Trong bài viết trước về chủ đề Môi trường & Tái chế, ban biên tập technologyMAG đã chia sẻ về những nguy cơ mà rác thải điện tử (E-waste) có thể gây ra cho môi trường. Trong bài viết lần này, ban biên tập technologyMAG chia sẻ video của kênh The Factoran, nói về quy trình tái chế và thu hồi tài nguyên từ loại chất thải này.

Để xem và hiểu đầy đủ nội dung của video (bằng tiếng Anh), Quý độc giả vui lòng tham khảo nội dung của bài viết. Để xem video ở chế độ toàn màn hình (full-screen), vui lòng nhấn vào khung [ ] tại góc phải phía dưới của video hoặc nhấn phím F.

Biến rác thải điện tử thành nguồn tài nguyên giá trị
Những chiếc laptop hỏng, màn hình TV nhấp nháy và điện thoại đã lỗi thời đang góp phần tạo ra hơn 80 tỷ USD mỗi năm cho nền kinh tế toàn cầu. Ẩn sau những thiết bị đã hết vòng đời đó là một chuỗi tái chế đáng kinh ngạc, nơi chất thải điện tử được thu gom, tháo dỡ, xử lý an toàn, nghiền nhỏ và phân tách thành những dạng vật liệu tinh khiết nhất trước khi được hồi sinh thành nguyên liệu cho hàng nghìn sản phẩm mới. Ngành công nghiệp gần như vô hình này đang cung cấp nguồn vật liệu cho hàng trăm lĩnh vực hiện đại, từ điện thoại thông minh và xe điện cho đến năng lượng tái tạo và các dự án hạ tầng quy mô lớn.

Rác thải điện tử – Dòng chất thải tăng trưởng nhanh nhất thế giới
Rác thải điện tử hiện là dòng chất thải có tốc độ tăng trưởng nhanh nhất trên hành tinh. Chỉ riêng trong năm 2024, thế giới đã tạo ra hơn 62 triệu tấn rác thải điện tử. Điều đáng lo ngại hơn là chỉ khoảng 20% lượng chất thải này được thu gom và xử lý đúng quy trình. Phần còn lại bị đốt bỏ, chôn lấp hoặc xử lý thông qua các hoạt động phi chính thức, khiến phần kim loại có giá trị rất lớn bị thất thoát hàng năm.

Mức độ nghiêm trọng của vấn đề không chỉ nằm ở sự lãng phí tài nguyên. Bên trong rác thải điện tử còn chứa chì, thủy ngân, cadimi, chất chống cháy và nhiều hợp chất độc hại khác có thể làm ô nhiễm đất và không khí trong nhiều thập kỷ. Chính vì vậy, tái chế rác thải điện tử không đơn thuần là hoạt động xử lý chất thải mà còn là quá trình bảo tồn tài nguyên và bảo vệ sức khỏe con người. Chỉ khi được xử lý đúng cách, các thiết bị điện tử bị loại bỏ mới có thể bước vào vòng đời thứ hai thay vì trở thành gánh nặng mà các thế hệ tương lai phải gánh chịu.

Quá trình bắt đầu từ khi vứt bỏ thiết bị
Quá trình tái chế bắt đầu khi một thiết bị hết vòng đời và bị vứt đi, cho dù đó là một chiếc laptop có bàn phím hỏng, một chiếc TV không còn hiển thị hình ảnh hay một chiếc smartphone đã hết thời gian sử dụng. Rác thải điện tử xuất hiện ở khắp mọi nơi, từ hộ gia đình, văn phòng, trường học cho đến các chương trình nâng cấp thiết bị của doanh nghiệp hoặc các chương trình thu hồi sản phẩm do nhà bán lẻ và nhà sản xuất triển khai.

