我们连接的社会消费者会产生大量电子废物，全世界每年约有5000万吨。甚至从目前来看，废物在一年到下一年的增长速度最快。根据材料价格的不同，该废物所含原材料的价值估计为50至600亿元。得益于扩展的生产者责任制，许多国家都针对这种废物制定了立法和回收渠道，但是目前只有20％的废物通过认证流程进行了回收。此外，在电子废物中存在的60种化学元素中，只有少数被回收利用，其中有十种是金，银，铂，钴，锡，铜，铁，铝和铅。其他一切最终都浪费在垃圾填埋场中。

从循环经济的角度来看，理想的一方面是尽可能地延长这些电子设备的寿命，特别是通过延长首次使用的时间，另一方面是促进和支持再利用或维修。事实仍然是，这些垃圾掩埋场代表着真正的“城市矿山”：对于那些知道如何开采它们的人来说是潜在的矿藏。

我们如何处理电子废物？

回收电子废物意味着分离材料，分子或化学元素，以便将它们作为生产新产品的原材料出售。首先，您必须拆除设备和组件，对它们进行分类，研磨，最后分离材料，通常是通过焚化，然后是基于溶液的化学过程。

从城市矿山获得更多的化学品说起来容易做起来难。电子垃圾的性质千差万别，经常与其他类型的垃圾混合。因此，要处理的废物的成分从一铲垃圾焚化炉的灰渣或从一批废物到另一批废物都不同。这与“传统”矿山的开采形成对比，在传统矿山中，至少相比之下，矿石的成分更简单，更稳定。

化学家面临着极其复杂的分离问题。这部分解释了为什么回收行业目前将重点放在要回收的最集中或最具经济吸引力的金属上，因此是上面列出的。

新策略：拆除，分类，研磨，溶解

分类的目的是使待处理混合物的化学复杂性及其可变性最小化。它可以在各种规模上完成：设备（类型，世代），其模块（印刷电路，电池，外部信封，框架等），其基本电子组件（电缆，电阻，电容，芯片，裸板等），或什至是研磨产生的粉末水平，都可以在上述所有规模上进行。

从理论上说，完全拆卸设备是最有效的方法。但是，由于设备的多样性和复杂性，很难自动执行此步骤：拆卸仍主要是手动进行的，这意味着其成本通常过高而无法分类到基本组件的水平。

因此，在进行任何化学处理之前，回收商（MTB，Paprec，Véolia）中最常见的方法是在设备或其模块的规模上进行研磨，然后通过利用密度差异通过物理方法分离颗粒的步骤或磁性。然后根据所得粉末的纯度，使用热处理或化学处理来精制最终产物的组成。

在后一种情况下，在化学元素溶液中最常用的分离方法是所谓的液-液萃取。它通常包括首先将金属或它们的氧化物溶解在一种酸（例如硝酸）中，然后制成一种乳液，即相当于法国香醋的乳液。将酸性溶液（“醋”）与有机溶剂（例如煤油，“油”）在萃取塔中与一种或多种具有促进某些金属（“风味”），从酸到溶剂。由于该分离步骤很少是完美的，因此将其串联重复以达到所需的纯度。有时需要几十次，甚至几百次连续萃取才能达到所需的纯度。

为了优化此类过程的成本和效率，需要研究大量参数（例如，化学物质的浓度，酸度，温度等）的影响，以便确定代表最佳折衷方案的组合。

新工艺可提高回收率

在实验室SCARCE中，我们正在研究新的过程，这些过程最终将允许“增加回收的化学元素的数量并提高其回收率：一方面是机械过程（分解和分类的自动化），另一方面是化学过程”溶液中的萃取过程。

例如，如我们所见，电子废物的化学成分变化很大。针对特定化学成分的萃取过程的开发很容易需要五到十年的研究和优化，而现有过程对新成分（例如新金属）的适应需要几个月到几年的时间。这几乎与废物量，资源和可用于废物回收的时间不兼容。

微观管道优化元素提取

为了减少开发新提取工艺的时间和成本，我们将微型化和集成在单个设备中的微流控技术自动化了进行工艺研究所需的所有设备。在微流控设备中，管道的直径小于一毫米（在我们的示例中为100 µm的厚度，两根头发的厚度或更小）。这样就可以使用非常少量的材料：用几微升的溶剂和酸代替毫升，用几毫克的化合物代替克。通过集成分析方法（X射线，红外线和传感器），我们可以连续，自动和快速地研究参数的不同组合。这使我们可以在几天之内进行研究，这通常可能需要几个月的时间。

与传统设备相比，微流体技术的另一个优势是：我们更好地了解了水和油之间的界面处化学元素转移的现象。实际上，由于使用了多孔膜，我们既控制了水与油之间的交换表面，又利用了计算机控制的注射泵将两相之间的接触时间控制在微流体通道中。然后可以精确计算物料流量。

稀土的回收：珍贵且很少回收的材料

最近，这种方法使我们能够研究手机中战略金属的提取。这些对现代技术必不可少的金属主要在中国生产，目前很少回收（不到5％）。更加不幸的是，由于它们的生产非常昂贵，并且可能带来社会和环境问题。

我们的结果表明，两种特定的提取分子的组合使提取稀土的效率比单独使用分子的提取效率高近100倍。此外，我们已经证明，在酸浓度比工业使用的酸浓度低10至100倍的情况下，可以进行有效提取，从而减少污染。我们还确定了参数组合，这些参数组合使稀土彼此之间更有效地分离成为可能，而这通常很难在几个步骤中完成。我们现在正在研究以很小的规模将这些结果转换为工业生产工具的结果。

最后，我们的微流体方法是模块化的，这意味着每个模块都可以在其他情况下找到其用处，例如，液-液萃取模块可用于研究有机分子（精油）的萃取过程；或用于在线监测农业食品或制药过程的红外光谱模块。它使您能够确定未结合的水的量，水是包围溶解在其中的分子的水，但不与它们相互作用，这是这些行业的许多公式中要遵循的关键参数。