Un nuovo processo di riciclaggio

La collaborazione tra Rockwell Automation e un’azienda tecnologica basata in Canada ha permesso a Royal Mint, la più antica azienda del Regno Unito (fondata oltre mille anni fa, nell’886), di progettare e creare un impianto per il recupero dell’oro. Questo impianto permetterà di riciclare annualmente oltre 3500 t di schede a circuito stampato derivate da rifiuti elettronici, contribuendo al raggiungimento degli obiettivi aziendali di zero netto di emissioni, creazione di posti di lavoro e promozione dell’economia circolare.

I dettagli dell’impianto

Royal Mint sta costruendo un impianto avanzato per il recupero dei metalli in grado di trattare ogni anno oltre 3750 t di schede a circuito stampato ricavate da rifiuti elettronici. L’impianto recupererà oro, argento, palladio, rame e altri materiali, alcuni dei quali saranno utilizzati da Mint in un sistema di produzione circolare.

Attraverso la collaborazione con Rockwell Automation, il nuovo impianto sfrutterà un processo di estrazione chimica per rimuovere l’oro da rifiuti elettronici, come le schede a circuito stampato che si trovano nei dispositivi cellulari e nei computer portatili, per poi utilizzarlo nella collezione di gioielli 886 di Royal Mint. È la prima zecca al mondo a estrarre metalli utilizzando questa tecnica.

Nel processo, si considera ogni singola parte della scheda a circuito stampato, anche il sotto-prodotto della fibra di vetro sarà de-bromurato e il pericoloso bromuro sarà eliminato, come parte integrante dell’economia circolare e dei piani di emissioni zero di Mint.

Il nuovo impianto, il cui completamento è previsto per l’estate del 2023, mostrerà un approccio alternativo e innovativo alla gestione degli enormi volumi di rifiuti elettronici domestici che vengono prodotti ogni anno.

I rifiuti elettronici

I rifiuti elettronici, denominati anche WEEE (Waste Electronic & Electrical Equipment, rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche), costituiscono un grave problema a livello mondiale. Nel 2019, il mondo ha prodotto 53,5 milioni di t di rifiuti elettronici, una quantità equivalente a 7,3 kg per persona e che si traduce in un valore stimato di circa 57 miliardi di dollari in materie prime (fonte: The Global E-waste Monitor 2020). I tassi di recupero di questi materiali sono bassi. Nel 2021, il Regno Unito ha generato circa 490.000 tonnellate di rifiuti elettronici domestici, dei quali solo 32.700 t sono state spedite a un impianto di trattamento autorizzato. Si prevede che il nuovo impianto della Royal Mint produrrà annualmente 500 kg o più di oro puro e creerà fino a 50 nuovi posti di lavoro nei settori della produzione, della logistica e delle vendite; attualmente Royal Mint impiega circa 900 persone nel suo sito di 38 acri che si trova a Llantrisant, Glamorgan.

Il riciclaggio

Nel 2022, i responsabili delle operazioni e della progettazione di Royal Mint hanno proposto la creazione di un impianto di riciclaggio e sono stati presi in esame diversi processi. In tal modo si è scoperto che l’azienda canadese Excir aveva sviluppato un processo chimico per estrarre oro fuso da materiali misti recuperati tramite precipitazione.

«Abbiamo lavorato con Excir – ha affermato Leighton John, Operations Director della Royal Mint – per raffinare quel processo chimico e, quindi, un progetto di scale-up è stato sviluppato internamente da Royal Mint. Successivamente, abbiamo coinvolto il nostro collaboratore di lunga data, Rockwell Automation, e gli OEM per mettere in funzione l’impianto».

L’impianto utilizza il DCS PlantPAx o sistema di controllo distribuito di Rockwell Automation per controllare efficacemente ogni parte del processo multifase. PlantPAx costituisce una piattaforma di automazione comune che collega le diverse macchine del complesso impianto e le controlla in un unico sito, utilizzando un’interfaccia familiare per i tecnici della Mint che collaborano da oltre vent’anni con Rockwell Automation.

Il processo

Le schede a circuito stampato dei rifiuti elettronici vengono convogliate tramite un sistema trasportatore in un reattore e il risultante liquame viene poi separato, selezionato e filtrato per ottenere i metalli recuperati. Il processo recupera più del 99% di oro di alta qualità dai rifiuti.

«Gran parte del recupero dei metalli provenienti dai rifiuti elettronici – ha dichiarato John – avviene tramite processi di smaltimento ad alta intensità energetica, mentre la nostra tecnologia funziona a temperatura ambiente. Si tratta anche di un processo molto rapido e più selettivo rispetto al gettare interi circuiti stampati in un impianto di smaltimento».

