استفاده از طلا در الکترونیک
طلا جزء پرکاربردترین فلز از بین تمام مواد معدنی زمین است. طلا از ابتدا همواره فلزی گران قیمت و مورد توجه بوده‌است. از میان تمامی عناصری که از معادن استخراج میشوند، هیچکدام به اندازه‌ی «طلا» کاربردی نیستند! دلیل این کاربردپذیری بالا، تنوع بسیار بالای خواص طلا است.
طلا الکتریسیته را هدایت می‌کند، تیره و کدر نمی‌شود، کار با آن بسیار آسان است، میتوان آن را به صورت ورقه‌ها و رشته‌های باریک درآورد، آلیاژهای متنوعی با دیگر فلزات ایجاد می‌کند، به راحتی قابل ذوب کردن و شکل دهی است، دارای رنگی بسیار زیبا و فوق‌العاده درخشان است و … .
علاوه بر این‌ها، طلا فلزی به یادماندنی است که در ذهن انسان جایگاه ویژه‌ای دارد.در طول تاریخ بشر، تقریباً در تمامی فرهنگ‌ها، از طلا به عنوان نماد قدرت، زیبایی، شکوه، موفقیت و اصالت استفاده می‌شده است. امروزه نیز، ما همچنان از طلا برای ساخت با ارزش‌ترین اشیاء استفاده می‌کنیم: حلقه ازدواج، مدال المپیک، پول و … . هیچ ماده‌ی نادر دیگری به اندازه‌ی طلا نتوانسته است در جامعه‌ی بشری چنین جایگاه برجسته‌ای داشته باشد.
در گذشته‌ها از طلا برای ضرب سکه، ساخت جواهرات و کاربردهای هنری استفاده می‌شده‌است. در گذشته سیاست مالی بسیاری از کشورها بر پایه استاندارد طلا استوار بود؛ یعنی پول هر کشوری معادل مقدار مشخصی از طلا بود.نقش و اهمیت طلا بر اقتصاد، سیاست، فرهنگ و در مجموع زندگی انسان‌ها غیرقابل انکار است.اگر به رویدادها و اتفاقاتی که در طول تاریخ برای طلا حادث شده توجه شود، بدون شک میتوان به این موضوع پی برد که این فلز زرد به تنهایی قادر است سرنوشت یک ملت را تغییر دهد. طلا فلزی به یادماندنی است که از جایگاه ویژه ای در ذهن انسان برخوردار است.
مهمترین کاربرد صنعتی طلا در صنعت الکترونیک است. دستگاه های الکترونیکی در حالت جامد از ولتاژها و جریانهای بسیار کم استفاده می کنند که به راحتی با خوردگی یا لکه دار شدن در نقاط تماس، قطع می شوند.طلا هادی بسیار کارآمد الکتریسیته است که می تواند این جریانات ریز را تحمل کند و از خوردگی در امان بماند و از این رو کاربرد طلا در الکترونیک بسیار چشمگیر است. وسایل الکترونیکی به حالت جامد در ولتاژها و جریانهای بسیار پایین، در نقاط تماس به آسانی فرسایش یافته و زنگ زده میشوند.
طلا به دلیل رسانایی بالا و مقاومت زیاد در برابر خوردگی و زنگ‌زدن یعنی میتواند جریان را به خوبی هدایت کند، بدون اینکه خورده شده یا زنگ بزند در حالیکه فلزاتی مثل نقره و مس، با اینکه رساناهای بهتری نسبت به طلا هستند، اما به مراتب پایداری کمتری در برابر خوردگی یا زنگ زدن دارند از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.اجزای الکترونیکی ساخته شده از طلا، دارای ماندگاری بسیار بالا هستند. طلا در اتصالات و پست‌های تقویت کننده، لحیم‌کاری‌ها، سیم‌های ارتباطی و نوارهای ارتباطی (سیم‌های برهنه) نقش مهمی را ایفا می‌کند.
