technologii, w coraz wi\u0119kszym stopniu kszta\u0142tuje funkcjonowanie globalnej gospodarki surowc\u00f3w krytycznych. Surowce te stanowi\u0105 fundament rozwoju nowoczesnych ga\u0142\u0119zi przemys\u0142u, poniewa\u017c dzi\u0119ki swoim unikatowym w\u0142a\u015bciwo\u015bciom fizycznym i chemicznym s\u0105 wykorzystywane jako niezb\u0119dne komponenty w produkcji zaawansowanych urz\u0105dze\u0144, system\u00f3w energetycznych, elektroniki, technologii informatycznych oraz rozwi\u0105za\u0144 wspieraj\u0105cych transformacj\u0119 energetyczn\u0105 [1]. Jednocze\u015bnie zasoby te charakteryzuj\u0105 si\u0119 ograniczonym wyst\u0119powaniem w \u015brodowisku naturalnym, co skutkuje relatywnie niski poziom wydobycia ze z\u0142\u00f3\u017c pierwotnych. Nier\u00f3wnomierne, cz\u0119sto silnie rozproszone rozmieszczenie z\u0142\u00f3\u017c dodatkowo powoduje, \u017ce ich eksploatacja jest skoncentrowana jedynie w wybranych regionach. W konsekwencji globalny rynek wydobycia i eksportu surowc\u00f3w krytycznych pozostaje zdominowany przez niewielk\u0105 liczb\u0119 pa\u0144stw dysponuj\u0105cych najbogatszymi lub najbardziej op\u0142acalnymi z\u0142o\u017cami. Taka koncentracja produkcji oraz handlu prowadzi do zwi\u0119kszenia podatno\u015bci \u015bwiatowych \u0142a\u0144cuch\u00f3w dostaw na zak\u0142\u00f3cenia o charakterze gospodarczym, politycznym i geopolitycznym. Ograniczona liczba dostawc\u00f3w, niestabilno\u015b\u0107 region\u00f3w wydobywczych oraz mo\u017cliwo\u015b\u0107 wprowadzania restrykcji eksportowych przez pa\u0144stwa dominuj\u0105ce na rynku stwarzaj\u0105 realne zagro\u017cenie dla bezpiecze\u0144stwa, stabilno\u015bci oraz ci\u0105g\u0142o\u015bci dostaw [2].<\/p>\n\n\n\n Jednym ze sposob\u00f3w ograniczenia ryzyka niedoboru surowc\u00f3w krytycznych jest rozw\u00f3j technologii recyklingu. Proces ten umo\u017cliwia odzysk i ponowne wykorzystanie surowc\u00f3w z r\u00f3\u017cnych strumieni odpad\u00f3w, w szczeg\u00f3lno\u015bci ze zu\u017cytego sprz\u0119tu elektrycznego i elektronicznego (ZSEiE). Zamiast kierowa\u0107 tego rodzaju odpady na sk\u0142adowiska, mog\u0105 one by\u0107 przetwarzane w wyspecjalizowanych zak\u0142adach, sprzyjaj\u0105c efektywnemu wykorzystaniu zasob\u00f3w oraz wpisuj\u0105c si\u0119 w za\u0142o\u017cenia gospodarki o obiegu zamkni\u0119tym. Tradycyjne metody odzysku, takie jak pirometalurgia i hydrometalurgia, mimo wysokiej skuteczno\u015bci, mog\u0105 negatywnie wp\u0142ywa\u0107 na \u015brodowisko ze wzgl\u0119du na znaczne zu\u017cycie odczynnik\u00f3w chemicznych oraz emisj\u0119 szkodliwych gaz\u00f3w. Alternatyw\u0119 stanowi\u0105 procesy elektrochemiczne, kt\u00f3re wykorzystuj\u0105 energi\u0119 elektryczn\u0105 do selektywnego odzysku surowc\u00f3w. Ich wdro\u017cenie w skali przemys\u0142owej mo\u017ce istotnie zwi\u0119kszy\u0107 poziom recyklingu surowc\u00f3w krytycznych, jednocze\u015bnie ograniczaj\u0105c ilo\u015b\u0107 odpad\u00f3w kierowanych na sk\u0142adowiska [3].<\/p>\n\n\n\n Strumie\u0144 zu\u017cytego sprz\u0119tu elektrycznego i elektronicznego (ZSEiE) jest jednym z najbogatszych \u017ar\u00f3de\u0142 surowc\u00f3w krytycznych, a jego ilo\u015b\u0107 w skali \u015bwiatowej systematycznie ro\u015bnie. Zgodnie z raportem Global E-Waste Monitor 2024, w 2022 roku wygenerowano 62 miliony ton ZSEiE, co stanowi wzrost o ponad 80% w por\u00f3wnaniu z rokiem 2010. Prognozy wskazuj\u0105 dalszy wzrost o oko\u0142o 30% do 2030 roku, co oznacza, \u017ce w\u00f3wczas powstanie a\u017c 82 miliony ton odpad\u00f3w elektrycznych i elektronicznych na ca\u0142ym \u015bwiecie [4]. R\u00f3wnie\u017c dla Polski mo\u017cliwe jest okre\u015blenie ilo\u015bci powstaj\u0105cego ZSEiE na podstawie raportu G\u0142\u00f3wnego Urz\u0119du Statystycznego z 2024 roku dotycz\u0105cego Ochrony \u015arodowiska. W 2022 roku do obrotu wprowadzono \u0142\u0105cznie 1,3 miliona ton sprz\u0119tu elektronicznego r\u00f3\u017cnej wielko\u015bci, jednak\u017ce jedynie 488 tysi\u0119cy ton zosta\u0142o odebranych jako odpady, w tym 399 tysi\u0119cy