Thu hồi kim loại quý – Liệu doanh nghiệp có đang bỏ qua “mỏ vàng” trong những bảng mạch cũ?

Sự phát triển nhanh của điện tử, thiết bị thông minh và quá trình số hóa đang tạo ra một nghịch lý ngày càng rõ: càng nhiều thiết bị được đưa vào sử dụng, lượng sản phẩm điện – điện tử hết vòng đời cũng tăng theo. Điện thoại, máy tính, thiết bị mạng, máy chủ hay các hệ thống điều khiển công nghiệp sau khi bị loại bỏ không chỉ trở thành một bài toán xử lý chất thải, mà còn mang theo một lượng đáng kể vật liệu có thể thu hồi.

Theo Global E-waste Monitor 2024, thế giới phát sinh khoảng 62 triệu tấn rác thải điện tử trong năm 2022, tăng 82% so với năm 2010 và có thể đạt khoảng 82 triệu tấn vào năm 2030. Tuy nhiên, chỉ 22,3% lượng rác thải điện tử năm 2022 được ghi nhận là đã được thu gom và tái chế đúng quy trình. Đáng chú ý hơn, lượng rác này chứa khoảng 31 triệu tấn kim loại, với tổng giá trị kim loại ước tính lên tới 91 tỷ USD, trong đó riêng vàng khoảng 15 tỷ USD và đồng khoảng 19 tỷ USD.

Những con số này đang làm thay đổi cách nhìn về rác thải điện tử. Thay vì chỉ là thứ cần xử lý sau khi hết vòng đời, nhiều thành phần trong đó đang được xem như nguồn nguyên liệu thứ cấp có thể đưa trở lại chu trình sản xuất. Và trong toàn bộ thiết bị điện tử, bảng mạch in – PCB là một trong những nơi tập trung giá trị đáng chú ý nhất.

I. Rác thải điện tử đang trở thành một nguồn tài nguyên mới

Khái niệm urban mining – khai thác tài nguyên đô thị xuất phát từ chính sự thay đổi này. Thay vì chỉ khai thác kim loại từ quặng tự nhiên, các vật liệu có giá trị được thu hồi từ sản phẩm, thiết bị và hạ tầng đã hết vòng đời.

Với rác thải điện tử, cơ hội này đặc biệt rõ vì một thiết bị có thể chứa đồng, nhôm, niken, thiếc và nhiều kim loại quý như vàng, bạc hay palladium. Theo Global E-waste Monitor, hoạt động tái chế rác thải điện tử được ghi nhận chính thức đã giúp thu hồi khoảng 28 tỷ USD nguyên liệu thứ cấp trong năm 2022, đồng thời tránh được một lượng đáng kể hoạt động khai thác tài nguyên nguyên sinh.

Tuy vậy, giá trị này chỉ có thể được khai thác khi rác thải được phân loại, xử lý và đưa vào đúng quy trình thu hồi. Nếu bảng mạch, linh kiện và các vật liệu chứa kim loại được xử lý chung như chất thải thông thường, phần giá trị còn lại trong chúng rất dễ bị thất thoát cùng với những rủi ro về môi trường.

Hình 1. PCB cũ là một nguồn nguyên liệu thứ cấp đáng chú ý trong rác thải điện tử

II. Bài toán rác thải điện tử tại Việt Nam ngày càng rõ nét

Việt Nam cũng đang đi theo xu hướng tương tự. Theo dữ liệu của ITU và UNITAR, lượng rác thải điện tử phát sinh tại Việt Nam được ước tính tăng từ khoảng 116 nghìn tấn năm 2014 lên 516 nghìn tấn năm 2022, tương đương khoảng 5,3 kg/người. Như vậy, chỉ trong chưa đầy một thập kỷ, lượng rác thải điện tử ước tính đã tăng hơn bốn lần.

Áp lực này không chỉ đến từ lượng thiết bị điện tử tiêu dùng ngày càng lớn. Sự phát triển của các ngành điện tử, sản xuất linh kiện và chuyển đổi số cũng khiến yêu cầu về quản lý vòng đời sản phẩm trở nên rõ ràng hơn.

Từ 01/01/2025, nhà sản xuất và nhập khẩu nhiều nhóm sản phẩm điện – điện tử tại Việt Nam đã phải thực hiện trách nhiệm tái chế theo lộ trình EPR. Quy định này đưa câu chuyện thu gom và tái chế thiết bị điện tử từ một vấn đề môi trường trở thành một phần ngày càng cụ thể hơn trong trách nhiệm của doanh nghiệp.