تقاضای جهانی برای مصارف عمده
کشورهای خاورمیانه مجموعاْ از نظر تقاضای طلا در رده دوم قرار دارند. ایالات متحده آمریکا با متوسط تقاضای ۳۵۰ تا ۴۵۰ تن در رده سوم قرار دارد، به عبارتی هند به تنهایی مصرف بالاتری از مجموع کشورهای خاورمیانه و ایالات متحده آمریکا دارد. در رده‌های بعدی چین و کشورهای اروپایی قرار دارند. عربستان سعودی و ترکیه در رده‌های ششم و هفتم واقع شده‌اند. بیشترین مورد مصرف طلا در ساخت جواهرات و وسایل زینتی است که برمی‌گردد به خواص ویژه این فلز از جمله: مقاومت در برابر اکسید شدگی و تیره شدگی، جلا و رنگ زیبای آن و همچنین اثر آرام‌بخش آن بر اعصاب است.
طبق تحقیقات انجام شده در سال ۲۰۱۱م مصرف طلا در صنایع جواهرسازی جهان حدود ۱۹۷۵ تن بوده که ارزش آن حدود ۱۰۰میلیارد دلار برآورد شده است. این میزان حدود ۴۳ درصد از کل طلای تولید شده در جهان بوده است. در مقابل صنایع الکترونیک و سایر صنایع بیش از ۱۰ درصد از کل مصرف جهانی طلا را به خود اختصاص داده‌اند. در این سال ۴۶ درصد باقیمانده تولید طلا در جهان صرف سرمایه‌گذاری‌های دولتی و خصوصی شده است.
دلایل استفاده از طلا
مقاوم در برابر لکه دار شدن
طلا در برابر لکه گیری مقاوم است در واقع طلا به خوبی با اکسیژن مخلوط نمی شود. حتی اگر مدت زمان طولانی در فضای باز باقی بماند ، اکسیژن کمی جذب می کند و یا اکسیژن مصرف نمی کند، زیرا اکسیژن مسئول لکه دار شدن (و همچنین زنگ زدگی) است. هنگامی که اکسیژن با یک فلز مخلوط می شود ، باعث اکسید شدن فلز می شود که منجر به لکه دار شدن یا اشکال دیگر خوردگی می شود.
رسانای بالای الکتریکی
یکی از دلایل استفاده در الکترونیک به دلیل ویژگی رسانای بالای آن است. طلا رسانایی بالایی دارد ، به این معنی که برق با حداقل مقاومت به راحتی از طریق آن جریان می یابد. مس ، نقره و آلومینیوم نیز رسانا هستند ، اما طلا سطح بالاتری از رسانایی الکتریکی را ارائه می دهد. در نتیجه ، این ماده عالی برای اجزای الکتریکی مانند موارد قبلی است. هنگامی که در الکترونیک استفاده می شود ، طلا اجازه می دهد تا جریان برق به دستگاه مربوطه با حداقل مقاومت برسد. چرا از طلا در الکترونیک استفاده می شود
انعطاف پذیری بالا
دلیل دیگر استفاده از طلا در الکترونیک این است که کار با آن آسان است. برخی تصور می کنند که طلا سخت و محکم است ، اما این لزوماً درست نیست. در واقع نسبتاً نرم و انعطاف پذیر است که کار کردن را آسان می کند. ویژگی های نرم و انعطاف پذیر طلا به شرکت های تولید کننده اجازه می دهد تا آن را به راحتی در لوازم الکترونیکی کوچک قرار دهند. به عنوان مثال ، طلا را می توان به سیم های برق یا اتصالات کشید چیزی که با فلزات سخت و محکم امکان پذیر نیست.
چرا از طلا در الکترونیک استفاده می شود
دستگاه های الکترونیکی،از ولتاژهای بسیار پایین و جریان هایی استفاده می کنند که به راحتی با خوردگی یا کدر شدن، در نقاط تماس قطع می شوند. طلا رسانای بسیار کارآمدی است که می تواند این جریان های کوچک را حمل کرده و عاری از خوردگی باقی نگه دارد. قطعات الکترونیکی ساخته شده با طلا، بسیار قابل اعتماد هستند. طلا در اتصال دهنده ها، سوئیچ و رله (نیروگر) ، اتصالات لحیم شده، سیم های اتصال دهنده و تسمه های مدار استفاده می شود.
