Literatuurstudie: Kunststoffen in AEEA begrijpen om recyclage beter te sturen
In het kader van het CIRCOPLAST-project werd een literatuurstudie uitgevoerd om de materialen in Afgedankte Elektrische en Elektronische Apparaten (AEEA) te identificeren en de keuzes voor recyclage te ondersteunen.
AEEA bestaan voornamelijk uit ferro- en non-ferrometalen, glas en kunststoffen, waarbij kunststoffen ongeveer 30% van het totale gewicht van jaarlijks geproduceerde AEEA uitmaken [Goosey, E. et al.]. De verschillende soorten elektrische en elektronische apparatuur (EEA) bevatten een verscheidenheid aan kunststoffen, waarvan de meest voorkomende acrylonitril-butadieen-styreen (ABS), polypropyleen (PP), slagvast polystyreen (HIPS) en polycarbonaat/ABS-mengsels zijn. Andere polymeren zoals polyurethaan (PU), polyethyleen (PE) en polyvinylchloride (PVC) komen ook voor. De samenstelling van een reële partij AEEA geanalyseerd met FTIR-ATR wordt weergegeven in figuur 1 [Gripon et al.]. De complexiteit van kunststofmengsels in AEEA vormt echter een grote uitdaging voor recyclage. Bij gebrek aan efficiënte sorteertechnologieën wordt ongeveer 40–50% van de kunststoffen in AEEA niet correct gerecycleerd [Haarman, A. et al.].
Figuur 1. Samenstelling van een reële partij AEEA bepaald met FTIR-ATR [Gripon et al.]
Een ander cruciaal probleem is de aanwezigheid van gevaarlijke componenten, zoals zware metalen (lood, cadmium, kwik) en vlamvertragers (VV), die nodig zijn om te voldoen aan brandveiligheidsnormen. De meest voorkomende vlamvertragers zijn gehalogeneerd, voornamelijk gebromeerd (BVV) of gechloreerd, vaak gebruikt met antimoontrioxide (Sb₂O₃) als synergist [Alassali, A. et al.]. In 2018 vertegenwoordigden BVV ongeveer 55% van de wereldmarkt voor vlamvertragers, terwijl gechloreerde VV slechts 1% uitmaakten [CERESANA].
Onder de BVV in AEEA zijn de bekendste polybroomdifenylethers (PBDE), tetrabroombisfenol A (TBBPA) en hexabroomcyclododecaan (HBCDD) [Freegard, K. et al.]. Hoewel ze zorgen voor naleving van ontvlambaarheidsnormen, zijn deze verbindingen persistent, bioaccumulerend en toxisch, en blijven ze in hoge concentraties aanwezig in AEEA. Volgens de International Bromine Council (2023) bedraagt het gemiddelde niveau van BVV in gemengde AEEA-kunststoffen 3,5%, waarvan 3,3% niet-beperkte BVV en 0,2% PBDE, zoals weergegeven in figuur 2.
Figuur 2. Gemiddelde BVV-niveaus in gemengde AEEA-kunststoffen [Brominated Flame Retardants and the Circular Economy of WEEE Plastics, State of Play, The International Bromine Council, 2023].
TBBPA, gebruikt in epoxy- en polycarbonaatharsen, ABS- en HIPS-harsen en bepaalde textielsoorten, vertegenwoordigt ongeveer 60% van de wereldmarkt voor BVV [Zuiderveen, E.A.R. et al.]. Het is volgens het GHS geclassificeerd als zeer giftig voor waterorganismen met langdurige effecten (H410). De Europese Unie wijzigde in 2017 Richtlijn 2008/98/EG om AEEA met meer dan 2500 mg/kg TBBPA als gevaarlijk afval te beschouwen, wat hun recyclage beperkt [Oko-Institut e.V.]. HBCDD wordt voornamelijk gebruikt in polystyreenschuimen, evenals in diverse bouwmaterialen, lijmen en coatings [Charitopoulou, M.A. et al.]. Samen met TBBPA is het geclassificeerd als een persistente organische verontreinigende stof (POP) vanwege zijn toxiciteit en persistentie in het milieu. Als reactie op deze zorgen worden nieuwe gebromeerde vlamvertragers (NBVV), zoals decabroomdifenylethaan (DBDPE), op de markt gebracht, hoewel hun langetermijneffecten nog moeten worden beoordeeld [Xiong, P. et al.].
Deze literatuurstudie vormt een solide basis voor de selectie van materialen waarop recyclage- en innovatie-inspanningen moeten worden geconcentreerd, rekening houdend met technische, ecologische en gezondheidsaspecten.
Binnenkort:
een gedetailleerd deel over het regelgevend kader en de stroomanalyse van AEEA zal binnenkort worden gepubliceerd om deze studie aan te vullen en een volledig beeld te bieden voor recyclage en duurzaam beheer van elektronisch afval.
bibliografie
- Goosey, E.; Goosey, M. The materials of waste electrical and electronic equipment. In Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE) Handbook; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 2019; pp. 231–262
- Gripon et al., Brominated flame retardants extraction from waste electrical and electronic equipment-derived ABS using supercritical carbon dioxide, Waste Management 131 (2021) 313–322
- Haarman, A.; Magalini, F.; Courtois, J. Study on the Impacts of Brominated Flame Retardants on the Recycling of WEEE Plastics in Europe; Sofies: Geneva, Switzerland, 2020
- Oko-Institut e.V. ROHS Annex II Dossier for TBBP-A. Restriction Proposal for Substances in Electrical and Electronic Equipment under RoHS; Oko-Institut e.V.: Freiburg im Breisgau, Germany, 2020
- Ma C, Yu J, Wang B, Song Z, Xiang J, Hu S, Su S, Sun L (2016), Chemical recycling of brominated flame retarded plastics from ewaste for clean fuels production: a review. Renew Sust Energ Rev 61:433–450.
- Shen Y, Zhao R, Wang J, Chen X, Ge X, Chen M (2016) Waste-toenergy: dehalogenation of plastic-containing wastes. Waste Manag 49:287–303.
- Xiong, P.; Yan, X.; Zhu, Q.; Qu, G.; Shi, J.; Liao, C.; Jiang, G. A Review of Environmental Occurrence, Fate, and Toxicity of Novel Brominated Flame Retardants. Environ. Sci. Technol. 2019, 53, 13551–13569.
- Zuiderveen, E.A.R.; Slootweg, J.C.; de Boer, J. Novel brominated flame retardants—A review of their occurrence in indoor air, dust, consumer goods and food. Chemosphere 2020, 255, 126816.