ton pochodz\u0105cych z gospodarstw domowych. Dane te wskazuj\u0105 na znaczn\u0105 dysproporcj\u0119 mi\u0119dzy ilo\u015bci\u0105 wprowadzanego sprz\u0119tu a faktycznie zbieranymi odpadami, co podkre\u015bla potrzeb\u0119 rozwoju efektywnych system\u00f3w zbi\u00f3rki i recyklingu [5]. <\/p>\n\n\n\n W uj\u0119ciu masowym strumienia ZSEiE dominuj\u0105 urz\u0105dzenia wielkogabarytowe, kt\u00f3re stanowi\u0105 \u015brednio 40\u201350% jego ca\u0142kowitej masy [6]. Urz\u0105dzenia ma\u0142ogabarytowe oraz sprz\u0119t technologii informacyjnych i komunikacyjnych odpowiadaj\u0105 natomiast za oko\u0142o 20\u201325% masy strumienia. Pomimo wyra\u017anie mniejszego udzia\u0142u masowego, to w\u0142a\u015bnie ta grupa urz\u0105dze\u0144 charakteryzuje si\u0119 znacznie wi\u0119kszym potencja\u0142em recyklingowym. Jest to efektem wysokiej zawarto\u015bci surowc\u00f3w krytycznych, wynikaj\u0105cej ze z\u0142o\u017conej struktury [7]. Miniaturyzacja element\u00f3w, takich jak uk\u0142ady scalone czy p\u0142ytki drukowane, wymaga zastosowania wyj\u0105tkowych w\u0142a\u015bciwo\u015bci materia\u0142\u00f3w, kt\u00f3re zapewniaj\u0105 prawid\u0142owe funkcjonowanie urz\u0105dze\u0144 elektronicznych. Szczeg\u00f3lnie istotn\u0105 rol\u0119 odgrywaj\u0105 p\u0142ytki drukowane wraz z zamontowanymi na ich powierzchni elementami, zawieraj\u0105cymi znacz\u0105ce ilo\u015bci metali zar\u00f3wno podstawowych, jak i szlachetnych. Cho\u0107 p\u0142ytki drukowane stanowi\u0105 jedynie niewielki procent masy ca\u0142kowitej strumienia odpad\u00f3w, reprezentuj\u0105 one jednocze\u015bnie najbardziej zasobn\u0105 pod wzgl\u0119dem surowcowym frakcj\u0119. P\u0142ytka drukowana jest elementem stosunkowo lekkim i odpowiada za niewielki udzia\u0142 masowy ca\u0142ego urz\u0105dzenia, jednak jej warto\u015b\u0107 materia\u0142owa jest nieproporcjonalnie wysoka [8]. <\/p>\n\n\n\n P\u0142ytki drukowane s\u0105 standardowym elementem urz\u0105dze\u0144 elektronicznych i pe\u0142ni\u0105 funkcj\u0119 \u201euk\u0142adu nerwowego\u201d, odpowiadaj\u0105c za przesy\u0142anie sygna\u0142\u00f3w oraz energii elektrycznej pomi\u0119dzy poszczeg\u00f3lnymi podzespo\u0142ami. Konstrukcja p\u0142ytki sk\u0142ada si\u0119 z wielowarstwowych kompozyt\u00f3w, \u0142\u0105cz\u0105cych materia\u0142y niemetaliczne z metalicznymi. Metale wykorzystywane s\u0105 g\u0142\u00f3wnie w postaci \u015bcie\u017cek przewodz\u0105cych, zapewniaj\u0105cych po\u0142\u0105czenia elektryczne pomi\u0119dzy elementami umieszczonymi na powierzchni p\u0142ytki. Szacuje si\u0119, \u017ce jedna tona zu\u017cytych p\u0142ytek PCB mo\u017ce zawiera\u0107 nawet do 250 g z\u0142ota, 1000 g srebra oraz 50 g palladu, co czyni je znacznie bogatszym \u017ar\u00f3d\u0142em surowc\u00f3w ni\u017c wiele naturalnie wyst\u0119puj\u0105cych rud kopalin [9].<\/p>\n\n\n\n Nieod\u0142\u0105cznym elementem p\u0142ytek drukowanych s\u0105 komponenty montowane na ich powierzchni, dlatego ich odpowiednie przetwarzanie umo\u017cliwia osi\u0105gni\u0119cie wysokiego poziomu recyklingu oraz odzysku surowc\u00f3w. Procesy przygotowawcze poprzedzaj\u0105ce elektrochemiczny odzysk metali mo\u017cna zasadniczo podzieli\u0107 na dwa g\u0142\u00f3wne podej\u015bcia: mechaniczne przetwarzanie po\u0142\u0105czone z procesami hydrometalurgicznymi oraz pirometalurgi\u0119 po\u0142\u0105czon\u0105 z hydrometalurgi\u0105. Niezale\u017cnie od przyj\u0119tego \u0142a\u0144cucha technologicznego, etapem wst\u0119pnym jest zawsze wymontowanie p\u0142ytki drukowanej z urz\u0105dzenia elektronicznego [10]. <\/p>\n\n\n\n Mechaniczna obr\u00f3bka p\u0142ytek drukowanych mo\u017ce by\u0107 przeprowadzana w spos\u00f3b mniej lub bardziej zaawansowany. W zak\u0142adach o ni\u017cszym stopniu zaawansowania proces ten cz\u0119sto opiera si\u0119 na r\u0119cznym demonta\u017cu element\u00f3w montowanych powierzchniowo. Z kolei w nowoczesnych instalacjach stosuje si\u0119 zautomatyzowane metody separacji, wykorzystuj\u0105ce procesy termiczne lub mechaniczne, cz\u0119sto realizowane z