مقدار کمی طلا تقریبا در هر دستگاه پیچیده الکترونیکی استفاده می شود. این دستگاه ها شامل: تلفن های همراه، ماشین حساب ها، کمک های دیجیتال شخصی، دستگاه های سامانه موقعیت یابی جهانی و سایر دستگاه های کوچک الکترونیکی، هستند. اکثر لوازم خانگی بزرگ الکترونیکی مانند تلویزیون نیز حاوی طلا است.
یکی از چالش های استفاده از طلا در مقادیر بسیار کوچک در دستگاه های بسیار کوچک، کاهش این فلز در جامعه است. هر سال نزدیک به یک میلیارد تلفن همراه تولید می شود و بیشتر آنها شامل طلایی به ارزش حدود ۵۰ سنت است. طول عمر متوسط آنها زیر ۲ سال بوده و تعداد بسیار کمی از آنها در حال حاضر بازیافت شده اند. اگر چه مقدار طلا در هر دستگاه کم است، اما تعداد زیاد آنها به معنای مقدار زیادی از طلای بازیافت نشده می باشد. در هرحال تقریبا در هر وسیله الکترونیکی که تصور میشود، مقدار کمی طلا مورد استفاده قرار گرفته است.
از طلا در ساخت ديودها، ترانزيستورها و بعضي قطعات الکترونيکي که مي بايستي داراي مقاومت شيميايي و حرارتي در موقع ساخت باشند استفاده مي شود. آلياژهاي طلا از ديرباز در تجهيزات الکتريکي معيني به کار برده شده اند از جمله مي توان به اجزاي ويژه اي از دستگاه پتانسيومترها و در جاهايي که توليد مجدد، دوبله کردن و دوباره خواني از ديدگاه صنعت الکترونيک دربلند مدت امري اساسي مي باشد، اشاره کرد.
سيم هايي از آلياژ ( طلا- پالاديم ) در ترموکوپل ها مورد استفاده قرار مي گيرند به ويژه آنهايي که براي اندازه گيري دماهاي بالا در بعضي از فرآيندهاي صنعتي و موتورهاي هواپيما، مورد استفاده واقع مي شوند
دنیای مدرن با فناورهای پیشرفته به گونه ای با طلا نسبت نزدیک دارد. طلا به‌دليل هدايت الكتريكي بالا و مقاومت در برابر اكسيد شدن، اهميت ويژه‌اي در ساخت تجهيزات الكترونيكي و كامپيوتري دارد. دستگاه هاي الکترونيکي حالت جامد مدرن از قبيل کامپيوترها نياز به کنکتورها، کنتاکت هاي سوئيچ، اتصالات لحيم کاري شده و ساير اجزاي معيني دارند که بايستي کاملا عاري از هر گونه لايه و فيلم کدر و تيره با مقاومت زياد باشند و ديگر آنکه به جهت عمر دستگاه بايستي از نظر شيميايي و متالوژيکي پايدار باقي بمانند.
در سيستم هاي الکترونيکي نظامي و شهري پيچيده، به صورت روزافزوني از طلا براي مطمئن شدن از عمليات وابسته تحت يک محدوده ي وسيع از شرايط عملي(عملياتي) استفاده مي شود. از طلا در ساخت ديودها، ترانزيستورها و بعضي قطعات الکترونيکي که مي بايستي داراي مقاومت شيميايي و حرارتي در موقع ساخت باشند استفاده مي شود.