Sau khi được thu gom với khối lượng đủ lớn, các thiết bị bị loại bỏ sẽ được chất lên những xe vận chuyển chuyên dụng và đưa tới các cơ sở tái chế. Tại các nhà máy quy mô lớn có khả năng xử lý hàng triệu tấn rác thải điện tử mỗi tháng, các hoạt động công nghiệp liên tục mới có thể được vận hành hiệu quả. Tuy nhiên, phần lớn rác thải điện tử trên thế giới vẫn chưa được thu gom đúng cách, làm gia tăng nguy cơ cháy nổ, ô nhiễm và các tác động tiêu cực đến môi trường.

Để giải quyết vấn đề này, nhiều quốc gia đang mở rộng mạng lưới thu gom. Tại Singapore, đến giữa năm 2026, tất cả các trung tâm cộng đồng dự kiến sẽ được trang bị thùng thu gom rác thải điện tử, nâng tổng số điểm tiếp nhận lên hơn 1.000 địa điểm. Hệ thống này được hỗ trợ bởi ứng dụng Alba Step Up, giúp người dân tìm kiếm điểm thu gom gần nhất. Trong khi đó, tại châu Âu và Bắc Mỹ, các điểm tiếp nhận của chính quyền địa phương, quầy thu hồi thiết bị tại các cửa hàng điện tử và các chương trình thu gom định kỳ đang dần trở thành bước bắt buộc trước khi rác thải điện tử được đưa vào hệ thống tái chế chuyên nghiệp.

Tiếp nhận và phân loại tại nhà máy
Sau khi được thu gom từ các thùng chứa đô thị, điểm tập kết hoặc trung tâm thu hồi, rác thải điện tử được vận chuyển liên tục bằng xe chuyên dụng đến nhà máy tái chế. Tại đây, những chiếc máy tính cũ, TV hỏng và điện thoại đã hết vòng đời được dỡ xuống và chất thành các đống lớn.

Các kỹ sư sẽ cân từng pallet, gắn mã định danh và ghi nhận toàn bộ dữ liệu liên quan vào hệ thống quản lý của nhà máy, bao gồm khối lượng, nguồn gốc và tần suất thu gom. Hệ thống theo dõi này cho phép đơn vị vận hành lập kế hoạch theo ngày, thậm chí theo từng ca sản xuất, giúp duy trì sự cân bằng giữa công suất nghiền và công suất phân tách vật liệu.

Sau khi hoàn tất các bước ghi nhận dữ liệu, vật liệu được chuyển sang khu vực phân loại sơ bộ. Tại đây, công nhân phân loại theo nhóm thiết bị như thiết bị công nghệ thông tin (CNTT) và máy tính, màn hình và TV hoặc các thiết bị gia dụng và hệ thống làm lạnh. Việc đưa vật liệu vào đúng dây chuyền xử lý giúp giảm nguy cơ kẹt máy, ổn định lưu lượng vận hành và theo dữ liệu từ các cơ sở tái chế lớn, có thể nâng hiệu suất tổng thể thêm từ 20% đến 30%.

Tháo dỡ thủ công
Trước khi đi vào các dây chuyền xử lý cơ học quy mô lớn, thiết bị điện tử phải trải qua một công đoạn mà robot hiện nay vẫn chưa thể thay thế hoàn toàn: tháo dỡ thiết bị. Rác thải điện tử có mức độ đa dạng rất cao. Mỗi dòng sản phẩm có cách bố trí linh kiện khác nhau, mỗi thế hệ sử dụng cấu trúc lắp ráp và kiểu vít cố định khác nhau. Chính sự khác biệt này khiến việc tháo dỡ cần được thực hiện thủ công bởi con người mà chưa thể tự động hóa.

Tại các bàn thao tác dài, kỹ thuật viên sử dụng tua vít, kìm và nhiều dụng cụ chuyên dụng để tháo rời thiết bị theo từng lớp. Vỏ nhựa, khung kim loại, bảng mạch, dây dẫn và các bộ phận cồng kềnh được tách riêng nhằm biến thiết bị thành dạng vật liệu an toàn hơn và sạch hơn, không gây hư hỏng cho máy nghiền hoặc làm tắc nghẽn băng tải công nghiệp.