u\u017cyciem robot\u00f3w przemys\u0142owych. W przypadku separacji termicznej ca\u0142a wymontowana p\u0142ytka jest podgrzewana do temperatury 250\u2013350\u00b0C, co prowadzi do stopienia spoiwa lutowniczego i uwolnienia element\u00f3w powierzchniowych od cz\u0119\u015bci organicznej [11]. <\/p>\n\n\n\n Procesy pirometalurgiczne polegaj\u0105 na wysokotemperaturowym przetwarzaniu frakcji wsadowej w celu otrzymania p\u00f3\u0142produkt\u00f3w lub produkt\u00f3w umo\u017cliwiaj\u0105cych dalszy odzysk surowc\u00f3w. Ich g\u0142\u00f3wnym celem jest usuni\u0119cie frakcji organicznej i skoncentrowanie cz\u0119\u015bci metalicznej, dlatego metody te zazwyczaj nie wymagaj\u0105 skomplikowanej, wst\u0119pnej obr\u00f3bki mechanicznej. Pirometalurgiczne przetwarzanie p\u0142ytek drukowanych mo\u017cna podzieli\u0107 na cztery podstawowe techniki: piroliz\u0119, zgazowanie, wytapianie oraz spalanie. Ka\u017cda z tych metod prowadzona jest w odmiennych warunkach i pozwala na uzyskanie r\u00f3\u017cnych p\u00f3\u0142produkt\u00f3w [12]. <\/p>\n\n\n\n Hydrometalurgia stanowi ko\u0144cowy etap przygotowania materia\u0142u przed zastosowaniem metod elektrochemicznych, wykorzystuj\u0105cych energi\u0119 elektryczn\u0105 do wydzielania metali. Proces ten polega na \u0142ugowaniu, czyli przeprowadzeniu cz\u0119\u015bci metalicznej z fazy sta\u0142ej do fazy ciek\u0142ej w postaci jon\u00f3w, tworz\u0105c roztw\u00f3r elektrolityczny. Roztwory \u0142uguj\u0105ce uzyskuje si\u0119 najcz\u0119\u015bciej przy u\u017cyciu kwas\u00f3w, w szczeg\u00f3lno\u015bci kwasu siarkowego (VI), kwasu azotowego (V), lub zasad. W celu zapewnienia optymalnych warunk\u00f3w procesu oraz zwi\u0119kszenia jego efektywno\u015bci, p\u0142ytki drukowane poddaje si\u0119 wcze\u015bniejszemu rozdrobnieniu przed wprowadzeniem do roztworu \u0142uguj\u0105cego. Pozwala to na zwi\u0119kszenie powierzchni kontaktu faz, przy jednoczesnym ograniczeniu koszt\u00f3w procesu i skr\u00f3ceniu czasu \u0142ugowania [13]. Dob\u00f3r odpowiedniego rozpuszczalnika uzale\u017cniony jest od rodzaju odzyskiwanego surowca. Roztwory kwasowe stosowane s\u0105 g\u0142\u00f3wnie do \u0142ugowania metali nieszlachetnych, natomiast metale p\u00f3\u0142szlachetne i szlachetne cz\u0119sto wymagaj\u0105 zastosowania dodatkowych utleniaczy. Przyk\u0142adowo mied\u017a, ze wzgl\u0119du na swoje w\u0142a\u015bciwo\u015bci fizykochemiczne zaliczana jest do metali p\u00f3\u0142szlachetnych. Aby uzyska\u0107 wysoki stopie\u0144 przej\u015bcia do roztworu jonowego, mied\u017a mo\u017ce by\u0107 \u0142ugowana w obecno\u015bci nadtlenku wodoru, kt\u00f3ry pe\u0142ni rol\u0119 skutecznego utleniacza [10].<\/p>\n\n\n\n Elektrowydzielanie jest procesem elektrochemicznym prowadzonym w uk\u0142adzie ogniwa elektrolitycznego, kt\u00f3rego podstawowymi elementami s\u0105 anoda, katoda oraz roztw\u00f3r elektrolityczny. Si\u0142\u0105 nap\u0119dow\u0105 procesu jest przep\u0142yw energii elektrycznej przez elektrolit otrzymany w wyniku wcze\u015bniejszych proces\u00f3w \u0142ugowania hydrometalurgicznego. Roztw\u00f3r ten zawiera rozpuszczone jony metali, kt\u00f3re na powierzchni katody ulegaj\u0105 redukcji, umo\u017cliwiaj\u0105c otrzymanie surowca w postaci metalicznej. Wydzielanie metalu jest tym \u0142atwiejsze, im jego potencja\u0142 redukcyjny jest bli\u017cszy umownemu zeru skali potencja\u0142\u00f3w elektrochemicznych, wyznaczanemu przez standardow\u0105 elektrod\u0119 wodorow\u0105, kt\u00f3rej potencja\u0142 wynosi 4,44 \u00b1 0,02 V w temperaturze 25\u00b0C. Istotn\u0105 zalet\u0105 elektrowydzielania jest mo\u017cliwo\u015b\u0107 selektywnego odzysku oraz rafinacji metali z roztwor\u00f3w pochodz\u0105cych z przetwarzania odpad\u00f3w polimetalicznych. Odpowiednie dostosowanie parametr\u00f3w procesu, takich jak g\u0119sto\u015b\u0107 pr\u0105du, sk\u0142ad chemiczny i pH elektrolitu oraz rodzaj i w\u0142a\u015bciwo\u015bci materia\u0142\u00f3w elektrodowych, umo\u017cliwia selektywne wydzielanie okre\u015blonego surowca [14]. Metody elektrochemicznego wydzielania metali obejmuj\u0105 kilka podtyp\u00f3w, r\u00f3\u017cni\u0105cych si\u0119 modyfikacj\u0105 podstawowego schematu procesu w celu zwi\u0119kszenia selektywno\u015bci i efektywno\u015bci odzysku. Do najcz\u0119\u015bciej wyr\u00f3\u017cnianych nale\u017c\u0105: elektrodepozycja, elektrosorpcja, elektrodializa, elektrokoagulacja oraz elektroliza szlam\u00f3w powstaj\u0105cych po procesach elektrowydzielania.