آلياژهاي طلا از ديرباز در تجهيزات الکتريکي معيني به کار برده شده اند از جمله مي توان به اجزاي ويژه اي از دستگاه پتانسيومترها و در جاهايي که توليد مجدد، دوبله کردن و دوباره خواني از ديدگاه صنعت الکترونيک دربلند مدت امري اساسي مي باشد، اشاره کرد. سيم هايي از آلياژ ( طلا- پالاديم ) در ترموکوپل ها مورد استفاده قرار مي گيرند به ويژه آنهايي که براي اندازه گيري دماهاي بالا در بعضي از فرآيندهاي صنعتي و موتورهاي هواپيما، مورد استفاده واقع مي شوند.
طلا به‌دليل هدايت الكتريكي بالا و مقاومت در برابر اكسيد شدن، اهميت ويژه‌اي در ساخت تجهيزات الكترونيكي و كامپيوتري دارد.آلياژهاي لحيم کاري سخت ) زردجوش ) که حاوي طلا مي باشند، در ارتباط با صنعت هوافضا به ويژه در مونتاژ بعصي از موتورهاي توربيني جهت نظامي و نيز موتورهاي راکت با عملکرد بالا، مهم مي باشند.
استفاده از طلا در کامپیوترها
طلا در بسیاری از قسمت های کامپیوتر استاندارد رومیزی یا لپ تاپ استفاده می شود. انتقال سریع و دقیق اطلاعات دیجیتال از طریق کامپیوتر و از یک جزء به دیگری، نیاز به یک هادی کارآمد و قابل اعتماد دارد. طلا این نیازها را بهتر از هر فلز دیگر برآورده می سازد. اهمیت کیفیت بالا و عملکرد قابل اعتماد، هزینه های بالا را توجیه می کند.
اتصالات لبه ای که برای نصب ریز پردازنده و تراشه های حافظه بر روی مادربرد و اتصالات پلاگین و سوکت مورد استفاده برای اتصال کابل ها استفاده می شود، همه حاوی طلا هستند. طلا در این اجزاء به طور کلی بر روی فلزات دیگر آبکاری می شود و با مقادیر کمی نیکل یا کبالت آلیاژ می شود تا دوام بیشتری پیدا کند.
به عنوان مثال در تکنولوژی‌های نمایشی مانند حسگرهای لمسی صفحه های نمایش، ال ای دی‌ها و ال‌سی‌دی‌ها و همچنین در تکنولوژی‌های ذخیره اطلاعات مانند فلش مموری‌ها و مادربوردها از طلا استفاده میشود.استفاده طلا در این صنعت، معمولا به صورت آبکاری بر روی دیگر فلزات و یا بصورت آلیاژ با مقادیر کوچکی از نیکل یا کبالت به منظور افزایش ماندگاری قطعات، سیم‌ها و کابل‌ها و همچنین افزایش سرعت انتقال اطلاعات است.
میزان طلای موجود در برخی قطعات الکترونیکی
- رم های قدیمی۴ سوت
- رم اس دی ۵ سوت
- برد تلویزیون ناچیز و در حد ۱ سوت
- سی پی یو پنتیوم ۳ ۱۵ سوت طلای ۲۴ عیار
- سی پی یو سرامیکی 20 تا 45 سوت
- سی پی یو 775 5 تا 7 سوت طلای 24 عیار
- سی پی یو پنتیوم 15 سوت طلای 24 عیار
- هر ۱۰۰۰ سوت یک گرم می باشد.
ضایعات الکترونیک و طلای درون آن
قطعات الکترونیکی اغلب حاوی فلزاتی چون جیوه، کامیوم و سرب هستند، فلزاتی که رهاسازی آنها در طبیعت میتواند اثرات مخربی برای محیط زیست داشته باشد و بازیافت غیراصولی زباله‌های الکترونیک میتواند زنگ خطری برای محیط زیست باشد؛ بنابراین در بسیاری از کشورهای پیشرفته برای بازیافت این پسماند‌ها برنامه‌های مدونی در نظر گرفته میشود.
به تمامی تجهیزات کالا‌های بزرگ و دیجیتال چون یخچال، تلویزیون و کامپیوتر، تلفن‌های همراه و اسباب بازی‌ها که دیگر قابل مصرف نباشند پسماند الکترونیک گفته میشود و با توجه به پیشرفته‌تر شدن دنیای الکترونیک و دیجیتال آمار این پسماند‌ها رو به رشد و افزایش است.