Rockwell Automation sta realizzando l’impianto con Mint, integrando sensori e PLC per consentire il controllo e il monitoraggio da parte del DCS PlantPAx. La tecnologia di processo è progettata e fornita da Rockwell Automation su base skid, quindi modulare e fuori sede. «Questa – ha affermato Phil Hadfield, managing director UK di Rockwell Automation – accelera l’implementazione perché possiamo produrre e testare gli skid fuori sede. Ciò riduce anche il tempo di messa in servizio, contribuendo al piano progettuale. Inoltre, ci sono alcune consegne di apparecchiature OEM come gli scrabber e i grandi contenitori che possono essere effettuate al sito dove Rockwell Automation è responsabile della completa integrazione durante l’implementazione e la messa in servizio».

Gli sviluppi

PlantPAx integrerà in modo efficiente il processo di estrazione dell’oro con il resto dei componenti dell’altro impianto e con i controllori discreti (locali) come lo scrubber e i nastri trasportatori. «L’architettura del sistema – ha affermato Hadfield – permette a diversi fornitori di produrre diverse parti dell’impianto e quindi di collegare facilmente tutti questi componenti in modo da offrire un unico controllo dell’infrastruttura a livello di impianto quando questo è in funzione. In tal modo si eliminano i sistemi di controllo separati che spesso sono presenti in questo tipo di progetti e si ottengono miglioramenti nell’ottimizzazione, come gli accessi comuni, la gestione delle modifiche, la gestione degli allarmi, la registrazione dei dati e altri elementi visibili in tutto l’impianto, e ciò aiuta a ridurre il costo totale di proprietà».

Il fatto che il sistema PlantPAx utilizzi hardware e protocolli di programmazione “standard” di Rockwell Automation semplifica anche gli ordini delle parti di ricambio e la manutenzione, in modo da sostenere il futuro dell’impianto.

Un’azienda sostenibile

Oltre a fattori chiave come la produzione circolare e il mantenimento dell’occupazione, l’impianto per il recupero dei metalli è una parte fondamentale del cammino percorso dalla Royal Mint per raggiungere l’obiettivo Net Zero.

«I nostri obiettivi basati sulla scienza – ha dichiarato John – sono stati presentati formalmente all’iniziativa Science Based Target per essere convalidati, a partire dal 5 giugno 2023. Abbiamo anche iniziato a realizzare il nostro percorso verso il raggiungimento del Net Zero, impegnandoci a mettere in atto le nostre ambizioni relative alla decarbonizzazione tramite le fonti di emissioni di Scope 1 e 2 (ad esempio, quelle che controlliamo direttamente) e di Scope 3 (altamente influenzate dalle attività della nostra catena di fornitura)³, prendendo come riferimento l’anno 2021/22».

Per quanto riguarda lo Scope 1 e 2, «Mint dispone, ad esempio, di una turbina eolica in loco che compensa l’elettricità della rete e, nelle prossime settimane, entrerà in funzione un centro per la produzione di energia a livello locale. Una volta completato, questo comprenderà una seconda turbina eolica, 4000 pannelli solari e un sistema di generazione dell’elettricità a livello locale tramite un generatore di gas. Un generatore locale garantisce l’assenza di perdite tra la stazione di alimentazione e il sito, il che rappresenta qualcosa di straordinario per un’attività ad alta intensità energetica come la nostra. La possibilità di recuperare oro e altri metalli preziosi in loco contribuirà anche a ridurre le emissioni Scope 3 di Mint, un’area la cui decarbonizzazione risulta spesso più difficile per le aziende».

I prossimi passi

Oltre che per il Net Zero e gli altri obiettivi ESG (Environmental, Social and Governance) più ampi, la Royal Mint è un’azienda con un vero e proprio conto economico e, pur essendo di proprietà del governo, non riceve alcuna sovvenzione. «Ogni anno – spiega ancora John – esportiamo medaglie e monete verso circa 60 Paesi. Inoltre, in vista del futuro, ci stiamo diversificando ed espandendo in nuovi mercati. Oltre alle monete commemorative e al nostro reparto di metalli preziosi, abbiamo lanciato un brand di moda, chiamato “886”, e abbiamo aperto un nuovo impianto per i rifiuti elettronici. Una volta che l’impianto sarà collaudato, potrà essere ampliato e rappresentare un nuovo tipo di business. Dopo il collaudo, saranno disponibili diverse opzioni: l’espansione nel Regno Unito o l’esportazione del processo all’estero. Vogliamo che questo impianto rappresenti una vera differenza per i rifiuti elettronici prodotti e i metalli preziosi che vengono sprecati».

Si prevede che il nuovo impianto di recupero sarà completamente operativo nell’estate 2023.