<\/p>\n\n\n\n Elektrodepozycja jest jedn\u0105 z najpowszechniej stosowanych i najd\u0142u\u017cej rozwijanych metod elektrochemicznego wydzielania metali. Proces ten polega na redukcji dodatnio na\u0142adowanych jon\u00f3w metali na powierzchni katody, w wyniku czego przechodz\u0105 one ze stanu jonowego do postaci metalicznej. Jednocze\u015bnie elektrodepozycja nale\u017cy do najprostszych technicznie metod elektrowydzielania, gdy\u017c mo\u017ce by\u0107 prowadzona w klasycznym, nieskomplikowanym reaktorze elektrochemicznym. Prostota uk\u0142adu technologicznego, w po\u0142\u0105czeniu z mo\u017cliwo\u015bci\u0105 efektywnego odzysku metali o wysokiej czysto\u015bci, sprawia, \u017ce metoda ta znajduje szerokie zastosowanie zar\u00f3wno w przemy\u015ble, jak i w badaniach naukowych [15]. Pierwsze intensywne badania nad elektrodepozycj\u0105 metali rozpocz\u0119to w latach siedemdziesi\u0105tych XX wieku. Pocz\u0105tkowo koncentrowano si\u0119 na metalach charakteryzuj\u0105cych si\u0119 dodatnim potencja\u0142em redukcyjnym, Wydzielanie niekt\u00f3rych metali jest jednak utrudnione ze wzgl\u0119du na ich potencja\u0142y redukcyjne. Metale o skrajnie dodatnich lub ujemnych warto\u015bciach potencja\u0142u wymagaj\u0105 prowadzenia procesu poza optymalnym zakresem stabilno\u015bci elektrochemicznej elektrolitu, co ogranicza efektywno\u015b\u0107 i selektywno\u015b\u0107 odzysku. Dodatkowo metale o zbli\u017conych potencja\u0142ach redukcyjnych mog\u0105 ulega\u0107 wsp\u00f3\u0142osadzaniu na powierzchni elektrody, prowadz\u0105c do obni\u017cenia czysto\u015bci produktu ko\u0144cowego. Przyk\u0142adem takiego uk\u0142adu jest mieszanina kobaltu (-0,28 V) i niklu (-0,257 V), dla kt\u00f3rej selektywne wydzielanie ze wsp\u00f3lnego roztworu jest utrudnione ze wzgl\u0119du na podobie\u0144stwo w\u0142a\u015bciwo\u015bci elektrochemicznych. Selektywno\u015b\u0107 procesu mo\u017cna jednak zwi\u0119kszy\u0107, stosuj\u0105c modyfikacj\u0119 powierzchni katody poprzez jej wst\u0119pne pokrycie cienk\u0105 warstw\u0105 kobaltu. Sprzyja to osadzaniu si\u0119 jon\u00f3w tego metalu, obni\u017caj\u0105c wymagany potencja\u0142 redukcyjny o oko\u0142o 200 mV i zwi\u0119kszaj\u0105c r\u00f3\u017cnic\u0119 potencja\u0142\u00f3w pomi\u0119dzy poszczeg\u00f3lnymi sk\u0142adnikami roztworu [16].<\/p>\n\n\n\n Elektrosorpcja jest procesem adsorpcji jon\u00f3w lub koloid\u00f3w wspomaganej dzia\u0142aniem pola elektrycznego. Na\u0142adowane cz\u0105stki przemieszczaj\u0105 si\u0119 w roztworze w kierunku elektrody o przeciwnym znaku \u0142adunku, gdzie ulegaj\u0105 separacji z fazy ciek\u0142ej. Podstaw\u0105 tego procesu jest dejonizacja pojemno\u015bciowa, w kt\u00f3rej jony gromadzone s\u0105 w podw\u00f3jnej warstwie elektrycznej pod wp\u0142ywem si\u0142 elektrostatycznych. Mechanizm ten charakteryzuje si\u0119 jednak stosunkowo nisk\u0105 selektywno\u015bci\u0105, kt\u00f3r\u0105 mo\u017cna zwi\u0119kszy\u0107 poprzez zastosowanie membran jonoselektywnych, prowadz\u0105c do procesu membranowej dejonizacji pojemno\u015bciowej. Nale\u017cy podkre\u015bli\u0107, \u017ce w elektrosorpcji nie zachodzi bezpo\u015bredni transfer elektron\u00f3w pomi\u0119dzy elektrod\u0105 a elektrolitem [16]. <\/p>\n\n\n\n W przypadku elektrod wykonanych z silnie porowatego w\u0119gla aktywnego obserwuje si\u0119 preferencyjne usuwanie kation\u00f3w dwuwarto\u015bciowych w por\u00f3wnaniu do jednowarto\u015bciowych, co wynika z relacji pomi\u0119dzy rozmiarem jon\u00f3w a wielko\u015bci\u0105 por\u00f3w elektrody. Wzrost przy\u0142o\u017conego potencja\u0142u sprzyja nasileniu tych efekt\u00f3w i