وسایل الکتریکی و الکترونیکی مستعمل یا پسماندهای الکترونیکی مشابه زباله های جامد شهری که سریعا در حال افزایش زباله های جامد در مناطق شهری در سطح جهان هستند. به دلیل متصاعد شدن گاز‌های سمی و فیوم‌های فلزات (بخارات و ذرات ریز فلزات) بازیافت زباله‌های الکترونیکی باید با در نظر گرفتن تدابیر ایمنی و در فرآیند‌های صنعتی انجام شود و بازیافت این گونه زباله‌ها به روش سوزاندن در محیط باز به شدت باعث انتشار آلاینده‌ها به هوا و محیط زیست شده و از عوامل مهم تهدید سلامت است.
پسماند الکترونیکی اصطلاحی کلی است که شامل انواع مختلف وسایل الکتریکی و الکترونیکی کهنه و وسایل خانگی الکترونیکی مستعمل میشود که برای صاحبانشان ارزشی ندارند. پسماندهای الکترونیکی اصطلاحی است که شامل تمامی کامپیوترها، لپ تاپ ها، محصولات صوتی و تصویری، یخچالها، فریزرها، گوشیهای موبایل و .. و وسایل جانبی آنها میشود. منابع پسماند الکترونیکی به نسبت گران هستند.
در سطح جهان به اندازه ی ۴۰ میلیون تن در سال در حال افزایش است. در کشورهای پیشرفته پسماندهای الکترونیکی ۱-۲ درصد کل زباله های جامد را شامل میشوند. در ایالات متحده ۱-۳ درصد زباله های شهری را پسماندهای الکترونیکی تشکیل میدهند. در اتحادیه ی اروپا تولید کل پسماند الکترونیکی از ۵ تا ۷ میلیون تن و تولید سرانه ی آن از ۱۴ تا ۱۵ کیلوگرم در سال متغیر است و انتظار میرود که سالانه ۳-۵ درصد افزایش داشته باشد. کشورهای در حال توسعه هم با این مسئله رو در رو هستند.
مثلا در آفریقای جنوبی و چین گزارشها حاکی از آن است که تا سال ۲۰۲۰ پسماند الکترونیکی کامپیوترهای کهنه در حد ۲۰۰ تا ۴۰۰ درصد نسبت به سال ۲۰۰۷ افزایش خواهد داشت؛ این رقم برای هند ۵۰۰ درصد است. سرعت افزایش پسماندهای الکترونیکی دور انداخته شده در هند بالاست چراکه هند دیگر تبدیل به غول عرصه ی فناوری اطلاعات شده است و نیز سبک زندگی مدرن در هند رو به توسعه بوده است.
ترکیب پسماندهای الکترونیکی حاوی بیش از ۱۰۰۰ نوع جنس مختلف هستند و به دو قسمت آلی و غیرآلی تقسیم میشود. فلزات سنگین قسمت عمده ای از بخش غیرآلی یعنی ۲۰-۵۰ درصد را تشکیل میدهند. پسماندهای الکترونیکی شامل فلزات خطرناکی نظیر سرب، کادمیوم، کرومیوم، آرسنیک، سلنیوم و فلزات گرانقیمتی مثل نقره، طلا، مس و پلاتنیوم هستند.
به دلیل وجود فلزات سنگین و برخی فلزات کمیاب موجود در این پسماند‌ها برای محیط زیست و انسان خطرناک هستند. اگر این پسماند‌ها با روش غیر اصولی و غیر بهداشتی دفن یا سوزانده شوند باعث مخاطراتی برای محیط زیست و انسان میشود. در ساخت گوشیهای موبایل و کامپیوترهای شخصی ۳% طلا و نقره، ۱۳% پلادیوم و ۱۵% کبالت استفاده میشود. فلزات سنگین(گرانبها یا خطرناک) منابع تجدید ناپذیر و متناهی بوده و از این جهت خیلی با ارزش هستند. مدیریت پسماندهای الکترونیکی بسبب چالشهای متعدد فنی، مالی، استراتژیک و غیره مسئولیت خطیری محسوب میشود.