Các linh kiện có giá trị như RAM, động cơ, ổ cứng, dây đồng và bảng mạch in còn nguyên vẹn được phân loại riêng để tái sử dụng hoặc thu hồi kim loại. Không phải mọi thiết bị đều bị phá hủy hoàn toàn. Nhiều linh kiện vẫn hoạt động tốt được làm sạch, kiểm tra hiệu năng rồi chuyển sang các dây chuyền tân trang và tái sử dụng.

Một số công ty quản lý tài sản CNTT tại Mỹ và châu Âu thậm chí còn áp dụng mô hình chia sẻ doanh thu. Theo mô hình này, chủ sở hữu ban đầu sẽ nhận được khoản thanh toán khi linh kiện thu hồi được bán thành công, biến rác thải điện tử thành nguồn thu nhập thực sự. Điều mà nhiều người không ngờ tới là đồng tái chế từ rác thải điện tử có thể đạt độ tinh khiết tới 99,99%. Mức độ tinh khiết này cao đến mức nhiều nhà sản xuất ưu tiên sử dụng thay cho đồng khai thác từ mỏ vì chất lượng tương đương nhưng chi phí và lượng phát thải thấp hơn đáng kể.

Cuối cùng, độ chính xác của công đoạn tháo dỡ không chỉ giúp duy trì dòng vật liệu ổn định mà còn quyết định trực tiếp giá trị kinh tế của toàn bộ lô hàng tái chế.

Loại bỏ các thành phần nguy hiểm
Sau công đoạn tháo dỡ, mọi thành phần nguy hại phải được loại bỏ hoàn toàn. Chỉ một bộ phận nguy hiểm còn sót lại cũng có thể khiến toàn bộ hệ thống phải dừng khẩn cấp. Ví dụ quan trọng nhất là pin lithium-ion được sử dụng trong điện thoại và laptop. Nếu một viên pin bị cuốn vào máy nghiền, nó có thể bị đoản mạch và bốc cháy gần như ngay lập tức.

Một cell pin đang cháy có thể đạt nhiệt độ vượt quá 1.800 độ F (khoảng 980 độ C), đủ để đốt cháy các vật liệu xung quanh và gây ra phản ứng cháy dây chuyền. Vì lý do đó, công nhân phải tháo từng viên pin bằng tay, kiểm tra riêng lẻ và đặt vào các thùng chứa chống cháy nhằm bảo đảm cách ly hoàn toàn trước khi vật liệu được đưa sang công đoạn tiếp theo.

Tủ lạnh và máy điều hòa không khí cũng cần quy trình tương tự. Kỹ thuật viên sử dụng thiết bị thu hồi chuyên dụng để hút toàn bộ môi chất lạnh và dầu máy nén vào các bình chứa kín nhằm ngăn chặn nguy cơ phát tán khí gây hại cho tầng ozone. Chỉ khi hệ thống xác nhận không còn chất làm lạnh bên trong, thiết bị mới được phép chuyển sang bước tháo dỡ tiếp theo.

TV CRT và màn hình thế hệ cũ còn tạo ra một lớp rủi ro khác. Kính CRT chứa chì và lớp phủ bên trong có thể chứa thủy ngân. Vì vậy, các thiết bị này phải được tháo rời thủ công từng bộ phận. Nếu một ống CRT bị vỡ bên trong máy nghiền, bụi chì và hơi thủy ngân có thể phát tán vào không khí, gây nguy hiểm cho người lao động và môi trường. Để ngăn chặn điều đó, kỹ thuật viên mở vỏ thiết bị bằng dụng cụ chuyên dụng, tách riêng ống hình và niêm phong các thành phần nguy hại trong các thùng kín khí để xử lý có kiểm soát.