zwi\u0119kszeniu selektywno\u015bci jonowej. Dodatkowo selektywno\u015b\u0107 mo\u017cna poprawi\u0107 poprzez modyfikacj\u0119 chemiczn\u0105 powierzchni elektrody, na przyk\u0142ad przez wprowadzenie ujemnie na\u0142adowanych grup karboksylowych, uzyskiwanych w wyniku utleniania elektrody kwasem azotowym. Alternatywnym sposobem zwi\u0119kszenia selektywno\u015bci procesu jest modyfikacja wielko\u015bci oraz rozk\u0142adu por\u00f3w na powierzchni elektrody. Regulacja struktury porowatej realizowana jest poprzez proces aktywacji prowadzony w reaktorze w atmosferze CO\u2082, w temperaturze 950\u00b0C. Zastosowane warunki aktywacji maj\u0105 bezpo\u015bredni wp\u0142yw na charakterystyk\u0119 otrzymanej elektrody. Elektrody o niskim stopniu aktywacji charakteryzuj\u0105 si\u0119 przewag\u0105 por\u00f3w o mniejszych \u015brednicach oraz niewielk\u0105 utrat\u0105 masy w trakcie etapu przygotowawczego. Z kolei elektrody o wysokim stopniu aktywacji posiadaj\u0105 wi\u0119kszy udzia\u0142 por\u00f3w o du\u017cych rozmiarach, czemu towarzyszy wyra\u017anie wi\u0119ksza utrata masy materia\u0142u [16]. Proces elektrosorpcji mo\u017ce zachodzi\u0107 r\u00f3wnie\u017c poprzez interkalacj\u0119 jon\u00f3w w wolne przestrzenie sieci krystalicznej elektrody. Pod wp\u0142ywem przep\u0142ywu elektron\u00f3w jony s\u0105 wbudowywane w struktur\u0119 krystaliczn\u0105 materia\u0142u elektrodowego, a nast\u0119pnie uwalniane podczas etapu roz\u0142adowywania elektrody [17].<\/p>\n\n\n\n Elektrodializa jest procesem separacji jon\u00f3w z roztwor\u00f3w elektrolitycznych, w kt\u00f3rym si\u0142\u0119 nap\u0119dow\u0105 stanowi przy\u0142o\u017cony potencja\u0142 elektrochemiczny. Nieod\u0142\u0105cznym elementem uk\u0142adu s\u0105 membrany jonowymienne jedno- lub dwubiegunowe. W konwencjonalnych systemach stosuje si\u0119 membrany kationowymienne zawieraj\u0105ce ugrupowania o \u0142adunku ujemnym, takie jak grupy sulfonianowe lub karboksylanowe, oraz membrany anionowymienne z ugrupowaniami o \u0142adunku dodatnim, najcz\u0119\u015bciej trzeciorz\u0119dowymi lub czwartorz\u0119dowymi grupami aminowymi. Na efektywno\u015b\u0107 i selektywno\u015b\u0107 procesu wp\u0142ywaj\u0105 w\u0142a\u015bciwo\u015bci membran, sk\u0142ad i st\u0119\u017cenie roztworu oraz warunki prowadzenia procesu elektrochemicznego [16]. <\/p>\n\n\n\n Nowoczesne rozwi\u0105zania coraz cz\u0119\u015bciej wykorzystuj\u0105 uk\u0142ady hybrydowe oraz zaawansowane materia\u0142y membranowe. Przyk\u0142adem jest hybrydowa elektrodializa z zastosowaniem rozpuszczalnik\u00f3w g\u0142\u0119boko eutektycznych, umo\u017cliwiaj\u0105ca skuteczn\u0105 separacj\u0119 wolframu i arsenu. Rozpuszczalniki te, b\u0119d\u0105ce mieszaninami dw\u00f3ch lub wi\u0119cej zwi\u0105zk\u00f3w chemicznych, charakteryzuj\u0105 si\u0119 nowymi cz\u0119sto korzystniejszymi w\u0142a\u015bciwo\u015bciami fizykochemicznymi w por\u00f3wnaniu do ich sk\u0142adnik\u00f3w, nisk\u0105 toksyczno\u015bci\u0105 i dobr\u0105 biodegradowalno\u015bci\u0105, co czyni je rozwi\u0105zaniem bardziej przyjaznym \u015brodowisku w por\u00f3wnaniu z klasycznymi rozpuszczalnikami [18].<\/p>\n\n\n\n Elektrokoagulacja polega na wytwarzaniu koagulant\u00f3w in situ w wyniku elektrochemicznego utleniania anody protektorowej, najcz\u0119\u015bciej wykonanej z \u017celaza lub aluminium. Reakcje anodowe prowadz\u0105 do powstawania kation\u00f3w tych metali przechodz\u0105cych do roztworu oraz do utleniania wody z wydzieleniem tlenu. R\u00f3wnocze\u015bnie na katodzie zachodzi redukcja wody z wytworzeniem wodoru i jon\u00f3w wodorotlenkowych, a w pewnych warunkach tak\u017ce redukcja jon\u00f3w metali obecnych w elektrolicie. Powsta\u0142e kationy metali ulegaj\u0105 hydrolizie, tworz\u0105c wodorotlenki i polimerowe kompleksy hydroksylowe, kt\u00f3rych charakter zale\u017cy od pH roztworu. Zwi\u0105zki te koaguluj\u0105 zanieczyszczenia, prowadz\u0105c do ich str\u0105cania, a wydzielaj\u0105ce si\u0119 gazy sprzyjaj\u0105 flotacji osad\u00f3w [19]. <\/p>\n\n\n\n Pomimo licznych zalet elektrokoagulacji, takich jak wysoka skuteczno\u015b\u0107 usuwania zanieczyszcze\u0144, prosta aparatura i \u0142atwo\u015b\u0107 obs\u0142ugi, jej istotnym ograniczeniem jest brak selektywno\u015bci w przypadku obecno\u015bci wielu metali w roztworze. Dodatkowym problemem jest powstawanie osad\u00f3w wodorotlenkowych, co wymaga wprowadzenia kolejnych etap\u00f3w separacji metali. Z tego wzgl\u0119du elektrokoagulacja znajduje zastosowanie g\u0142\u00f3wnie jako metoda oczyszczania roztwor\u00f3w, a nie selektywnego odzysku metali [16].