Nhưng nếu nhìn sâu hơn vào dòng vật liệu, đây không chỉ là câu chuyện “phải xử lý bao nhiêu chất thải”. Một câu hỏi khác đáng quan tâm hơn là: trong phần vật liệu đang bị loại bỏ, doanh nghiệp còn có thể thu hồi được bao nhiêu giá trị?

III. Vì sao bảng mạch cũ được xem là một “mỏ vàng”?

PCB (Printed Circuit Board) là bảng mạch tạo kết nối điện giữa các linh kiện trong hầu hết thiết bị điện tử. Để đảm bảo khả năng dẫn điện, chống ăn mòn và độ ổn định của tiếp xúc, bảng mạch và các linh kiện gắn trên đó sử dụng nhiều kim loại khác nhau. Phần lớn giá trị vật liệu đến từ các kim loại cơ bản như đồng, nhưng PCB cũng có thể chứa vàng, bạc và palladium tại các chân tiếp xúc, connector, linh kiện, lớp phủ và một số cấu trúc dẫn điện.

Điều khiến PCB được ví như một “mỏ vàng” chính là mật độ kim loại có giá trị có thể cao hơn đáng kể so với nhiều nguồn quặng tự nhiên. Một tổng quan khoa học về PCB thải ghi nhận hàm lượng vàng có thể dao động khoảng 10–1.600 ppm, tùy loại và thế hệ thiết bị, trong khi một loại quặng vàng giàu được dẫn chiếu ở mức khoảng 18 ppm. Hàm lượng thực tế giữa các loại PCB có thể khác nhau rất lớn, vì vậy không thể coi mọi bảng mạch đều có cùng giá trị thu hồi.

Các nghiên cứu khác cũng cho thấy PCB thải có thể chứa khoảng 30–50% thành phần kim loại, với đồng chiếm tỷ trọng đáng kể cùng các lượng nhỏ hơn của Ag, Au và Pd. Chính sự kết hợp giữa khối lượng kim loại cơ bản lớn và hàm lượng nhỏ nhưng có giá trị cao của kim loại quý làm cho PCB trở thành một nguồn nguyên liệu thứ cấp đáng chú ý.

Vì vậy, giá trị thực sự của những “mỏ vàng” này nằm ở khả năng nhận diện và tận dụng nhiều dòng kim loại khác nhau, thay vì chỉ thu hồi một thành phần rồi bỏ đi phần còn lại.

IV. Kim loại trong bảng mạch được thu hồi bằng cách nào?

Thu hồi kim loại từ PCB không bắt đầu bằng việc đưa toàn bộ bảng mạch vào một thiết bị duy nhất. Do cấu tạo của PCB rất phức tạp, một quy trình phù hợp thường gồm nhiều bước liên tiếp, trong đó mỗi bước làm nhiệm vụ chuẩn bị hoặc tách một nhóm vật liệu nhất định.

Trước hết, nguyên liệu cần được phân loại và đánh giá thành phần. PCB từ máy chủ, thiết bị viễn thông, điện thoại hay thiết bị gia dụng có thể khác nhau đáng kể về loại linh kiện và hàm lượng kim loại. Việc phân loại ngay từ đầu giúp tránh sử dụng một quy trình xử lý giống nhau cho những dòng vật liệu có giá trị hoàn toàn khác nhau.

Sau đó, bảng mạch có thể trải qua các bước tháo rời, tiền xử lý và phân tách cơ học để loại bỏ những thành phần không phù hợp và tập trung phần vật liệu cần thu hồi. Từ đây, tùy đặc điểm nguyên liệu và quy mô vận hành, doanh nghiệp có thể lựa chọn các hướng công nghệ như nhiệt luyện, thủy luyện hoặc những phương pháp sinh học đang được nghiên cứu và phát triển. Các tổng quan gần đây cho thấy ngành đang dần chuyển từ những quy trình thu hồi đơn lẻ sang các phương pháp tách chọn lọc và hệ thống tuần hoàn tích hợp hơn.

Với thủy luyện, kim loại trước tiên được đưa vào dung dịch trong những điều kiện phù hợp. Phần kim loại hòa tan sau đó tiếp tục được tách bằng các kỹ thuật như kết tủa, hấp phụ, trao đổi ion, chiết hoặc điện phân, tùy kim loại mục tiêu, nồng độ và độ tinh khiết cần đạt. Cuối quy trình là các bước tinh luyện để đưa kim loại thu hồi về dạng có thể tiếp tục sử dụng hoặc xử lý sâu hơn.