Nghiền nhỏ và chuẩn bị cho quá trình phân tách
Sau khi các thành phần nguy hại và những linh kiện có giá trị cao đã được loại bỏ, phần còn lại của thiết bị chủ yếu là khung kết cấu và các vật liệu vỏ ngoài. Lúc này, vật liệu đã đủ an toàn để bước vào công đoạn xử lý cơ học. Các thiết bị còn lại được đưa lên băng tải nạp liệu và chuẩn bị cho quá trình nghiền nhằm giảm kích thước và tạo điều kiện cho các công đoạn phân tách phía sau.

Tùy thuộc vào thiết kế dây chuyền, một số cơ sở sẽ nén các thiết bị thành những khối vật liệu đặc trước khi đưa vào máy nghiền. Phương pháp này giúp máy vận hành ổn định hơn, giảm tải mô-men xoắn và hạn chế hiện tượng kẹt cơ khí. Trong khi đó, các dây chuyền công suất lớn thường đưa vật liệu trực tiếp vào buồng nghiền mà không cần nén trước nhằm đạt tốc độ xử lý cao hơn theo giờ.

Phần lớn các hệ thống nghiền hiện đại hoạt động theo hai giai đoạn. Giai đoạn đầu sử dụng các dao cắt quay ngược chiều nhau để xé và cắt thiết bị thành các mảnh nhỏ hơn. Giai đoạn thứ hai là buồng nghiền tốc độ cao, nơi các mảnh vật liệu tiếp tục được phá vỡ và tinh chỉnh về kích thước đồng đều trước khi chuyển sang dây chuyền phân tách. Toàn bộ quá trình được giám sát liên tục từ phòng điều khiển thông qua hệ thống cảm biến và camera nhằm bảo đảm an toàn cũng như duy trì trạng thái vận hành ổn định.

Ở quy mô công nghiệp, một hệ thống nghiền có thể xử lý từ 7 đến 10 tấn rác thải điện tử mỗi giờ. Sau bước này, vật liệu đạt kích thước tương đối đồng nhất và sẵn sàng cho các công đoạn phân loại theo từng nhóm vật liệu.

Tách thép
Sau khi rời khỏi máy nghiền, hỗn hợp vật liệu được vận chuyển trên các băng tải rộng đến khu vực phân tách. Tại đây, nhà máy sử dụng các nam châm công nghiệp cường độ cao có khả năng hút toàn bộ sắt và thép ra khỏi dòng vật liệu hỗn hợp chỉ trong vài giây.

Các mảnh thép từ khung TV, vỏ máy tính, bản lề laptop và các kết cấu kim loại bên trong thiết bị lập tức bị hút tách khỏi dòng vật liệu chính và rơi vào một tuyến xử lý riêng biệt. Đây là công đoạn phân tách nhanh nhất, dễ quan sát nhất và có thể xem là một trong những bước quan trọng nhất trong toàn bộ quy trình, bởi thép thường chiếm tỷ lệ khối lượng lớn nhất trong rác thải điện tử.

Trong khi thép được tách riêng, các vật liệu còn lại như nhôm, đồng, nhựa, thủy tinh và các mảnh bảng mạch tiếp tục được chuyển đến các hệ thống phân loại khác để xử lý. 

Từ phế liệu trở thành thép
Sau khi được tách riêng, thép được ép thành các kiện lớn và vận chuyển đến các nhà máy luyện thép chuyên dụng. Sau khi hoàn tất công đoạn kiểm tra và đánh giá chất lượng, từng kiện thép sẽ được đưa vào lò hồ quang điện – nơi vòng đời thứ hai của vật liệu thực sự bắt đầu.

Bên trong lò kín, các hồ quang điện mạnh hơn hàng nghìn lần so với tia sét tự nhiên tạo ra nhiệt độ vượt quá 2.700 độ F (khoảng 1480 độ C) chỉ trong vài phút. Dưới tác động của nguồn năng lượng khổng lồ này, toàn bộ thép phế liệu nóng chảy hoàn toàn, biến thành một hồ kim loại lỏng phát sáng.