<\/p>\n\n\n\n Elektroliza zawiesinowa stanowi odmienn\u0105 metod\u0119 elektrowydzielania w por\u00f3wnaniu do klasycznych proces\u00f3w prowadzonych z roztwor\u00f3w elektrolitycznych otrzymywanych w wyniku sekwencyjnego zastosowania proces\u00f3w pirometalurgicznych i hydrometalurgicznych. Jej istotn\u0105 cech\u0105 jest integracja etap\u00f3w \u0142ugowania oraz elektrowydzielania w ramach jednego procesu technologicznego. Proces ten mo\u017ce by\u0107 realizowany w warunkach temperatury pokojowej oraz przy ci\u015bnieniu atmosferycznym, co przek\u0142ada si\u0119 na redukcj\u0119 koszt\u00f3w eksploatacyjnych. W trakcie elektrolizy do medium wprowadzane s\u0105 sproszkowane p\u0142ytki drukowane, tworz\u0105ce heterogeniczny uk\u0142ad zawiesinowy. Cz\u0105stki fazy sta\u0142ej ulegaj\u0105 elektrochemicznemu utlenianiu na anodzie, natomiast na katodzie zachodzi selektywne osadzanie metali. Specyfika elektrolizy zawiesinowej umo\u017cliwia r\u00f3wnie\u017c \u0142atwe zastosowanie odnawialnych \u017ar\u00f3de\u0142 energii jako \u017ar\u00f3d\u0142a zasilania, co zwi\u0119ksza \u015brodowiskow\u0105 atrakcyjno\u015b\u0107 tej metody w por\u00f3wnaniu z innymi technikami odzysku metali [20]. Pomimo prostoty prowadzenia procesu oraz umiarkowanych wymaga\u0144, konwencjonalna elektroliza zawiesinowa prowadzona jest zazwyczaj w \u015brodowisku silnie kwa\u015bnym, niezb\u0119dnym do efektywnego wydzielania metali. Obecno\u015b\u0107 kwasu ogranicza wytr\u0105canie jon\u00f3w metali w postaci elektrochemicznie nieaktywnych wodorotlenk\u00f3w, jednak jednocze\u015bnie wymusza stosowanie elektrod wykonanych z metali szlachetnych lub materia\u0142\u00f3w powlekanych. Stanowi to istotne obci\u0105\u017cenie ekonomiczne procesu recyklingu. Jednym z podej\u015b\u0107 pozwalaj\u0105cych na ograniczenie stosowania silnych kwas\u00f3w jest prowadzenie elektrolizy zawiesinowej z wykorzystaniem rozpuszczalnik\u00f3w g\u0142\u0119boko eutektycznych [20].<\/p>\n\n\n\n Metody elektrochemiczne mog\u0105 stanowi\u0107 istotne uzupe\u0142nienie, a w wybranych zastosowaniach r\u00f3wnie\u017c alternatyw\u0119, dla konwencjonalnych technologii recyklingu odpad\u00f3w polimetalicznych, w tym ZSEiE. Szczeg\u00f3lnie istotna jest ich wysoka selektywno\u015b\u0107 oraz mo\u017cliwo\u015b\u0107 odzysku surowc\u00f3w krytycznych z frakcji o niskim udziale masowym, lecz wysokiej warto\u015bci materia\u0142owej. Pomimo ograniczonego stopnia wdro\u017ce\u0144 przemys\u0142owych, potencja\u0142 dalszego rozwoju tych technologii jest znacz\u0105cy. Kierunki przysz\u0142ych prac powinny koncentrowa\u0107 si\u0119 na optymalizacji parametr\u00f3w procesowych, zwi\u0119kszaniu selektywno\u015bci wydzielania metali oraz ograniczaniu oddzia\u0142ywania \u015brodowiskowego, m.in. poprzez integracj\u0119 proces\u00f3w elektrowydzielania z odnawialnymi \u017ar\u00f3d\u0142ami energii. Takie podej\u015bcie wpisuje si\u0119 bezpo\u015brednio w za\u0142o\u017cenia gospodarki o obiegu zamkni\u0119tym oraz d\u0142ugoterminowe strategie bezpiecze\u0144stwa surowcowego.<\/p>\n\n\n\n [1] Ministerstwo Klimatu i \u015arodowiska. (2024, 29 kwietnia). Nowe rozporz\u0105dzenie UE dot. surowc\u00f3w krytycznych \u2013 bazowe informacje i cele, zaproszenie na spotkanie informacyjne dot. projekt\u00f3w strategicznych oraz na konsultacje dla przedsi\u0119biorc\u00f3w. Dost\u0119p online: https:\/\/www.gov.pl\/web\/klimat\/nowe-rozporzadzenie-ue-dot-surowcow-krytycznych<\/a><\/p>\n\n\n\n [2] International trade in critical raw materials. (2024). Eurostat. Dost\u0119p online: https:\/\/ec.europa.eu\/eurostat\/statistics-explained\/index.php?title=International_trade_in_ critical_raw_materials<\/a> (dost\u0119p: 25 stycznia 2026).