Một nghiên cứu năm 2025 về PCB thải cũng cho thấy xu hướng thu hồi tuần tự nhiều kim loại, thay vì chỉ tập trung vào vàng: các bước hòa tách khác nhau được nghiên cứu để thu hồi Cu, Au, Ag và Sn từ cùng một nguồn nguyên liệu. Đây là hướng tiếp cận đáng chú ý vì giá trị của một bảng mạch không nằm trong một kim loại duy nhất.

Hình 2. Thu hồi kim loại từ PCB cần kết hợp nhiều công đoạn xử lý và phân tách khác nhau

V. Thu hồi kim loại không có một quy trình chung cho mọi loại PCB

Chính sự khác nhau về thành phần khiến việc thu hồi – phân kim từ PCB khó có thể áp dụng theo một công thức cố định. Một lô bảng mạch có hàm lượng đồng cao nhưng kim loại quý thấp sẽ đặt ra bài toán khác với một dòng linh kiện, connector hoặc PCB cao cấp có hàm lượng vàng, bạc hay palladium đáng kể. Tương tự, quy trình phù hợp với vài trăm kilogram vật liệu mỗi tháng chưa chắc có hiệu quả kinh tế khi áp dụng cho một dây chuyền xử lý quy mô lớn.

Doanh nghiệp vì vậy cần cân nhắc đồng thời thành phần đầu vào, khối lượng phát sinh, kim loại mục tiêu, hiệu suất thu hồi, chi phí hóa chất – năng lượng, yêu cầu môi trường và giá trị của sản phẩm sau tinh luyện.

Đây cũng là lý do thu hồi – phân kim không nên được nhìn như việc mua một máy rồi đưa phế liệu vào xử lý. Hiệu quả của hệ thống phụ thuộc vào cách toàn bộ quy trình được thiết kế và kết nối với nhau, từ phân loại nguyên liệu, tiền xử lý, thu hồi từng kim loại đến quản lý dung dịch và dòng thải sau quá trình.

PMAC đã phân tích tổng quan hơn về vấn đề này trong bài Vì sao ngành công nghiệp phải có hệ thống thu hồi phân kim?.

Hình 3. Kim loại sau thu hồi cần tiếp tục được tinh luyện để đạt dạng và độ tinh khiết phù hợp

VI. Kết luận

Sự gia tăng của rác thải điện tử đang đặt ra áp lực lớn hơn đối với hệ thống thu gom và tái chế, nhưng đồng thời cũng cho thấy một nguồn tài nguyên thứ cấp ngày càng đáng chú ý. Với PCB, câu hỏi không còn chỉ là “xử lý bảng mạch thải như thế nào?”, mà còn là “những kim loại nào vẫn còn giá trị và làm thế nào để thu hồi chúng một cách phù hợp?”

Ở góc độ doanh nghiệp, việc xây dựng một hệ thống thu hồi hiệu quả cần bắt đầu từ chính dòng vật liệu thực tế. Thành phần của phế liệu phải được đánh giá trước khi lựa chọn công nghệ; các bước thu hồi cần được thiết kế theo thứ tự phù hợp; đồng thời hóa chất, thiết bị và điều kiện vận hành phải được lựa chọn dựa trên mục tiêu đầu ra cụ thể.

Đây cũng là hướng PMAC đang triển khai trong lĩnh vực thu hồi – phân kim. PMAC cung cấp dịch vụ tư vấn xây dựng và tối ưu quy trình dựa trên đặc điểm nguồn nguyên liệu, quy mô sản xuất và mục tiêu thu hồi của từng doanh nghiệp; đồng thời cung cấp vật tư, hóa chất, máy móc và thiết bị phục vụ các công đoạn trong quy trình.

Bên cạnh việc cung cấp giải pháp, PMAC còn hỗ trợ kỹ thuật xuyên suốt quá trình triển khai và vận hành, từ đánh giá bài toán ban đầu, lựa chọn phương án phù hợp đến phối hợp xử lý những vấn đề phát sinh trong thực tế sản xuất.

Vì vậy, “mỏ vàng” trong những bảng mạch cũ không nằm ở việc mỗi PCB đều chứa một lượng lớn vàng. Giá trị thực sự nằm ở khả năng nhận diện đúng những gì còn có thể thu hồi và xây dựng một quy trình đủ phù hợp để biến phần vật liệu đó trở lại thành tài nguyên.

Liên hệ PMAC để trao đổi về dòng vật liệu của doanh nghiệp và xây dựng giải pháp thu hồi – phân kim phù hợp, từ quy trình, vật tư và hóa chất đến máy móc, thiết bị và hỗ trợ kỹ thuật xuyên suốt quá trình triển khai.