Trong quá trình nóng chảy, các tạp chất nổi lên bề mặt và được loại bỏ bằng những thiết bị chuyên dụng. Sau đó, các kỹ sư sẽ điều chỉnh thành phần hóa học bằng cách bổ sung carbon hoặc các nguyên tố hợp kim như mangan, niken và crom nhằm tạo ra những mác thép có đặc tính cơ học chính xác theo yêu cầu.

Nhờ hệ thống cảm biến theo dõi nhiệt độ và thành phần hóa học theo thời gian thực, thép tái chế có thể đạt độ đồng nhất rất cao. Trong nhiều trường hợp, chất lượng của nó thậm chí còn ổn định hơn thép được sản xuất trực tiếp từ quặng khai thác.

Đúc liên tục và hình thành phôi
Từ lò hồ quang điện, thép nóng chảy được dẫn vào hệ thống đúc liên tục. Khi đi qua các khuôn làm mát bằng nước, kim loại bắt đầu đông đặc và hình thành các phôi thép có tiết diện vuông hoặc phẳng. Những phôi này vẫn giữ màu đỏ rực do lượng nhiệt lớn còn lại bên trong.

Khi đạt đủ độ cứng để có thể xử lý cơ học, các phôi thép dài hàng chục mét được cắt thành những đoạn tiêu chuẩn và chuyển trực tiếp sang khu vực cán nóng. Việc tận dụng nhiệt lượng còn lại trong vật liệu giúp giảm đáng kể nhu cầu gia nhiệt lại, từ đó tiết kiệm năng lượng cho toàn bộ quá trình sản xuất.

Trước khi bước vào công đoạn cán, các phôi được gia nhiệt nhằm bảo đảm toàn bộ tiết diện đạt nhiệt độ đồng đều. Quá trình này giúp giải phóng ứng suất bên trong vật liệu, ngăn ngừa nứt gãy trong quá trình tạo hình và làm mềm thép đến mức phù hợp để tái định hình.

Dọc theo lò gia nhiệt, các cảm biến nhiệt hồng ngoại liên tục theo dõi sự phân bố nhiệt độ. Ngay cả những sai lệch chỉ vài chục độ cũng có thể ảnh hưởng đến độ phẳng và tính chất cơ học của sản phẩm cuối cùng.

Biến phôi thành vật liệu công nghiệp
Khi đạt trạng thái dẻo lý tưởng, phôi thép được đưa vào các giá cán khổng lồ. Mỗi cặp trục cán sẽ làm giảm chiều dày và tăng chiều dài vật liệu theo tỷ lệ đã được tính toán trước.

Từ kích thước ban đầu dày nhiều cm, vật liệu dần được kéo dài và mở rộng thông qua nhiều lần cán liên tiếp cho đến khi đạt kích thước công nghiệp chính xác. Toàn bộ quá trình này diễn ra chỉ trong vài giây. Đồng thời, các vòi phun nước áp suất cao liên tục loại bỏ lớp oxit trên bề mặt và duy trì nhiệt độ trong giới hạn an toàn.

Tùy theo mục đích sử dụng, thép cán nóng có thể được tạo thành thép tấm dùng cho kết cấu nhà máy và thiết bị cơ khí, thép cuộn phục vụ dập tạo hình và gia công chính xác hoặc thép cốt bê tông dùng cho cầu đường, công trình xây dựng và hạ tầng bê tông cốt thép. Đây đều là những vật liệu nền tảng của hầu hết các ngành sản xuất và xây dựng hiện đại.

Kiểm tra chất lượng
Sau khi rời khỏi giá cán cuối cùng, thép được làm nguội theo quy trình kiểm soát chặt chẽ nhằm ổn định cấu trúc tinh thể bên trong vật liệu. Sau đó, sản phẩm được cắt theo chiều dài yêu cầu và bó thành các lô lớn để vận chuyển đến các cơ sở gia công tiếp theo.