<\/p>\n\n\n\n [3] Bhoi N. K., Patel M., Kamarapu S. K., Kushwaha P. (2025). Advancing sustainable electronic waste management: An overview of mechatronics solutions for health, environment, and recycling. Chemosphere, 383.<\/p>\n\n\n\n [4] The Global E-waste Monitor 2024. (2024). UNITAR. https:\/\/ ewastemonitor.info\/the-global-e-waste-monitor-2024\/<\/a> (dost\u0119p 25 stycznia 2026).<\/p>\n\n\n\n [5] Ochrona \u015brodowiska 2024. (2024). G\u0142\u00f3wny Urz\u0105d Statystyczny. https:\/\/stat.gov.pl\/obszary-tematyczne\/srodowisko-energia\/srodowisko\/ochrona-srodowiska-2024,1,25. html<\/a> (dost\u0119p 25 stycznia 2026).<\/p>\n\n\n\n [6] Chicardi E., Lopez-Paneque A., Garc\u00eda-Orta V. H. G., Ferrer R. S., Gallardo J. M. (2025). Enrichment Methods for Metal Recovery from Waste from Electrical and Electronic Equipment: A Brief Review. Metals, 2. https:\/\/doi.org\/10.3390\/ met15020140<\/a><\/p>\n\n\n\n [7] Hao J., Wang Y., Wu Y., Guo F. (2020). Metal recovery from waste printed circuit boards: A review for current status and perspectives. Resources, Conservation and Recycling 157, 104787. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.resconrec.2020.104787<\/a><\/p>\n\n\n\n [8] Fornalczyk, A., Willner, J., Francuz, K., & Cebulski, J. (2013). E-waste as a source of valuable metals. Archives of Materials Science and Engineering, 63(2), 87\u201392.<\/p>\n\n\n\n [9] Cui J., Zhang L. (2008). Metallurgical recovery of metals from electronic waste: A review. Journal of Hazardous Materials, 158(2\u20133): 228\u2013256. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.jhazmat.2008.02.001<\/a><\/p>\n\n\n\n [10] Wu C., Awasthi A. K., Qin W., Wei Liu W., Yang C. (2022). Recycling value materials from waste PCBs focus on electronic components: Technologies, obstruction and prospects. Journal of Environmental Chemical Engineering, 10(5): 22133437. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.jece.2022.108516<\/a><\/p>\n\n\n\n [11] Understanding PCB Recycling. (2023). Genox Technology. https:\/\/www.genoxtech.com\/en\/news_i_understanding-pcb-recycling.html (dost\u0119p 25 stycznia 2026). https:\/\/doi. org\/10.1016\/j.scitotenv.2017.12.151<\/a><\/p>\n\n\n\n [12] Gurgul A., Szczepaniak W., Zab\u0142ocka-Malicka M. (2018). Incineration and pyrolysis vs. steam gasification of electronic [13] Udayakumar S., Muhammad Irfan Bin Abd Razak, Ismail S. (2022). Recovering valuable metals from Waste Printed Circuit Boards (WPCB): A short review. Materials Today: Proceedings, 66(5): 3062-3070. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j. matpr.2022.07.364<\/a><\/p>\n\n\n\n [14] Fathima A., Tang J. Y. B., Giannis A., Ilankoon I. M. S. K., Chong M. N. (2022). Catalysing electrowinning of copper from E-waste: A critical review. Chemosphere, 298, 134340. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.chemosphere.2022.134340 [16] Kim K., Candeago R., Rim G., Raymond D., Park A. A., Su X. (2021). Electrochemical approaches for selective recovery of critical elements in hydrometallurgical processes of complex feedstocks. iScience, 24 (5): 102374. https:\/\/doi. org\/10.1016\/j.isci.2021.102374<\/a><\/p>\n\n\n\n [17] Kim S., Kim J., Kim S., Lee J., Yoon J. (2018). Electrochemical lithium recovery and organic pollutant removal from industrial wastewater of a battery recycling plant. Environmental Science: Water Research and Technology, 4(2): 175-182. https:\/\/doi.org\/10.1039\/C7EW00454K<\/a><\/p>\n\n\n\n [18] Almeida J., Craveiro R., Faria P., Silva A. S., Mateus E. P., Barreiros S., Paiva A., Ribeiro A. B. (2020). Electrodialytic removal of tungsten and arsenic from secondary mine resources \u2014 Deep eutectic solvents enhancement. Science of The Total Environment, 710, 136364. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j. scitotenv.2019.136364<\/a><\/p>\n\n\n\n [19] Mohammad Y. A. Mollah, Paul Morkovsky, Jewel A. G. Gomes, Mehmet Kesmez, Jose Parga, David L. Cocke. (2004). Fundamentals, present and future perspectives of electrocoagulation. Journal of Hazardous Materials, 114 (1-3): 199-210. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.jhazmat.2004.08.009<\/p>\n\n\n\n [20] Liu K., Huang S., Jin Y., Ma L., Wang W-X., Lam J. C. (2022). A green slurry electrolysis to recover valuable metals from waste printed circuit board (WPCB) in recyclable pH-neutral ethylene glycol. Journal of Hazardous Materials, 433. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.jhazmat.2022.128702<\/a><\/p>\n\n\n\n <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
DOI: 10.65545\/GWITS.2026.02.02<\/strong>, GWiTS 2\/2026, luty 2026<\/p>\n\n\n\n
\n\n\n\n
W artykule dokonano przegl\u0105du wybranych metod elektrochemicznych odzysku metali z odpad\u00f3w polimetalicznych, z naciskiem na surowce krytyczne w sprz\u0119cie elektrycznym i elektronicznym. Om\u00f3wiono elektrowydzielanie metali i wp\u0142yw potencja\u0142u redukcyjnego na mo\u017cliwo\u015b\u0107 prowadzenia proces\u00f3w oraz selektywno\u015b\u0107 odzysku. Scharakteryzowano elektrodepozycj\u0119, elektrosorpcj\u0119, elektrodializ\u0119, elektrokoagulacj\u0119 oraz elektroliz\u0119 zawiesinow\u0105. Wskazano kierunki integracji z OZE oraz mo\u017cliwo\u015b\u0107 zastosowania rozpuszczalnik\u00f3w eutektycznych jako alternatywy dla silnie kwa\u015bnych elektrolit\u00f3w. Metody elektrochemiczne stanowi\u0105 kierunek rozwoju technologii recyklingu, zgodny z za\u0142o\u017ceniami gospodarki o obiegu zamkni\u0119tym oraz zr\u00f3wnowa\u017conego zarz\u0105dzania zasobami.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>This article reviews selected electrochemical methods of metals recovery from polymetallic waste, with emphasis on critical raw materials in waste electrical and electronic equipment. The metal electrodeposition is discussed, highlighting the influence of reduction potential on process feasibility and recovery selectivity. The electrochemical techniques are characterized: electrodeposition, electrosorption, electrodialysis, electrocoagulation and slurry electrolysis. Potential pathways for RES integrating are proposed, along with the use of eutectic solvents as an alternative to strongly acidic electrolytes. Electrochemical methods represent a promising direction for the development of recycling technologies, consistent with the principles of the circular economy and sustainable resource management.<\/p>\n\n\n\n
\n\n\n\n1. Wprowadzenie<\/h3>\n\n\n\n
2. Strumie\u0144 odpad\u00f3w<\/h3>\n\n\n\n
3. Procesy poprzedzaj\u0105ce odzysk metali metodami elektrowydzielania<\/h3>\n\n\n\n
4. Om\u00f3wienie wybranych metody elektrowydzielania <\/h3>\n\n\n\n
4.1. Elektrodepozycja <\/h5>\n\n\n\n
w szczeg\u00f3lno\u015bci na miedzi i srebrze. Dodatnia warto\u015b\u0107 potencja\u0142u umo\u017cliwia\u0142a prowadzenie procesu w \u015brodowisku wodnym, przy zachowaniu stabilno\u015bci elektrochemicznej wody. Praca w tym zakresie potencja\u0142\u00f3w ogranicza\u0142a wyst\u0119powanie niepo\u017c\u0105danych reakcji ubocznych, takich jak wydzielanie wodoru lub tlenu, kt\u00f3re mog\u0142yby prowadzi\u0107 do pogorszenia jako\u015bci wydzielanego surowca. Jednocze\u015bnie zwi\u0119ksza\u0142o to bezpiecze\u0144stwo eksploatacyjne oraz stabilno\u015b\u0107 procesu [16]. <\/p>\n\n\n\n4.2. Elektrosorpcja<\/h5>\n\n\n\n
4.3. Elektrodializa<\/h5>\n\n\n\n
4.4. Elektrokoagulacja <\/h5>\n\n\n\n
4.5. Elektroliza zawiesinowa <\/h5>\n\n\n\n
5. Podsumowanie <\/h3>\n\n\n\n
6. Literatura<\/h3>\n\n\n\n
waste. Science of The Total Environment, 624: 1119-1124. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.scitotenv.2017.12.151<\/a><\/p>\n\n\n\n
[15] Chen J. P., Lim L. L. (2005). Recovery of precious metals by an electrochemical deposition method. Chemosphere, 60(10): 1384-1392. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.chemosphere.2005.02.001<\/a><\/p>\n\n\n\n
\n\n\n\n