از این جهت بایستی پسماندهای الکترونیکی بصورت اصولی، نظام مند و سازگار با محیط زیست مدیریت شده، فلزات گرانبها از آنها بازیابی گردند. در اقتصاد نوظهوری نظیر هند اقدامات مربوط به مدیریت پسماندهای الکترونیکی بصورتی کاملا غیر سازمان یافته صورت میپذیرد که میتواند تاثیرات مضری بر سلامتی انسان و محیط زیست داشته باشد.
شستن طلا و نقره از زباله های الکترونیکی طی پروسه ی هیدرومتالوژیکی
همانطوریکه قبلا ذکر شد فلزات سنگین بخش قابل توجهی از قسمت غیرآلی پسماندهای الکترونیکی را تشکیل میدهند(۲۰ الی ۵۰ درصد). جدای از فلزات خطرناک(سرب، کادمیوم، کرمیوم، آرسنیک، سلنیوم) خیلی از فلزات مهم دیگر نظیر طلا، نقره، مس و پلاتنیوم نیز در پسماندهای الکترونیکی موجود هستند. فلزات سنگین(خطرناک یا گرانقیمت) منابع تجدید ناپذیر و متناهی هستند و بنابراین ارزش بالایی دارند.
از زاویه ی دید الکترونیک بازیافت فلزات گرانبها از پسماندهای الکترونیکی یکی از جالبترین اقدامات است. مطالعات مهمی در رابطه با بازیافت فلزات گرانبها با استفاده از تکنیک های هیدرومتالوژیکی صورت پذیرفته است.اولین قدم در پروسه ی هیدرومتالوژیکی شستشوی فلزات با استفاده از حلالی مناسب است. متداول ترین ماده ی مورد استفاده در بازیافت فلزات گرانبها سیانید است. سیانید برای بیش از یک قرن است که در استخراج طلا و نقره در صنعت معدن کاوی استفاده میشود و ارزان هم هست.
انحلال ماکزیمم طلا، نقره و دیگر فلزات گرانبها در سیانید در Ph بالای ۱۰ رخ میدهد. سیانید از نکته نظر صنعتی ماده ی شیمیایی خیلی مفیدی است.اگرچه Thiourea واکنشگر مناسبی برای شستن طلا است ولی فقط در کشورهای معدودی استفاده میشود.
از کاربردهای تجاری Thiourea در شستشوی طلا به دلایلی ممانعت میشود.ماده ی شیمیایی دیگری که بطور گسترده ای در رابطه با آن مطالعاتی صورت پذیرفته است تیوسولفات است. این ماده کاربردهای فراوانی در صنایع دارویی و عکاسی دارد. ولی با اینکه مزایای زیست محیطی بالایی دارد دارای ایرادات زیادی نیز است.با این حساب استفاده ی از سیانید نسبت به دیگر مواد مناسب تر است.
اگرچه سیانید مزیتهای فراوانی دارد ولی ایردات خاص خود را نیز در این زمینه دارد. سیانید ماده ی شیمیایی سمّی و کشنده ای است و از این جهت بایستی بدقت مصرف، ذخیره و منتقل شود. استفاده ی نادرست سیانید میتواند تاثیرات مضری بر سلامتی انسان و محیط زیست داشته باشد. علی رغم این واقعیت که سیانید بالقوه خطرناک است میتوان از آن استفاده ی درستی داشت.
ایران یکی از کشورهایی است که معادن طلای ارزشمندی دارد بنابراین اگر بتواند با استفاده از فناوری های نوین آنها را از معادن به شکل کاملا حرفه ای و پر عیار استخراج کند طبعا در بازارهای جهانی با توجه به کاربردی بودن این فلز در صنعت الکترونیک مشتریان زیادی خواهد داشت.
برای خرید طلا آنلاین به سایت کافه طلا مراجعه کنید.