Tuy nhiên, trước khi bất kỳ lô thép nào được phép rời khỏi nhà máy, chúng phải trải qua hàng loạt bước kiểm tra cơ học và hóa học nghiêm ngặt. Các phép thử bao gồm kiểm tra độ bền kéo, thử uốn, kiểm tra khuyết tật bằng siêu âm và phân tích thành phần hóa học nhằm bảo đảm vật liệu đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn kỹ thuật.

Chỉ khi vượt qua toàn bộ các yêu cầu này, thép mới được đóng gói, gắn nhãn và chính thức xuất xưởng.

Từ sản phẩm cũ đến vật liệu mới
Tại các nhà máy gia công, thép tiếp tục bước vào một vòng đời mới. Từ những phôi thép tái chế này, các doanh nghiệp sẽ sản xuất dầm cầu, khung nhà chọc trời, kết cấu thang máy và cả các bộ phận dành cho thế hệ xe điện mới.

Các quy trình thu hồi và tái chế thép giúp tiết kiệm rất nhiều năng lượng so với sản xuất thép nguyên sinh từ quặng khai thác, đồng thời cắt giảm hàng triệu tấn khí CO₂ phát thải mỗi năm. Nhờ đó, một vòng tuần hoàn vật liệu bền vững được hình thành, góp phần hỗ trợ sự phát triển lâu dài của ngành công nghiệp toàn cầu.

Rác thải không chỉ là rác thải
Trong một thế giới mà công nghệ phát triển nhanh hơn bao giờ hết, tuổi thọ của các thiết bị điện tử ngày càng ngắn lại. Thế nhưng rác thải điện tử không phải là điểm kết thúc của một sản phẩm. Trái lại, đó là điểm khởi đầu của một chu trình mới, nơi các nguồn tài nguyên được thu hồi, tái sinh và đưa trở lại nền công nghiệp dưới những hình thức hoàn toàn mới.

Bên trong các nhà máy luyện kim, xưởng cán thép, lò đúc và cơ sở chế tạo, những thiết bị điện tử hỏng của ngày hôm qua đang góp phần xây dựng thế giới của ngày mai. Mỗi lần một món đồ cũ bị loại bỏ, một hành trình công nghiệp mới lại bắt đầu.

Tiếp tục khám phá chuyên đề Môi trường và Tái chế trên trang technologyMAG
Bài viết này là một phần trong chuỗi nội dung chuyên sâu về môi trường, xử lý chất thải, tái chế và kinh tế tuần hoàn do technologyMAG thực hiện nhằm cập nhật những công nghệ, giải pháp và dự án mới nhất tại Việt Nam cũng như trên thế giới. Trong bối cảnh các yêu cầu về phát triển bền vững, giảm phát thải và sử dụng hiệu quả tài nguyên ngày càng được quan tâm, ngành môi trường và tái chế đang trở thành một trong những lĩnh vực quan trọng của nền kinh tế hiện đại.

Để giúp độc giả thuận tiện theo dõi toàn bộ nội dung liên quan, Ban biên tập technologyMAG đã xây dựng trang tổng hợp chuyên đề Môi trường và Tái chế, bao gồm các nhóm bài viết về xử lý chất thải, tái chế nhựa, giấy, kim loại, thủy tinh, dệt may, rác thải điện tử, xử lý nước, kinh tế tuần hoàn, công nghệ môi trường và các dự án tiêu biểu tại Việt Nam và quốc tế.

Tìm hiểu thêm về chuyên đề Môi trường và Tái chế tại:
https://www.technologymag.net/technologymag-gioi-thieu-loat-tin-bai-chu-de-moi-truong-tai-che/

Để xem các tin bài khác về “Rác thải điện tử”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: The Factoran